辽宁主要粮食作物生长季需水与降水耦合度分析＊

张凤怡，迟道才，陈涛涛

（沈阳农业大学水利学院，沈阳 110866）

农业用水占社会总用水量的比重近年来有所下降，但农业仍排用水行业首位[1]，需要严格控制农业用水总量，以水定农业生产规模、以水定种植结构、以水定产量，推动农业适水发展，更好地为国家农业生态优先、绿色优先的战略布局服务。IPCC 第五次评估报告指出，与1986−2005年相比，2016−2035年全球地表平均温度将上升0.3～0.7℃[2]，这将显著改变水资源的供给，影响作物生长和耗水模式[3]。水分是作物生长发育的重要环境因素之一，对区域农业用水的评价，要考虑不同作物对水分的需求和需水规律。

作物需水与降水耦合度是指单位时间（某一生长阶段）内，有效降水对作物需水的满足程度[4]。近年来，国内利用该指标在不同时间尺度上对不同作物不同地区进行了大量研究，并取得丰富成果。据崔日鲜等[5]报道，山东植棉区棉花在播种期和吐絮成熟期需水与降水耦合度普遍较低，播种期、苗期和吐絮成熟期耦合度在多数站点趋于减少趋势；聂堂哲等[6]研究发现，黑龙江水稻生育期内需水与降水耦合度总体呈减小趋势，而不适宜水稻种植的西部地区耦合度为增加趋势；张婷等[7]研究指出，华北和东北地区晚播燕麦的耦合度高于早播燕麦，适当晚播能使燕麦充分利用自然降雨。对不同作物需水与降水耦合度的评价已成为关注区域农业适水发展的重要内容，但目前主要以单一作物为研究对象，对同一区域多种粮食作物对比研究的报道鲜有。此外，辽宁主要粮食作物生长季内降水与需水匹配情况及其时空演变规律尚未知，尤其辽宁省是中国粮食增产潜力较大的地区之一，也是气候变化较敏感的地区，加之研究区降水时空分布不均、干旱等气象灾害发生频率和程度日益加强[8]，区域气候变化所带来的影响严重威胁着大田作物生长，因此，有必要对辽宁主要粮食作物需水与降水耦合规律展开深入研究。

SIMETAW（Simulation of ET of Applied Water）模型是在Penman-Monteith 公式的基础上结合作物数据库来模拟作物蒸散量[9]。模型能够根据作物资料、气候数据和土地利用类别，提供给区域内每个分区农田逐日、逐季、逐年的水平衡估计[10]。国内外许多学者对该模型进行了不同地区的适应性检验[11−13]。前人已进一步利用SIMETAW 模型在华北平原对夏玉米、冬小麦和棉花等作物需水量进行了时空演变规律研究[14−16]。因此，本研究利用SIMETAW 模型对辽宁主要粮食作物需水及其与降水耦合规律进行研究，以期揭示气候变化对该区域粮食作物需水的影响，探明当地自然降水资源对主要粮食作物需水的满足程度及其时空变化特征，为调整本区域农业种植结构，充分利用天然降水，推动适水农业发展及农业绿色高效节水提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 区域划分

辽宁省位于中国东北地区南部，全省耕地面积409.29 万hm2，占全省土地总面积的27.65%（2016年），其中大部分分布在中部平原和西部低山丘陵的河谷地带。辽宁省是典型的温带大陆性季风气候，年均降水量为400～1000mm，主要集中在夏季，占全年总降水量的60%～75%，春、秋季雨少风大，容易引发干旱，其中春旱占辽宁干旱发生总数的70%以上[17]。根据辽宁省水文地貌综合特征，将研究区33 个站点划分为4 个子区域，即中部平原区（10 个站点）、东部山区（7 个站点）、西部干旱区（8 个站点）和南部丘陵区（8 个站点），分别简称中部、东部、西部和南部地区。具体站点分布情况以及辽宁分区如图1 所示。

