气象干旱指数在东北春玉米干旱监测中的改进
2014—2019年普兰店地区干旱对玉米的影响及防范措施
几个问题[J].玉米科学袁1998袁6渊增刊பைடு நூலகம்1冤院27-30. [4] 纪瑞鹏袁车宇胜袁朱永宁袁等.干旱对东北春玉米生长发育
和产量的影响[J].应用生态学报袁2012袁23渊11冤院3021-3026. [5] 黄晓俊袁于飞袁敖芹.干旱对玉米生长及产量影响的试验
根据调查研究袁普兰店地区玉米发生干旱主要有
作者简介 赵晓钰渊1982要冤袁女袁山东日照人袁工程师袁从事 农业气象方面的工作遥
收稿日期 2021-01-06
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以下 3 个阶段遥 一是玉米苗期干旱袁导致幼苗矮小尧苗 不齐尧发育不良遥 二是玉米拔节孕穗期干旱袁缺少水分 会造成雌花发育不良袁穗粒数减少遥 三是玉米抽雄吐 丝期干旱袁造成延迟抽穗袁不能充分授粉袁形成空秆袁 授粉不好袁造成秃顶尧缺粒袁产量降低遥 2.1 春季干旱
科学合理调节播种期袁避开干旱对玉米生长发育 的影响袁提高播种质量[4-5]遥 当 10 cm 地温稳定通过 8 益 时开始播种袁10 cm 地温稳定通过 10~12 益时是播种 的最好时机遥 普兰店地区玉米播种高峰期一般在 4 月 25 日前后袁5 月 10 日前结束遥 提倡精量半精量播种袁 采用全株距不间苗或半株距隔墩间苗单粒播种方法袁 播种时做到播量准确袁下种均匀袁深浅一致袁播后及时 镇压遥 要遵循先山地后平地尧先地势高后地势低的播 种原则袁保证一次播种保全苗遥 3.3 合理确定种植密度
采用大垄双行种植形式袁充分发挥边际效应袁提高 光能和水肥利用率遥 大垄双行即将原 2 垄合并为 1 垄袁 做成垄宽 110 cm 的大垄袁 在大垄上种植双行玉米袁大 垄内玉米行距为 40 cm遥 合理密植袁增强玉米抵抗高温 和干旱能力遥 普兰店地区一般高秆大穗玉米品种种植 密度为 3.9 万~4.2 万株/hm2袁 耐密玉米品种种植密度 为 5.25 万~6.75 万株/hm2遥 只有依品种定密度袁才能使 品种特性充分发挥出来袁获得高产遥 3.4 科学增施农家肥袁测土配方施肥
浅谈北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响
44 2017, V ol.37, No.24农业与技术※农业科学浅谈北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响韩蓉韩宏武贵平(渭南市农业科学研究所,陕西渭南 714000)摘 要:作为我国玉米主要种植区域,北方地区占全国玉米总播种面积及总产量的比例高,是我国干旱易发区域,常态化干旱情况一定程度制约区域玉米产量。
本文以气象数据、农作物品种、土壤条件、管理水平及降水量为标准划分北方地区,将水分亏缺指数视为农业干旱指标构建农业生产系统模型,分析不同生长阶段不同等级干旱对于春玉米产量的影响。
关键词:北方地区;干旱等级;春玉米产量中图分类号:S513 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20171233038随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,在玉米种植上越来越注重种植技术的运用,我国春玉米的总产量也得于不断地上升。
同时,在社会经济迅速发展的冲击下,市场对于玉米的需求也逐渐在不断扩大。
为此,为了满足市场供应需求,我国北方的春玉米种植的技术重心逐步向分析北方地区不同等级干旱对于其影响转变。
其中,春玉米又称早玉米,指春季播种的玉米,单株产量高且果穗大,具有播种时间早、苗期生长缓慢、基部节间短、穗位低及抗倒伏能力强等鲜明特点,并且种植区域分布广泛,以华北北部、西北及东北地区较为常见,西南丘陵山区也可种植,盛夏高温多雨季节存在感染大斑病及小斑病的可能性[1]。
鉴于此,本文针对北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响的研究具有重要意义。
1北方地区春玉米种植概述玉米是我国的第一大粮食产物,截止2017年我国玉米种植面积超过3500万hm2,总产量超过2亿t,总产量及种植面积均超过水稻、小麦等其他粮食作物,而北方地区玉米种植为我国粮食安全作出杰出贡献,具有举足轻重地位。
有统计资料表明,自2015—2016年我国北方地区玉米年平均产量及种植面积占全国总体比例均超过80%,以西北、黄淮、华北及东北区域较为凸出,平均玉米播种面积占全国总体比例超过90%。
基于3种遥感指数的东北春玉米干旱识别对比
