幹旱是一個全球性問題。世界幹旱半幹旱地區遍及50多個國家和地區，其總麵積約4590萬km2，約占全球陸地麵積（除寒帶外）的34.9%。全球約14億ha耕地中，有灌溉條件的耕地僅占15.8%，其餘都是靠自然降水從事農業生產，即所謂的雨養農業（Rain-fed farming）。位於幹旱半幹旱地區耕地為6億～7億ha，占耕地總麵積的40%～50%，這些地區年降水量一般低於500 mm，主要分布在歐亞大陸的阿拉伯半島、中東內陸盆地、伊朗中部和南部、蒙古、俄羅斯、中國的西部和北部、印度德幹高原、北美洲的內陸高原、美國的西部大平原和南美洲的西部高原。20世紀80年代以來，由於全球氣候變化及其他原因引起的幹旱加劇，遭受長期幹旱和周期性幹旱的國家增加到120～130個。從1982年開始，擁有5.5億人口的非洲遭受百年未遇的大旱，有36個國家受災。1988年，美國、加拿大等糧食出口大國遭受嚴重旱災，其中美國穀類作物減產30%，加拿大減產23%，出口量減少約一半。我國的旱區不僅包括北方氣候幹旱區，而且包括南方欠缺灌溉條件的一些季節性幹旱區，其覆蓋範圍甚為廣闊，是我國主要農產品的生產基地。我國人口眾多，既是農產品生產大國，也是農產品消費大國。我國旱區農業的豐歉，不僅對全國農業生產舉足輕重，同時對國家農產品市場穩定，也起著至關重要的作用。足見，深入係統地研究幹旱問題和旱區農業問題意義重大。
第一節 旱區與旱區農業的基本概念
幹旱是影響旱區農業生產的主要自然災害之一。對幹旱、旱區、旱區農業的全麵理解，是深入探討旱區農業的內在規律，確立旱區農業發展策略的重要基礎。
一、幹旱的概念與分類
幹旱是一種十分複雜的自然與人類社會的綜合現象，其形成原因雖主要由降水不足而引起，但也與眾多的自然環境因素和人類社會因素有關。正確地認識幹旱，科學地應對，是社會可持續發展的必需。從廣義上講，幹旱是由於水分的收支或供求不平衡而形成的水分短缺現象。但從狹義上來看，由於人們的出發點不同，在幹旱的內涵和外延的確定方麵存在很大分歧，所以至今沒有形成一個大家所一致認同的幹旱定義。如氣象學家往往從大氣係統或氣候係統出發，把降水量不足定義為幹旱；水文學家一般把水資源的短缺與幹旱等同起來；生理學家把植物受到水分不足脅迫的現象視為幹旱；農學家常把土壤水分不能滿足作物需求看做幹旱；經濟學家則把幹旱定義為影響某一地區經濟發展的水分短缺。定義幹旱的困難是多方麵原因造成的，Shelton將其原因歸納為兩點：其一，幹旱是相對的，所以應把水分不足放入特定地區期望條件的範疇內加以研究；其二，幹旱是一個水分供需現象，由水分循環的輸入與輸出變量表征之，所以水分需要特點與水分不足同等重要。Orville則認為，幹旱對社會和自然生態係統的影響是一個客觀存在的問題，但很難給予量化，從而加大了界定幹旱的難度。實際上，幹旱外延的廣泛性、尺度的多樣性和影響的不等效性也是這方麵的原因。
需要指出的是，幹旱與旱災是兩個不同的概念。幹旱完全是一種自然現象，從氣象學的意義來說，它是一種因長期無降水和少降水或降水異常而造成的空氣幹燥、土壤缺水的現象；而旱災則是這種現象在某一時期的嚴重表現，導致某一地區的經濟活動（尤其是農業生產）和人類生活受到較大危害。在極端幹旱和半幹旱地區，長期無降水或少降水雖形成幹旱，但並不是異常現象，因為這些地區的農牧業生產和人類活動並不主要依靠天然降水（如幹旱地區的綠洲農業），也不會遭受較大危害，所以這種情況不能視為旱災。相反，在一些雨量比較充沛的地區，有時卻因較長時間的無雨，造成嚴重的旱災。由此可見，幹旱是某些地區的固定特點，而旱災則是某些年份的偶發事件。
按照幹旱的主要評價指標和成因，可將幹旱分為4類，即：以降水指數劃分為主的氣象幹旱；以地表徑流和地下水指標劃分為主的水文幹旱；以土壤水分、作物指標和其他農業生物需水指標為主的農業幹旱；以供水和人類需水指標劃分為主的社會經濟幹旱。
（一）氣象幹旱
氣象幹旱又稱大氣幹旱，是指降水與蒸散收支不平衡造成的異常水分短缺現象。其形成原因是由於收入項（降水）異常短缺，或是由於支出項（蒸散）異常劇烈而形成的。氣象幹旱通常主要以降水的短缺作為幹旱標準。
氣象幹旱一般有2種類型：
①氣候幹旱，即在某一相對固定的地區和常年形成的水分短缺現象。按照降水短缺狀況或降水量多少，可將氣候幹旱劃分為幹旱區、半幹旱偏旱區、半幹旱區和半濕潤易旱區等類型區。氣候幹旱就是長期幹旱，不僅影響某一地區社會經濟的各個方麵，而且可延伸到其他地區，其影響具有長期性和廣域性。
②短期幹旱，即季節性幹旱，是由氣候變化等形成的隨機性異常水分短缺現象。短期幹旱可以發生在任何地區的某一時段，既可以出現在幹旱或半幹旱地區的任何季節，也可以發生在半濕潤地區甚至濕潤地區的任何季節。在多數情況下所說的幹旱通常指這類幹旱。短期幹旱以其持續時間的長短和季節的不同，又可劃分為全年幹旱、季節連旱（如冬春連旱、春夏連旱等）、季節幹旱（如春旱、夏旱、秋旱、冬旱等）和時段幹旱。這類幹旱具有明顯的地區性，其評價指標一般適用於特定的國家或地區。例如，在美國，有的學者把48小時內降水量小於2.5 mm謂之幹旱；有的把1.5天內無雨謂之幹旱；有的把年降水量少於正常年份的75%、月降水量少於正常月份的60%謂之幹旱；有的把3～9月期間，連續20天或30天，24小時的降水量少於6.4 mm謂之幹旱；有的把21天或更長時期的降水量等於或少於該地同期正常值30%謂之幹旱。在印度，把1周的實際降水量小於正常值的一半謂之幹旱。在澳大利亞，把48小時的降水量不超過6.4 mm謂之幹旱。在利比亞，把年降水量少於180 mm謂之幹旱。在印度尼西亞，把連續6天無降水謂之幹旱。在我國，北京農業大學提出在北京地區，3～5月份降水量占常年同期70%以下時為輕度春旱，40%以下時為重度春旱；7～8月份降水量占常年同期60%以下時為伏旱；6月下旬至7月上旬降水量占常年同期40%以下時為初夏旱。廣東在對春、秋旱的分析中，以兩場透雨之間相隔的日數確定旱期，由旱期持續長短確定幹旱的嚴重程度。