图1 辽宁省气象站点及DEM 分布图Fig.1 The spatial distribution map of the meteorological stations and DEM in Liaoning province

1.2 SIMETAW 模型输入资料和输出参数

1.2.1 输入资料

利用SIMETAW 模型计算辽宁3 种主要粮食作物（春玉米、大豆和水稻）的需水量，模型需要输入气象数据和作物数据。气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网（https://data.cma.cn/）中国地面气候资料日值数据集(V3.0)，主要收集了辽宁省33 个气象站点（1957−2017年）61a 逐日气象数据，包含日照时数、风速、相对湿度、日降水量、最低气温、最高气温、平均气温、平均气压等资料。各气象站点的基本资料包括站点经度、纬度和高程等。

作物数据包括播种日期、收获日期、作物不同生长阶段划分信息和作物系数等。各主要粮食作物占辽宁粮食作物播种面积百分比以及生长季起止时间统计结果见表1。其中，水稻生长季日期不包括秧田期。调查发现，同一作物的生长季时间在辽宁4个分区差异较小，故同一作物采取相同的生长季起止日期。

表1 辽宁省主要粮食作物播种面积占比及其生长季（播种−收获）时间表Table 1 The proportion of sown area of main grain crops and their growing season(sowing-harvest)schedule in Liaoning province

根据田间调查资料，按照FAO-56 中划分作物4 个生长阶段的方法[18]，将模型内各生长阶段天数进行调整。修正后3 种作物各个生长阶段经历天数如表2 所示。SIMETAW 模型将作物整个生长过程分为4 个阶段，即生长初期、快速生长期、生长中期和成熟期，将各阶段作物系数（Kc）随生长时间线性连接，得到各作物初期、中期和成熟期的Kci即生育期内作物系数变化过程[12]。春玉米和大豆Kc使用文献[19−20]中实测数据替换模型中对大多数作物提供的FAO 标准作物系数。水稻各阶段作物系数（Kc）结合团队在辽宁地区水稻需水相关试验的研究结果[21−22]，修正后3 种作物Kc值如表3所示。

表2 辽宁省主要粮食作物各生长阶段天数(d)Table 2 Days of each growth stage of main grain crops in Liaoning province(d)

表3 辽宁省主要粮食作物不同生长阶段的作物系数(Kc)Table 3 The crop coefficients(Kc)of major grain crops at different growth stages in Liaoning province

1.2.2 输出参数

模型采用单作物系数法计算作物需水量（ETc），计算式为

式中，ETc为日作物需水量（mm）；Kc为作物系数；ET0为日参考作物蒸散量，按Penman-Monteith公式计算[23]。

1.3 有效降水量

有效降水量（Er）的计算式为

式中，P 为降水量（mm）；α 为降水入渗系数，当一次降水量<5mm 时，α 为0；当一次降水量在5～50mm 时，α 约为0.9；当一次降水量>50mm 时，α为0.8[24]。

1.4 需水与降水耦合度

第i 时段内的作物需水与降水的耦合度 λi为[6]

式中，为第i 时段内作物需水与降水的耦合度，无量纲；Eri为第i 时段内的有效降水量（mm）；ETci为第i 时段作物需水量（mm）。计算水稻需水与降水的耦合度时，用总耗水量代替作物需水量，即作物需水量和渗漏损失之和[25]。

全生育期作物需水与降水的耦合度λ 为各生育阶段耦合度 λi以需水模数（ETci/ETc）为权重的加权平均值，计算式为

式中，n 为生育阶段总数；ETc为全生育期需水量（mm）。

1.5 数据分析方法

运用Mann-Kendall 非参数检验统计法（简称M-K检验法）[26]，对辽宁33 个气象站点1957−2017年各作物需水相关指标进行变化趋势分析和显著性检验，选定95%置信度判别各指标的时间变化趋势是否通过显著性检验。利用ArcGIS 10.4 中的Ordinary Kriging 插值法[27]对各站点要素数据进行空间插值，分析各指标的空间变化特征。选取辽宁33 个气象站近61a 春玉米、大豆和水稻生长季的需水与降水耦合度数据，进行频率计算，绘制不同分区各作物的皮尔逊Ⅲ型概率分布曲线，最后求得不同耦合度所对应的保证率，保证率用百分数表示，其值可反映某个时段内某一气象要素低于（或高于）某一数值的可能性大小。运用R3.5.2 进行数据处理和绘图分析。

