全 文 ：书气候变暖对河西走廊绿洲灌区
主要作物需水量的影响
王鹤龄１，２，牛俊义１，王润元２，吕晓东３
（１．甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州７３０７２０；２．中国气象局兰州干旱气象研究所 甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室 中国气象局
干旱气候变化重点开放实验室，甘肃 兰州７３００２０；３．甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃 兰州７３００７０）
摘要：作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一。在未来温度上升１～４℃的情景下，研究了气候变暖
对我国河西绿洲灌区主要作物需水量的影响。结果表明，气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对棉
花和玉米需水量的影响最大，对小麦的影响次之。当生长期内温度上升１～４℃时，棉花需水量将增加２．１７％～
１２．６６％，相当于１５．００～８３．００ｍｍ；玉米需水量将增加１．９０％～１１．４９％，相当于１４．６０～８２．５０ｍｍ；小麦需水量
将增加１．８０％～１０．０３％，相当于９．７０～５０．７０ｍｍ。气候变化对作物需水量的影响存在一定地域性差异。当增加
１℃时，对干旱区武威作物需水量的影响略大于极端干旱区敦煌。当增加２℃时，武威和敦煌的作物需水量几乎相
当。当增加３和４℃时，则对敦煌作物需水量的影响大于武威。根据河西绿洲灌区目前的种植结构，当温度上升
１～４℃时，估算将使整个地区棉花的灌溉需水量增加０．１１，０．２１，０．３７，０．６２亿 ｍ３；玉米的灌溉需水量增加０．１６，
０．３３，０．５６，０．９３亿ｍ３；小麦的灌溉需水量增加０．１４，０．２６，０．４５，０．７１亿 ｍ３；总的灌溉需水量增加０．４１，０．８０，
１．３８，２．２５亿ｍ３。气候变暖将使河西绿洲灌区业已紧张的水资源供需矛盾更加突出。
关键词：气候变化；温度；作物需水量；河西绿洲
中图分类号：Ｓ３１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０５０２４５０７
河西走廊绿洲灌区是指在极端干旱的沙漠地区，由于水源的存在（地下泉水或冰川融水）而发展起来的农业，
水资源不足是该区域农业生产发展的主要限制因素［１３］。河西走廊地处东亚季风区，是我国重要的粮棉主产区之
一，适宜多种粮食及经济作物生长，播种面积最大的３种作物为春小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）、春玉米（犣犲犪犿犪狔狊）
和棉花（犌狅狊狊狔狆犻狌犿犺犻狉狊狌狋狌犿）［１６］。但绿洲灌区水资源短缺，干旱灾害频繁，是重要的气候脆弱区之一。
作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一，它是水利工程规划设计及节水农业研究中非常重要
的参数，作物的需水规律是制订作物合理灌溉制度和作物水分科学管理的基础。作物需水量可由实测土壤水分
通过水量平衡法计算得到，也可由综合的气候学方法计算得到。土壤水量平衡法是根据水量平衡的原理，在分析
时段内田间作物土壤储水量的差值、降水量、地下水补给量、灌溉水量、地面径流量、土壤水分渗漏量的基础上，根
据水量平衡方程计算作物时段内的蒸发蒸腾量，该方法计算简单直接，但受观测值测量精度的影响，使得土壤水
量平衡的最短时间间隔通常达到１周左右，计算精度与实际情况相距甚远［７，８］。
综合的气候学方法是指以能量平衡原理为基础的Ｐｅｎｍａｎ公式法，只需利用常规气象资料便可较为准确地
计算出参考作物的需水量，该法已成为计算参考作物需水量的一种主要方法。联合国粮农组织（ＦＡＯ）在１９７７
年推荐经修改后的Ｐｅｎｍａｎ公式来确定参考作物需水量，首次充分利用了参考作物需水量和作物系数的概念，但
因昼夜风速修正系数（ｕ）与众多因素有关，使得该公式在实际运用时受到一定的限制［９］；此后，联合国粮农组织又
