在排水良好的土壤中，当土壤中的含水量超过田间持水量时，水分从根部区域进行排水，即可利用的水分含量大于阈值时，水分被排出。排水量的计算公式为：

　　11m1()0amaamZD.............≤式中：D为排水量，mm；β为排水系数，取值为0.55；θm为土壤持水量，随土壤类型的不同而不同，根据研究区域的土壤类型进行取值，mm3/mm3；θa1为排水之前土壤中的含水量mm3/mm3。

　　1.4干旱频率的计算

　　干旱频率（F）表示干旱发生频繁程度，即干旱发生年数与总资料年之比。逐年统计各站点玉米全生育期内玉米作物干旱的级别和次数，得到各站点作物不同干旱等级的发生频率。FH100%N式中：H为1960－2010年各站相应干旱等级的总次数，N为总年数。

　　2、结果与分析

　　2.1农业干旱参考指数（ARID）结果验证

　　2.1.1农业干旱参考指数（ARID）与实测土壤相对湿度的相关分析

　　分别选取各分区内1～3个代表站点，将玉米苗期ARID值与实测土壤相对湿度数据（0～40cm）作相关分析。分析结果显示，二者之间的Pearson相关系数大多在0.5左右，并且都达到0.01显著性水平（表3）。这在一定程度上检验了ARID指数模型在西南玉米区干旱应用中的可靠性。

　　2.1.2农业干旱参考指数（ARID）模型在典型干旱年份中的验证

　　以2010年发生于西南四川、云南、贵州、广西和重庆等五省市的世纪大旱为典型干旱年份，计算了2010年4－5月云南省干旱分布情况。

　　可以看出，除云南的5个边缘区域外，基本都有不同程度的干旱，且以中部偏北偏东最为严重，这与严建武[27]等人关于植被指数对旱灾的响应研究结果情况基本一致。进一步验证了ARID模型的合理性。

　　2.2近50a玉米全生育期内农业干旱参考指数

　　（ARID）与降雨量、蒸散量的变化关系，在玉米生长季内，整个西南地区降雨量偏少，平均在3.44～5.12mm之间；作物蒸散量在1.43～3.63mm之间；ARID值大多在0.4左右，在轻旱或轻旱到中旱之间波动。受20世纪80年代受旱基于农业干旱参考指数的西南地区玉米干旱时空变化分析109程度最低，21世纪初干旱易发，受旱程度也最高。

　　2.3玉米各发育阶段的农业干旱参考指数（ARID）变化特征

　　分别选取各分区内2～3个代表站点（Ⅰ区：重庆、奉节；Ⅱ区：宜宾、叙永；Ⅲ区：巴中、兴仁和三穗；Ⅳ区：广元、雅安和华坪；Ⅴ区：邵通、元谋和泸西；Ⅵ区：保山、思茅和广南），计算了1961－2010年（共50a）玉米从播种到成熟整个发育阶段的ARID值，Ⅰ区内ARID值在0.26～0.47之间波动，处于轻旱状态，在玉米整个生长季内呈缓慢下降趋势，玉米抽雄至灌浆期（6月上中旬）ARID值略呈上升趋势，但变化幅度不是很大。Ⅱ区内ARID波动幅度较大，玉米播种至出苗期（3月份）基本维持在0.3左右，期间（出苗期）出现一个最低值，ARID值仅为0.1；此后开始干旱有所增强，但基本维持在轻旱以下。Ⅲ区ARID值波动较大，处于轻旱略偏重程度，玉米出苗至拔节期（4月上旬到6月上旬）呈明显下降趋势；拔节至灌浆期（6月中旬到8月上旬）ARID值达到整个生育阶段最低，波动范围在中旱到轻旱程度；灌浆至成熟期（8月中旬到8月下旬）ARID值显著上升，

　　又回升到苗期轻旱程度。Ⅳ区ARID值呈V字形走势，玉米出苗至抽雄期（5月上旬到7月下旬）为下降趋势，从中旱等级降为轻旱；抽雄至成熟期（8月上旬到9月下旬）呈缓慢上升趋势，玉米成熟期ARID值达到最大0.51，从轻旱程度回升为中旱，此期旱情有所加重。Ⅴ区的ARID值在6个分区内为最高，其值从3月下旬的0.73缓慢下降到6月下旬的0.48，7月上旬至9月下旬ARID在0.5上下波动，可以看出，这一分区旱情最为严重，基本在中旱或重旱程度波动。Ⅵ区ARID值变化幅度也较大，从陡坡缓慢下降变为局部波动：玉米出苗至抽雄期（5月上旬到8月中旬）ARID值呈急剧下降趋势，从0.61降至为0.14，受旱程度从中旱变为轻旱；抽雄至成熟期（8月下旬至10月中旬）ARID值均比较低，处于轻旱等级。