2 结果与分析

2.1 主要粮食作物生长季需水量（ETc）分析

2.1.1 全省生长季作物需水特征

1957−2017年辽宁省春玉米、大豆和水稻逐年生长季作物需水量（ETc）的结果表明，3 种作物全生长季ETc多年平均值分别为511.8mm、509.4mm 和605.1mm。3 种作物全生长季ETc均表现为下降，但趋势不显著。春玉米、大豆和水稻4 个生长阶段作物需水量模拟结果如表4。由表可见，3 种作物生长初期ETc多年平均值分别为74.2mm、56.8mm 和107.2mm，快速生长期分别为183.8mm、126.5mm 和172.8mm，生长中期分别为185.6mm、262.2mm 和247.9mm，成熟期分别为 75.7mm、70.3mm 和77.0mm。总体来看，3 种作物各生长阶段需水量，在生长中期最大，快速生长期次之，春玉米成熟期ETc与生长初期基本接近，大豆成熟期ETc大于生长初期，水稻反之，3 种作物生长中期需水量均最大，此时，正处于作物生长旺盛期，同时也是水分敏感期，应注意满足各作物的实际需水要求。M−K 趋势检验结果（表4）表明，在生长初期，春玉米和大豆的需水量均呈显著下降趋势（P<0.05），倾向率分别为−1.9mm·10a−1和−1.59mm·10a−1，生长初期需水量的减少会在一定程度上缓解粮食作物生长初期的用水压力。

表4 主要粮食作物生长季内作物需水量及其时间序列倾向率Table 4 Crop water requirement(ETc)and the tendency rate in the time series in the growing season of main grain crops

2.1.2 各分区生长季作物需水特征

主要粮食作物全生长季ETc的空间分布见图2。由图可见，春玉米生长季需水量530.0mm 以上的区域集中于南部分区，西部均值为513.0mm，中部均值为 506.0mm，东部均值相对其他分区最小（491.7mm）。大豆和水稻需水量空间分布与春玉米存在一定差异，大豆和水稻ETc在西部分区均值最高，分别为536.5mm 和651.7mm，低值区主要分布在东部，分别为488.0mm 和544.9mm。总体来看，各粮食作物主要表现为西部地区和南部沿海地区需水量较高，东部最低。

图2 辽宁春玉米、大豆和水稻全生长季需水量的空间变化Fig.2 Spatial variations of ETc of spring maize,soybean and rice in whole growing period in Liaoning province

春玉米各生长阶段ETc空间分布特征与全生长季有所不同。由图3 可知，生长初期和快速生长期的春玉米ETc高值均集中在南部分区，多年平均值分别为85.7mm 和189.4mm，生长初期的低值主要分布在西部，为62.9mm，快速生长期低值区在东部，为176.2mm；生长中期和成熟期的春玉米ETc空间分布规律较为接近，呈现由东向西逐渐递增的分布特征，高值集中在西部，分别为191.4mm 和80.3mm，低值主要分布在东部，分别为176.0mm 和66.3mm。整体上看，各个生长阶段春玉米需水量区域之间具有明显差异，4个生长阶段的春玉米ETc空间分布特征不尽相同。

图3 辽宁春玉米各生长阶段作物需水量空间分布Fig.3 Spatial distributions of ETc in each growth stage of spring maize in Liaoning province