在１９７９年提出了Ｐｅｎｍａｎ修正公式，该公式虽精度略低，但便于运用。由于ＰｅｎｍａｎＭｏｎｔｅｉｔｈ方法不需要专门
的地区率定和风函数等，使用一般气象资料即可计算参考作物蒸发蒸腾量，此法的实际运用价值和计算精度都比
较高［１０］。国内许多学者也对参考作物需水量进行了相关研究。史海滨等［１１］通过实验论证，认为Ｐｅｎｍａｎ
Ｍｏｎｔｅｉｔｈ方法计算值比较接近实际值，适用范围广，使用一般气象资料即可计算参考作物蒸发蒸腾量。孙景生
第２０卷 第５期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２４５－２５１
２０１１年１０月
收稿日期：２０１００９０３；改回日期：２０１０１２２４
基金项目：国家科技部气象行业专项“西北旱作农业对气候变暖的响应特征及其预警和应对技术研究”（ＧＹＨＹ２００８０６０２１）和甘肃省自然基
金“气候变化对甘肃农作物的影响研究”（３ＺＳ０６１Ａ２５０１０）资助。
作者简介：王鹤龄（１９７８），男，甘肃会宁人，在读博士，助理研究员。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｈｅｌｉｎｇ１９７８＠１２６．ｃｏｍ．ｃｎ
等［１２］利用ＰｅｎｍａｎＭｏｎｔｅｉｔｈ公式对逐旬参考作物需水量在年内、年际间的变化进行了分析。
由于土壤水分的不易获得性及其空间变异性，综合的气候学方法得到广泛应用［１３，１４］。但气候变化对我国不
同地区的农业需水将产生怎样影响，为此，本试验以极端干旱区敦煌和干旱区武威地区为研究对象，通过假定不
同的温度情景，对这一问题进行探讨。研究气候变化对本区主要作物需水量的影响，将为尽早建立预报、预警系
统，缓解水资源供需矛盾，制定防灾、减灾提供决策依据。
１ 材料与方法
全球变暖已成为不争的事实。过去１００年来，全球平均温度已升高０．６０～０．７０℃。近几十年来，我国地面
平均温度上升了０．８０～１．５０℃［１５，１６］。西北地区是中国气候变暖最敏感的地区之一，据统计，西北地区年平均气
温１９８７－２００３年比１９６１－１９８６年升高了０．７０℃，冬季气温升高幅度最大，为１．３７℃，春、夏、秋季分别升高０．
３３、０．４０及０．７３℃，≥０℃年积温平均增加了１１２℃，≥１０℃年积温平均增加了１０７℃，＜０℃负积温的绝对值平均
减少１３７℃［１７］。根据部分研究预测，到２０８０年，我国西部气温增幅为１．５～３．９℃［１８］。气候变暖有可能使我国
２１世纪面临更严重的水资源危机。
在甘肃河西走廊绿洲灌区选取了２个有代表性的气象站点敦煌站和武威站，分别代表极端干旱区和干旱区。
敦煌站海拔为１１３８ｍ，由于地处内陆，气候干燥，降水量少，蒸发量大，昼夜温差大，日照时间长，年平均降水量
３９．９ｍｍ，蒸发量２４８６ｍｍ，全年日照时数为３２４６．７ｈ，年平均气温为９．４℃，月平均最高气温为２４．９℃（７月），
月平均最低气温为－９．３℃（１月），年平均无霜期１４２ｄ，属典型的暖温带极端干旱性气候。武威站位于甘肃省中
部的河西走廊上，日照充足，温差大，年平均气温８℃左右，年平均降水量１７０ｍｍ左右，日照时数２２００～３０００
ｈ。本试验只研究气候变暖对棉花、玉米和小麦三大作物需水量的影响。作物需水量可由实测土壤水分通过水
量平衡法计算得到，也可由综合的气候学方法计算得到。由于土壤水分的不易获得性及其空间变异性，综合的气
候学方法得到广泛应用。根据联合国粮农组织推荐的公式［１９］，在土壤水分不成为限制因素的条件下，作物需水
量计算公式为：
犈犜犿＝犓犮·犈犜０ （１）
式中，犈犜犿 为作物需水量；犓犮为作物系数；犈犜０ 为参考作物蒸散量。
犈犜０＝
０．４０８Δ（犚狀－犌）＋γ ９００犜＋２７３犝２犞犘犇
Δ＋γ（１＋０．３４犝２）
（２）
式中，ＥＴ０：参考作物需水量（ｍｍ／ｄ）；Ｒｎ：作物表面净辐射（ＭＪ／ｍ２·ｄ）；Ｇ：土壤热通量（ＭＪ／ｍ２·ｄ）；Ｔ：２ｍ高度
处平均气温（℃）；Ｕ２：２ｍ高度处２４ｈ平均风速（ｍ／ｓ）；ＶＰＤ：２ｍ高度处水汽压差（ｋＰａ）；Δ：饱和水汽压斜率
（ｋＰａ／℃）；γ：干湿球常数（ｋＰａ／℃）（以上各要素计算公式略）。