　　可见，西南地区各分区玉米生长季内ARID值基本维持在0.1～0.7范围内，区域差异较大。总体上来看干旱程度大多处于轻旱等级，个别区域可达到中旱或重旱等级。

　　2.4玉米生育期内干旱频率年代际空间分布特征由图5可知，不同年代之间干旱发生频率差异较大。从空间分布趋势来看，干旱易发区主要集中在Ⅴ区和Ⅵ区，干旱频率在50%～60%，为1～2年一遇；四川盆地以东及贵州大部地区为干旱低发区，干旱频率基本维持在20%以下。从年代际变化趋势来看，随着年代的增加，干旱频率和发生范围有增强增大的趋势。20世纪60年代，干旱频率在50%～60%之间的高发区只在会理、会泽、昆明等地零星分布，此后高发区范围不断扩大和加重，到2000年后，高发区干旱出现频率达70%左右。

　　Ⅴ区为干旱高发区，干旱出现频率在25%～65%之间，为2－4年一遇，该分区玉米生长季内降水少，蒸散量大，且气候干燥，因此极易出现干旱。Ⅵ区干旱频率自东北向西南呈逐步减少趋势，干旱频率多在9%～35%之间，该分区山地为迎风坡面且南部为热带雨林地区，降雨量较充沛，且蒸散量小，因此干旱发生频率有所降低，为4－10年一遇。Ⅲ区大部和Ⅰ区、Ⅱ区干旱发生频率均在18%以下。可见，在玉米全生育期内干旱高发区位于云南中北部、东北部以及四川南部；次高区为川东北的广元地区、川西南山地以及滇西北、滇南部的元江地区；少发区位于重庆大部、贵州北部等地。

　　2.6玉米各生长发育阶段干旱分布特征

　　2.6.1出苗至拔节期干旱分布特征

　　玉米在出苗至拔节期轻旱频率分布特点为：频率低于8%的地区主要分布在Ⅰ区中部梁平和涪陵地区，Ⅱ区的彭水，Ⅲ区的酉阳等地；频率在8%～32%的地区主要分布在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区的大部地区以及Ⅵ区的西南部山地及热带雨林地区；频率在50%以上的地区分布在Ⅵ区北部的广元、绵阳、维西，Ⅴ区的邵通、会泽、泸西，Ⅵ区的蒙自、元江河谷地带（图7a）。中旱频率分布特点为：高发区主要集中在Ⅴ区，Ⅳ区北部和西部以及Ⅵ区的元江、蒙自等地，频率在24%以上，其中Ⅴ区中部发生频率最高，在32%～40%之间，其余地区均在16%以下（图7b）。重旱频率分布与中旱第2期刘宗元等：基于农业干旱参考指数的西南地区玉米干旱时空变化分析111图6西南地区近50a玉米全生育期内干旱频率分布频率分布基本一致，高发区集中在Ⅴ区，高达40%，Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅵ区的西南部干旱频率最低，均在8%以下（图7c）。可见，玉米在出苗到拔节期，干旱出现主要以轻旱为主，无论是轻旱、中旱和重旱都是以Ⅴ区为高发区，发生频率为2－3年一遇，四川盆地以西为干旱低发区，发生频率为5年及其以上一遇。

　　2.6.2拔节至抽雄期干旱频率空间分布

　　玉米在拔节至抽雄期轻旱频率分布特点为：Ⅴ区的元谋为干旱高发区，频率高达45%；次高区位于Ⅴ区的元谋、昆明，Ⅵ区的元江河谷地带，Ⅳ区西部的德钦、迪庆地区以及Ⅲ区的巴中地区，频率多在16%～24%之间，其余地区均在8%以下（图8a）。中旱频率分布特点为：大部地区频率均在8%以下，Ⅴ区的元谋频率在30%左右，Ⅲ区的遂宁以及Ⅳ区的维西在8%～16%之间（图8b）。重旱频率分布特点为：Ⅴ区的元谋为10%，其余地区都不超过3%。可见，玉米在拔节至抽雄期，中旱和重旱为偶发，轻旱频率出现高，且主要发生在Ⅴ区的元谋地区，与出苗到拔节期相比，轻旱发生频率减弱，发生范围也明显缩小。

　　2.6.3抽雄至灌浆期干旱频率空间分布

　　玉米在抽雄至灌浆期轻旱频率分布特点为：Ⅴ区的元谋和Ⅵ区的元江河谷地带为高发区，频率在30%左右，其次是Ⅲ区北部的遂宁和东南部的凯里、三穗等地，频率在9%～16%之间，其余地区均低于9%。中旱频率分布特点为：Ⅴ区的元谋和Ⅵ区的元江地区、Ⅲ区的三穗等地，发生频率在14%左右，其余大部分地区频率不超过6%。重旱频率分布特点为：全区均比较低，不超过10%，其中Ⅵ区的元江和Ⅲ区的三穗频率在3%～9%之间，其余地区基本不出现。可见，玉米抽雄至灌浆期，中旱和重旱也很少发生，轻旱只在元谋、元江、遂宁、凯里、三穗等地出现，基本为3－5年一遇，与前两个发育期相比，这一阶段干旱等级变轻，范围缩小，但干旱开始向西南地区的东部转移。

　　2.6.4灌浆至成熟期干旱频率空间分布