大豆不同生长阶段需水量的空间分布规律存在一定差异。通过图4 可知，生长初期的大豆ETc空间分布呈现由中部向四周递增的规律，在南部分区数值较高，多年平均值为60.6mm，低值区主要分布在中部地区，为48.5mm；快速生长期，高值在西部地区，为131.8mm，低值在东部地区，为119.4mm；生长中期大豆ETc空间分布特征为由东南向西北逐渐递增，高值分布在西部地区，为271.6mm，低值区主要出现在东部，为253.0mm；成熟期的大豆ETc空间分布特征为由东北向西南逐渐递增，高值主要在南部，为75.6mm，低值区主要出现在东部，为63.2mm。由上可知，各个生长阶段大豆需水量区域之间具有较大差异，4 个生长阶段高值区域主要分布在西、南部地区，低值主要在中、东部区域。

图4 辽宁大豆各生长阶段作物需水量空间分布Fig.4 Spatial distributions of ETc in each growth stage of soybean in Liaoning province

水稻4 个生长阶段需水量的空间分布规律与全生长季的分布规律较为相似，由图5 可知，生长初期、快速生长期和生长中期水稻ETc空间分布呈现由东向西逐渐增加的规律，西部分区即高值集中区，多年平均值分别为120.0mm、188.4mm 和264.8mm，东部分区即低值集中区的多年平均值分别为93.7mm、158.4mm 和224.9mm；成熟期水稻ETc的空间分布与其他3 个生长阶段的特征不同，呈现由东向西先增加后逐渐减少的特征，高值主要在中部地区，平均为84.0mm，低值区在东部地区，平均为69.5mm。整体可见，水稻需水量不同生长阶段区域分布有一定差异，但4 个阶段之间空间分布特征差异不大。

2.2 主要粮食作物生长季需水与降水的耦合分析

2.2.1 全生长季需水与降水耦合度分析

从整个辽宁省范围看，春玉米、大豆和水稻全生长季需水与降水耦合度（λ）的多年平均值分别为0.821、0.814 和0.464，春玉米最高，其次为大豆，水稻的降水耦合度最低（图6）。3 种作物λ 均呈不显著的下降趋势。从历年耦合度情况看，春玉米全生长季λ 有14a（占比23%）为1，λ≥0.8 的年份占比为57.4 %，大豆全生长季λ 有13a（占比21.3%）为1，λ≥0.8 的年份占比达52.5%，水稻全生长季λ≥0.6 的年份占比为13.1%。因此，从全生长季需水与降水耦合的角度看，整个辽宁省种植春玉米的需水满足度最高，其次为大豆，水稻最低。

图6 1957−2017年辽宁主要粮食作物全生育期需水与降水耦合度的年际变化Fig.6 Interannual variation of coupling degree between water requirement and precipitation(λ)in the whole growth period of major grain crops in Liaoning province in 1957–2017

辽宁4 个分区3 种作物耦合度情况见表5。由表可见，春玉米、大豆和水稻全生长季均为东部地区λ多年平均值最大，分别为0.974、0.966 和0.544，即东部降水对各粮食作物需水的满足程度最高，中部、南部次之，西部耦合度值最低（0.690、0.650 和0.378）。可见，东部地区主要粮食作物充分利用当地降水的节水潜力很大，西部则最小。

2.2.2 全生长季需水与降水耦合度不同分区概率分布

不同耦合度所对应的保证率及其地域差异，可以说明辽宁3 种粮食作物不同水平耦合度出现的可靠程度。由表5 可见，春玉米和大豆全生育期λ≥0.4的保证率在不同分区间差异较小，均大于91%，即辽宁地区春玉米和大豆出现耦合度小于0.4 的概率较小；春玉米和大豆λ≥0.6 的保证率低值均在西部地区，分别为66.2%和57.44%，高值均在东部地区，分别为100%和99.93%；春玉米和大豆λ≥0.8 的保证率不同分区间差异较大，其中，最高值均在东部地区，分别为96%和88.23%，其他3 个分区保证率均低于55%。水稻多年平均λ 为0.464，全区域水稻λ≥0.4的保证率仅为69.10%。水稻λ≥0.4 的保证率不同分区间差异较大，范围在36.79%～86.16%，东部地区最高，南部、中部和西部次之；水稻全生育期λ≥0.6的保证率除东部（31.28%）和南部（21.12%），其他分区均小于20%；水稻λ≥0.8 的保证率均低于10%。