ＦＡＯ确定了不同作物不同生长阶段的犓犮值（表１）［１６］。由公式（１）可见，参照作物蒸散量是影响作物需水量
的关键因子，而在影响的诸多气象因素中，温度是最为重要的因素。因此，气候变暖将主要通过温度的变化影响
作物对水分的需求。
气候变化情景的获得，除了可以通过运行大气环流模式（ＧＣＭ）外，简单的方法是使用一些假定的气候要素
变化，例如温度升高１℃或降水量减少１０％等，甚至可以在一定范围内进行不同温度、降水梯度的敏感性分析。
本试验将采用第２种简单的方法，即假定温度变化情
景。据英国Ｈａｄｌｅｙ模型的预测，到２０８０年我国西北
地区各月平均气温将上升１．５～３．９℃［１３］，故假定未来
温度情景为上升１～４℃。
根据各气象站历年逐月的平均气象数据，在３种
作物生长期内温度分别增加１～４℃、而其他气象要素
保持不变的情景下，逐年计算３种作物的需水量，最后
取多年平均值作为气候变化的影响结果。
表１ 作物不同生育阶段犓犮 取值
犜犪犫犾犲１ 犜犺犲犓犮狏犪犾狌犲狅犳犮狉狅狆狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狆犲狉犻狅犱狊
作物Ｃｒｏｐｓ 犓犮ｉｎｉ 犓犮ｍｉｄ 犓犮ｌａｔｅ 作物最大高度
Ｍａｘｉｍｕｍｈｅｉｇｈｔ（ｍ）
春小麦Ｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ０．３ １．１５ ０．２５ １．０
玉米 Ｍａｉｚｅ ０．３ １．１５ ０．６０ ２．２
棉花Ｃｏｔｔｅｎ ０．４ １．１５ ０．７５ ０．８
６４２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
２ 结果与分析
２．１ 不同作物需水量对气候变化的响应差异
图１为３种作物在生长期内温度分别增加１～４℃时，需水量相应增加的百分数。图１中２个站点的结果一
致表明，随温度上升，３种作物的需水量随之增加。其中气候变暖对棉花需水量的影响最大，其次是玉米和春小
麦。在给定温度情景下，敦煌、武威２个站点棉花的需水量将依次增加２．１７％～１２．０３％，２．６０％～１２．６６％；玉
米需水量将依次增加１．９０％～１０．８５％，２．４０％～１１．４９％；春小麦需水量依次增加１．８０％～９．３９％，２．１３％～
１０．０３％。将所有站点的结果综合来看，当温度上升１～４℃时，河西绿洲灌区棉花、玉米、春小麦的需水量将分别
增加２．１７％～１２．６６％，１．９０％～１１．４９％，１．８０％～１０．０３％。
由于棉花、玉米和小麦３种作物有各自的生长发育特点，故其需水特性有很大差异。仅从需水增加的百分数
只能了解气候变暖影响的一个侧面。例如，对于不同作物，在需水增加百分数相同的情况下，对应的绝对需水增
加量会不同，故有必要从绝对增加量上进一步分析气候变化的影响。图２是给定温度情景下３种作物需水量绝
对数量的变化情况。
图１ 给定温度情景对作物需水量的影响
犉犻犵．１ 犜犺犲犻犿狆犪犮狋狅犳犵犻狏犲狀狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狅狀狑犪狋犲狉狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋
图２ 给定温度情景对作物需水量绝对值的影响
犉犻犵．２ 犜犺犲犻犿狆犪犮狋狅犳犵犻狏犲狀狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狊犮犲狀犪狉犻狅狅狀狑犪狋犲狉狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋犪犫狊狅犾狌狋犲狏犪犾狌犲
图２和图１的趋势完全相同，但气候变暖对玉米和棉花需水量的影响在武威表现得更为一致。气候变暖对
棉花和玉米的绝对需水量的影响最大，对小麦影响次之。当温度上升１℃时，棉花、玉米、小麦需水量将增加
１５．００～１５．９０，１４．６０～１６．５０，９．７０～１０．４０ｍｍ；当温度上升２℃时，３种作物的需水量依次增加２９．００～２９．９０，
２８．５０～２９．２０，１７．４０～１８．５０ｍｍ；当温度上升３℃时，３种作物的需水量依次增加４７．９０～５０．００，４８．５０～
５０．００，３１．４０～３２．２０ｍｍ；当温度上升４℃时，３种作物的需水量依次增加７７．９０～８３．００，７７．５０～８２．５０，４９～
５０．７０ｍｍ。
７４２第２０卷第５期 草业学报２０１１年
综合各站点的结果来看，当温度上升１～４℃时，河
图３ 不同地区作物需水量对气候变暖响应的差异
犉犻犵．３ 犠犪狋犲狉狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊狉犲狊狆狅狀犱狋狅犮犾犻犿犪狋犲
狑犪狉犿犻狀犵犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狉犲犵犻狅狀狊
西绿洲灌区棉花需水量将增加１５．００～８３．００ｍｍ；玉
米需水量将增加１４．６０～８２．５０ｍｍ；小麦需水量将增
加９．７０～５０．７０ｍｍ。
２．２ 作物需水量对气候变化响应的区域差异
在给定温度情景下，敦煌棉花、玉米和小麦的需水
量将分别增加１５．００～８３．００，１４．６０～８２．５０，９．７０～
５０．７０ｍｍ；武威相应３种作物的需水量将分别增加
１５．９０～７７．９０，１６．５０～７７．５０，１０．４０～４９．００ｍｍ。可
见，不同地区同一种作物对气候变暖的响应存在差异。
为方便分析，将同一种作物不同地区的结果绘于图３。
不论棉花、玉米还是小麦，不同区域的作物需水量
随着温度的增加出现了差异（图３）。当温度增加１℃
时，对武威作物需水量的影响略大于敦煌，武威棉花、
玉米和小麦的需水量将依次增加１５．９０，１６．５０，１０．４０
ｍｍ；敦煌的相应作物需水量增加１５．００，１４．６０，９．７０
ｍｍ，比敦煌分别高了６．００％，１３．００％，７．２０％。当温
度增加２℃时，武威和敦煌的作物需水量几乎相当。
当温度增加３℃时，则对敦煌作物需水量的影响大于
武威，敦煌棉花、玉米和小麦的需水量将依次增加
５０．００，５０．００，３２．２０ｍｍ，武威的相应作物需水量增加
４７．９０，４８．５０，３１．４０ｍｍ，比敦煌分别低了２．１０，１．５０，
０．８０ｍｍ。当温度增加４℃时，敦煌棉花、玉米和小麦
的需水量将依次增加８３．００，８２．５０，５０．７０ｍｍ，武威
的相应作物需水量增加７７．９０，７７．５０，４９．００ｍｍ，比
敦煌分别低了５．１０，５．００，１．７０ｍｍ。
２．３ 气候变化对灌溉需水量的影响
目前，河西灌区作物生长所需水分主要来自天然
降水和灌溉补充。因此，灌溉需水量可以认为是作物
需水量与天然降水之差，即：
犐犚＝犈犜狆－犘 （３）
式中，ＩＲ：灌溉需水量（ｍｍ）；Ｐ：降水量（ｍｍ）。根据近
５０年的气象资料，各站主要作物生长期内多年平均降
雨（ｍｍ）见表２。
根据公式３，计算出各站点净灌溉需水量（表３）。
气候变暖仍然对玉米和棉花的灌溉需水量影响最大。
就棉花而言，敦煌将由目前６８４．１０ｍｍ上升到６９９．００～
７６７．００ｍｍ；武威由目前的５２４．８０ｍｍ上升到５４０．８０
～６０２．８０ｍｍ；对玉米来说，敦煌由目前的７５４．３０ｍｍ
上升到７６８．８０～８３６．７０ｍｍ；武威由目前的５８６．６０
ｍｍ上升到６０３．１０～６６４．１０ｍｍ；对小麦来说，敦煌由
表２ 各站主要作物生长期内多年平均降雨
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲犪狏犲狉犪犵犲狉犪犻狀犳犪犾犱狌狉犻狀犵
狋犺犲犮狉狅狆犵狉狅狑狋犺狆犲狉犻狅犱 ｍｍ
站点Ｓｔａｔｉｏｎ 小麦Ｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ 玉米 Ｍａｉｚｅ 棉花Ｃｏｔｔｅｎ
敦煌Ｄｕｎｈｕａｎｇ １．５ ３．８ ４．０
武威 Ｗｕｗｅｉ ５０．０ ８５．９ ８８．２
目前的５３６．３０ｍｍ上升到５４６．００～５８７．００ｍｍ，武威由目前的４３７．６０ｍｍ 上升到４４８．００～４８６．００ｍｍ。气候
变暖使各地作物的缺水形势进一步加剧。
由于河西绿洲灌区降水极度匮乏，特别是处于极端干旱区的敦煌。所以绿洲农业的发展主要依靠冰川消融
的水进行灌溉。根据河西绿洲目前的种植结构，棉花、玉米和小麦的播种面积依次为９３．９０，１１２．１２，１４０．８０千