表5 辽宁主要粮食作物全生长季不同水平的需水与降水耦合度(λ)的保证率Table 5 Guaranteed rates under different level of coupling degrees between water requirement and precipitation(λ)in major grain crops during whole growth period in Liaoning province

综上可知，将3 种粮食作物全生育期λ 不同水平对应的保证率结果对比分析发现，同一作物相同λ值对应的保证率，均表现为东部地区保证率最高，西部地区普遍偏低，表明东部分区降水满足3 种粮食作物需水程度高的可能性很大，而西部分区降水满足作物需水程度低的可能性大；在保证率最低的西部分区，3 种粮食作物同一水平λ 对应的保证率表现为春玉米>大豆>水稻，说明辽西地区作为辽宁降水最少的区域，更适合种植的粮食作物是春玉米。

2.2.3 各生长阶段需水与降水耦合度分析

全省主要作物各生长阶段需水与降水耦合度情况见表6。由表可见，春玉米、大豆和水稻生长初期多年平均λ 分别为0.471、0.470 和0.239，快速生长期λ 分别为0.645、0.505 和0.499，生长中期λ 分别为0.841、0.844 和0.579，成熟期λ 分别为0.604、0.598 和0.296。因此，从不同生长阶段的λ 值来看，辽宁省3 种粮食作物各生长阶段的降水均不能满足作物生长需水要求，其中，生长初期降水耦合度最低，说明初期阶段降水对粮食作物需水的满足程度最小，需关注当地春旱的发生，及时补充灌溉水。

表6 主要粮食作物生长季内需水与降水耦合度(λ)的时间序列倾向率和M−K 显著性检验Table 6 The M−K significance test and tendency rate in the time series of coupling degree between water requirement and precipitation(λ)in each growth stage of main grain crops

M−K 趋势检验结果显示（表6），生长初期的春玉米λ 和大豆λ 呈显著上升趋势（P<0.05），上升速率分别为0.037·10a−1和0.047·10a−1，成熟期3 种作物λ 的下降趋势均达到P<0.05 显著水平，倾向率分别为−0.030·10a−1、−0.048·10a−1和−0.029·10a−1，其他2个阶段3 种作物λ 均无明显变化。综上可知，生长初期3 种作物耦合度呈上升趋势，尤其是春玉米和大豆初期λ 显著上升，表明辽宁地区春旱的发生正逐渐减少，这有利于3 种作物在初期的生长，然而，3 种作物成熟期λ 值均显著下降，说明该时期降水对3 种作物的需水将更难以满足，对作物的成熟非常不利，旱情程度会直接影响产量高低，需增加适时有效的灌溉。

2.2.4 各生长阶段需水与降水耦合度的空间分布特征

春玉米不同生长阶段需水与降水耦合度空间分布见图7。由图可见，春玉米各个生长阶段λ 的空间差异很大，4 个生长阶段春玉米λ 在空间上均呈现“由东向西逐渐递减”的规律。生长初期、快速生长期、生长中期和成熟期春玉米λ 的高值均集中于东部地区，多年平均值分别为0.558、0.764、0.936 和0.733；生长初期和快速生长期低值主要分布在南部地区，分别为0.419 和0.602；生长中期和成熟期的春玉米λ 低值主要分布在西部地区，分别为0.743 和0.467。整体上看，春玉米生长初期的各分区耦合度均明显低于其他3 个阶段，说明春玉米在生长初期不同分区的降水对作物需水的满足程度均最低，生长中期耦合度在不同分区均达到峰值，该阶段各分区降水满足春玉米需水程度最高。

图7 辽宁春玉米各生长阶段作物需水与降水耦合度空间分布Fig.7 Spatial distributions of λ in each growth stage of spring maize in Liaoning province