ｈｍ２［２１，２２］。据此估算，当温度上升１～４℃时，将使整个地区棉花的灌溉需水量增加０．１１、０．２１、０．３７、０．６２亿ｍ３；
８４２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
玉米的灌溉需水量增加０．１６，０．３３，０．５６，０．９３亿ｍ３；
小麦的灌溉需水量增加０．１４，０．２６，０．４５，０．７１亿ｍ３；
当温度上升１～４℃时，总灌溉需水量增加０．４１，０．８０，
１．３８，２．２５亿ｍ３（表４）。气候变暖将使河西绿洲灌区
业已紧张的水资源供需矛盾更加突出，发展节水农业
和调整种植结构是当务之急。
３ 讨论与结论
在干旱区，水资源不足已成为制约农业发展的主
要因素，随着人们对气候变化和水资源短缺以及粮食
安全问题的高度关注，目前对区域作物需水量的计算
研究已较为广泛，作物需水量的大小取决于作物生长
发育和对水分需求的内部因子与外部因子。其中内部
因子是指对需水规律有影响的生物学特性，与作物种
类、品种以及生长阶段有关；外部因子指气候条件（包
括太阳辐射、气温、相对湿度、水面蒸发量、风速等）和
土壤条件（包括土壤质地与含水量等）［２２，２３］。
有关作物需水量计算以及对气候变化响应的研究
内容很多。有研究表明，我国北方旱区主要农作物水
分供需水量存在明显的生长季节差异，农作物需水量
与种植区气候类型关系十分密切，作物需水量随气候
变化的响应比较明显，在干旱、半干旱地区表现尤为突
出［２４］。李应林和高素华［２５］分析了我国春玉米水分的
供需状况，表明我国春玉米主要种植区内气候条件是
有利的；张旭东等［２６］对甘肃河东小麦需水规律分析认
为，气候类型不同，旱作麦田的需水量存在一定的差
别，南北向的变化明显大于东西向，基本为由北向南递
减。刘晓英和林而达［１４］研究表明由于天然降水条件
的差异，华北各地在抵御未来气候变暖不利影响方面
有所差异，各地冬小麦在抵御气候变化不利影响方面
能力均较差，其中济南和北京尤为严重。北京地区夏
玉米和棉花抵御未来气候变暖不利影响的能力较强。
而太原夏玉米和棉花抵御未来气候变暖不利影响的能
力较差。
表３ 气候变暖对主要作物灌溉需水量的影响
犜犪犫犾犲３ 犜犺犲犲犳犳犲犮狋狊狅犳犮犾犻犿犪狋犲狑犪狉犿犻狀犵狅狀犻狉狉犻犵犪狋犻狅狀
作物
Ｃｒｏｐｓ
温度增幅
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅ
（℃）
灌溉需水量
Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ（ｍｍ）
敦煌Ｄｕｎｈｕａｎｇ 武威 Ｗｕｗｅｉ
春小麦
Ｓｐｒｉｎｇ
ｗｈｅａｔ
０ ５３６．３ ４３７．６
１ ５４６．０ ４４８．０
２ ５５４．８ ４５５．０
３ ５６８．５ ４６９．０
４ ５８７．０ ４８６．６
春玉米
Ｍａｉｚｅ
０ ７５４．３ ５８６．６
１ ７６８．８ ６０３．１
２ ７８３．４ ６１５．１
３ ８０４．２ ６３５．１
４ ８３６．７ ６６４．１
棉花
Ｃｏｔｔｏｎ
０ ６８４．１ ５２４．８
１ ６９９．０ ５４０．８
２ ７１３．０ ５５４．８
３ ７３４．０ ５７２．８
４ ７６７．０ ６０２．８
表４ 气候变暖对河西主要作物新增灌溉量的影响
犜犪犫犾犲４ 犜犺犲犲犳犳犲犮狋狊狅犳犮犾犻犿犪狋犲狑犪狉犿犻狀犵狅狀
犻狀犮狉犲犪狊犲犻狉狉犻犵犪狋犻狅狀 亿 Ｍｉｌｉｏｎｍ３
增温幅度
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅ（℃）
小麦
Ｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ
玉米
Ｍａｉｚｅ
棉花
Ｃｏｔｔｏｎ
合计
Ｔｏｔａｌ
１ ０．１４ ０．１６ ０．１１ ０．４１
２ ０．２６ ０．３３ ０．２１ ０．８０
３ ０．４５ ０．５６ ０．３７ １．３８
４ ０．７１ ０．９３ ０．６２ ２．２５
本研究指出不同作物的需水量对气候变暖的响应存在差异。其中对棉花和玉米的影响最大，小麦次之。总
体来看，当温度上升１℃ 时，棉花、玉米、小麦需水量将增加１５．００～１５．９０，１４．６０～１６．５０，９．７０～１０．４０ｍｍ；当
温度上升２℃三种作物的需水量依次增加２９．００～２９．９０，２８．５０～２９．２０，１７．４０～１８．５０ｍｍ；当温度上升３℃时，
３种作物的需水量依次增加４７．９０～５０．００，４８．５０～５０．００，３１．４０～３２．２０ｍｍ；当温度上升４℃时，３种作物的需
水量依次增加７７．９０～８３．００，７７．５０～８２．５０，４９．００～５０．７０ｍｍ。
气候变化对作物需水量的影响存在一定的地域性差异。当温度增加１℃时，对武威作物需水量的影响略大
于敦煌。当温度增加２℃时，武威和敦煌的作物需水量几乎相当。当温度增加３和４℃时，则对敦煌作物需水量
的影响大于武威。根据河西绿洲目前的种植结构，棉花、玉米和小麦的播种面积依次为９３．９０，１１２．１２，１４０．８０千
ｈｍ２。据此估算，当温度上升１～４℃时，将使整个地区棉花的灌溉需水量增加０．１１，０．２１，０．３７，０．６２亿ｍ２；玉米
的灌溉需水量增加０．１６，０．３３，０．５６，０．９３亿ｍ２；小麦的灌溉需水量增加０．１４，０．２６，０．４５，０．７１亿ｍ２；当温度上
升１～４℃时，总的灌溉需水量增加０．４１，０．８０，１．３８，２．２５亿 ｍ２。气候变暖将使河西绿洲灌区业已紧张的水资
源供需矛盾更加突出。
９４２第２０卷第５期 草业学报２０１１年
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０５２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．５
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ＷＡＮＧＨｅｌｉｎｇ１，２，ＮＩＵＪｕｎｙｉ１，ＷＡＮＧＲｕｎｙｕａｎ２，ＬＶＸｉａｏｄｏｎｇ３
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ
ＡｒｉｄＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅａｎｄＲｅｄｕｃｉｎｇＤｉｓａｓｔｅｒｏｆＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＫｅｙＯｐｅｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｉｄ
ＣｌｉｍａｔｉｃＣｈａｎｇｅａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＭＡ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，ＣＭＡ，
Ｌａｎｚｈｏｕ７３００２０，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌ，ＦｅｒｔｉｌｉｅｒａｎｄＷａｔｅｒｓａｖｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，
ＧａｎｓｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｃｒｏｐｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓｉｎｆａｒｍｌａｎｄｗａｔｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓ
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ｉｍｐａｃｔｏｎｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｃｏｔｔｏｎａｎｄｃｏｒｎ，ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ．ｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｓ１－４℃
ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｔｈｐｅｒｉｏｄ，ｃｏｔｔｏｎ，ｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｃｏｔｔｏｎｗｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ２．１７％－１２．６６％，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏ
１５．００－８３．００ｍｍ；ｃｏｒｎｗｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ１．９０％－１１．４９％，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏ１４．６０－８２．５０ｍｍ；ｗｈｅａｔｗｉｌｂｅｉｎ
ｃｒｅａｓｅｂｙ１．８０％－１０．０３％，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏ９．７０－５０．７０ｍｍ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｃｅｒｔａｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｈｉｃｈｔｈｅ
ｉｍｐａｃｔｏｆｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｏｎｃｒｏｐｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ１℃，ｔｈｅｃｒｏｐｗａｔｅｒｒｅ
ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆＷｕｗｅｉｉｎａｒｉｄｒｅｇｉｏｎｓｓｌｉｇｈｔｌｙｌａｒｇｅｒｔｈａｎＤｕｎｈｕａｎｇｉｎｅｘｔｒｅｍｅａｒｉｄｒｅｇｉｏｎ；Ｗｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｓ２℃，
ｔｈｅｄｅｍａｎｄａｌｍｏｓｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ．ＤｕｎｈｕａｎｇｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｅＷｕｗｅｉｉｆｉｎｃｒｅａｓｅｄ３ａｎｄ４℃．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ
ｃｕｒｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｐｌａｎｎｉｎｇｉｎＨｅｘｉＯａｓｉｓ，ｔｈｅｇｉｖｅｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｃｅｎａｒｉｏｗｉｌｃａｕｓｅａｎａｄｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅ
ｍｅｎｔｏｆ０．１１，０．２１，０．３７，０．６２ｍｉｌｉｏｎｍ３ｆｏｒｃｏｔｔｏｎ，０．１６，０．３３，０．５６，０．９３ｍｉｌｉｏｎｍ３ｆｏｒｃｏｒｎ；ａｎｄ０．１４，０．
２６，０．４５，０．７１ｍｉｌｉｏｎｍ３ｆｏｒｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｗａｔｅｒｉｎｃｒｅａｓｅ０．４１，０．８０，１．３８，２．２５ｂｉｌｉｏｎ
ｍ３．Ｃｌｉｍａｔｅｗａｒｍｉｎｇｗｉｌｍａｋｅｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｓｈｏｒｔａｇｅｍｏｒｅｓｅｖｅｒｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｃｒｏｐｗａｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ；ＨｅｘｉＯａｓｉｓ
１５２第２０卷第５期 草业学报２０１１年