大豆不同生长阶段需水与降水耦合度空间分布特征与春玉米大致相同。由图8 可知，生长初期、快速生长期、生长中期和成熟期大豆λ 空间分布均为“由东向西逐渐递减”的特征。4 个生长阶段大豆λ 的高值均集中于东部地区，多年平均值分别为0.578、0.631、0.925 和0.704；生长初期、快速生长期、生长中期和成熟期的大豆λ 低值主要分布在西部地区，分别为0.357、0.445、0.749 和0.458。整体上看，各个生长阶段大豆λ 分区之间具有明显差异，空间分布特征同春玉米相似，各分区在生长初期的耦合度最低，生长中期耦合度值最高。

图8 辽宁大豆各生长阶段作物需水与降水耦合度空间分布Fig.8 Spatial distributions of λ in each growth stage of soybean in Liaoning province

水稻不同生长阶段需水与降水耦合度空间分布见图9。由图可见，生长初期耦合度的空间差异很小，该阶段整个辽宁地区水稻λ 的范围在0.167～0.407，仅在东南部极少站点耦合度大于0.287。快速生长期、生长中期和成熟期水稻λ 的空间分布均呈现“由东南向西北逐渐递减”的特征，后3 个生长阶段水稻λ的高值均集中于东部地区，多年平均值分别为0.572、0.703 和0.385，低值主要分布在西部地区，分别为0.443、0.449 和0.216。整体上看，不同分区均在生长初期的耦合度最低，生长中期最高，除生长初期，各生长阶段水稻λ 空间差异较大。

图9 辽宁水稻各生长阶段作物需水与降水耦合度空间分布Fig.9 Spatial distributions of λ in each growth stage of rice in Liaoning province

3 讨论与结论

3.1 讨论

辽宁省主要粮食作物（春玉米、大豆和水稻）全生长季需水量多年平均值分别为 511.8mm、509.4mm 和605.1mm，与目前已有结论较符合[21,28]。3 种粮食作物需水量的空间差异性较大，主要表现为西部和西南沿海区高，东部最低，呈现这一分布特征的原因可能是辽宁日照时数呈由西向东递减的趋势，加之西部和沿海地区风速大[29]。随着全球气候变暖，辽宁地区生长季气温多年来呈上升趋势[30]，一般认为作物需水量也会随之增加，但本研究得出近60a 来辽宁春玉米、大豆和水稻全生长季需水量均呈下降趋势，这是由于影响作物需水的气候因素复杂，一些区域气温对作物蒸散的影响小于相对湿度、日照时数等气候因素的影响[31]。本文的研究结果与其他相关研究有相似之处，曹永强等[32]研究得出辽西北春玉米需水量整体呈下降趋势，胡惠杰等[33]发现1961—2010 东北大豆生长季需水量呈下降趋势。作物需水量的下降在一定程度上缓解了农业用水压力，但于文博等[34]报道辽宁降水同样呈减少趋势，因此，有关辽宁降水对作物需水的满足程度有必要进一步研究。

辽宁春玉米、大豆和水稻全生长季需水与降水耦合度值均在东部地区最大，即东部降水对各作物需水的满足程度最高，中部、南部次之，西部最低。在耦合度最低的西部地区，3 种作物同一水平λ 对应的保证率表现为：春玉米>大豆>水稻，说明辽西地区更适合种植的粮食作物是春玉米。目前关于辽宁粮食作物需水与降水耦合方面的研究较少，研究对象多是春玉米，且主要从作物水分盈亏角度来进行研究，但相关结论与本研究较符合。王贺然等[35]从水分盈亏角度得出辽宁地区的降水不能满足玉米各生长阶段需水要求，尤其播种期到苗期，自然降水的供应能力最差，春季到初夏亏水最严重。魏新光等[36]研究表明辽宁玉米的水分盈亏量由西北至东南逐渐增加，西部地区缺水现象普遍存在。在目前降水条件下，辽宁省最适宜种植春玉米，尤其水资源匮乏的辽宁西部地区，根据实际情况可适当扩大春玉米种植规模，大豆最适宜在辽宁东部和中部地区种植，水稻在东部和南部地区种植最为适宜。

辽宁各分区主要粮食作物在生长初期的需水与降水耦合度明显低于其他3 个阶段，生长初期的降水对各作物需水的满足程度最低，该阶段若水分不足，或中途落干，会很难达到苗全苗壮，应关注土壤墒情及时补充灌溉水。各分区粮食作物在生长中期耦合度均达到峰值，即辽宁粮食作物生长中期的降水满足作物需水程度最高。生长初期3 种作物需水与降水耦合度呈上升趋势，尤其是春玉米和大豆初期耦合度显著上升，表明辽宁地区春旱的发生有所缓解。从全生长季角度看，近年来辽宁主要粮食作物需水与降水耦合度呈下降趋势，即自然降水对作物需水的满足程度在逐年减小，这同王贺然等[35]报道辽宁春玉米全生长季缺水情况有加重趋势的结论较一致，特别是3 种作物成熟期耦合度均呈显著下降趋势，该时期降水对各粮食作物的需水将更难以满足，这一时期若干旱缺水，百粒重下降，旱情程度会影响产量的高低，需适时灌水保持土壤适宜的墒度。

结合研究成果可知，辽宁粮食作物需依靠适时灌溉来保障粮食稳产，而农业用水形势也更加严峻，主要粮食作物需注意春旱和秋旱的发生，及时补充灌溉。辽宁中部和东部分区降水满足当地粮食作物需水的程度较高，尤其中部平原地区作为本省重要的商品粮基地，应充分利用其适宜气候条件和平坦的土地优势，发展粮食生产，发挥其作为保障辽宁粮食生产安全的主力军作用。本研究在计算水稻需水与降水耦合度时考虑了渗漏量，但目前各地稻田渗漏资料不太全面细致，覆盖不了所有研究站点和年份，在之后研究中应充分调研当地渗漏情况，使理论更贴近实际。后续研究可充分考虑作物产量、价格以及土地适宜性等多种条件，为辽宁粮食作物种植比例调整和种植模式的优化提出更全面、科学的对策。

3.2 结论

（1）辽宁主要粮食作物（春玉米、大豆和水稻）全生长季需水量（ETc）多年平均值分别为511.8mm、509.4mm 和605.1mm。3 种作物全生长季ETc空间上表现为西部地区和南部沿海地区需水量较高，东部最低。3 种作物各生长阶段需水量，在生长中期最大，快速生长期次之，春玉米成熟期ETc与生长初期基本接近，大豆成熟期ETc大于生长初期，水稻反之。生长初期，春玉米和大豆 ETc均呈显著下降趋势（P<0.05）。

（2）辽宁春玉米、大豆和水稻全生长季需水与降水耦合度（λ）多年平均值分别为0.821、0.814 和0.464。3 种作物全生长季λ 的高值区是东部地区，中部、南部和西部次之，春玉米和大豆λ 在东部地区高达0.974 和0.966，自然降水基本满足需水要求。春玉米和大豆在西部分区耦合度为0.690 和0.650，该分区耦合度大于0.8的保证率仅为28.2%和21.1%。水稻全区域λ≥0.4 的保证率仅为69.1%，西部地区保证率低至36.8%，即西部地区基本所有年份都需补充灌溉水来保障粮食作物的稳产。

（3）春玉米、大豆和水稻在各生长阶段的降水均不能完全满足作物生长需水要求，其中，生长初期3 种作物λ 均最低（分别为0.471、0.470 和0.239）。生长初期，春玉米和大豆λ 均呈显著上升趋势，上升速率分别为0.037·10a−1和0.047·10a−1，辽宁地区春旱的发生正逐渐减少。春玉米、大豆和水稻λ 在成熟期均呈显著下降趋势，倾向率分别为−0.030·10a−1、−0.048·10a−1和−0.029·10a−1。