基于3种遥感指数的东北春玉米干旱识别对比
陈雨烨;王培娟;张源达;杨建莹
【期刊名称】《应用气象学报》
【年(卷),期】2022(33)4
【摘要】以东北春玉米为研究对象,探究利用植被光合特性的日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)指数、近红外-短波红外波段构建的归一化差值水分指数(normalized difference water index,NDWI)和可见光-近红外波段构建的归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)识别东北春玉米干旱的准确度和敏感度。
研究发现:SIF指数、NDWI 和NDVI对干旱识别准确度均超过80%,其中重度干旱准确度超过94%,且在春玉米苗期表现最佳;3种指数对比可知,SIF指数在春玉米干旱识别的准确度和敏感度方面均最佳,分别为89.27%和81.65%,NDWI敏感度次之,NDVI最差。
表明基于光合特性的SIF指数在识别东北春玉米干旱方面优于基于地物光谱特性所构建的植被指数。
【总页数】11页(P466-476)
【作者】陈雨烨;王培娟;张源达;杨建莹
【作者单位】中国气象科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】S51
【相关文献】
1.气象干旱指数在东北春玉米干旱监测中的改进
2.基于植被指数的春玉米干旱响应遥感监测
3.改进作物水分亏缺指数用于东北地区春玉米干旱灾变监测
4.基于TVDI 的东北地区春玉米干旱监测——以2018年为例
5.基于SPEI指数的东北玉米种植区春玉米生长季干旱演变特征
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改进作物水分亏缺指数用于东北地区春玉米干旱灾变监测
0 引 言
在全球气候变暖背景下,中国干旱事件频发[1],强度 也在不断加强[2],且表现出一定的反常性和不可预见性[3]。
中国作为农业大国,农业是国民经济的基础,气候变化将 直接影响到粮食安全和可持续发展[4]。而自 20 世纪中期以 来,东北地区气温呈线性增加趋势[5],降水年代际波动明 显,但总体呈减少趋势[6-7],北部降水量的减少速率小于南 部[8],部分地区的降水量持续减少甚至低于历史最低值, 极易引起干旱造成农作物减产[9]。尤其在 20 世纪 90 年代 后,东北地区受旱面积不断增大,发生次数不断增加,干 旱程度也有加重趋势[10]。从 1971 年至 2012 年,东北地区 春玉米平均每年受旱面积达到 412.4 万 hm2,占到所有灾 害总受灾面积的 61.6%[11]。而以松嫩平原为中心的东北玉 米区,所生产的商品粮可以占到全国的 1/3 左右[12],因干 旱造成的玉米减产可达到总产量的 20%~30%[13]。所以,
中图号:1002-6819(2019) -21-0175-11
李崇瑞 ,游松财,武永峰,王一昊. 改进作物水分亏缺指数用于东北地区春玉米干旱灾变监测[J].农业工程学报,2019,
35(21):175-185. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.21.021 Li Chongrui, You Songcai, Wu Yongfeng, Wang Yihao. Improved crop water deficit index for monitoring drought disaster change process of spring maize in the Northeast China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019,35(21):175-185. (in Chinese with English abstract) doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.21.021
2种综合干旱气象指数在辽宁省玉米 生长期的适用性分析
2种综合干旱气象指数在辽宁省玉米生长期的适用性分析曹永强;赵子萌;张丹;任博【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2024(45)4【摘要】干旱指数做为干旱监测的重要手段,对于作物生长期内干旱演变特征的准确监测,提高农业防旱减灾能力以及促进作物的高产稳产具有重要意义。
辽宁省是中国东北地区重要的粮食生产地,干旱是造成该地区玉米产量不稳定的主要气象灾害。
以辽宁省为研究区域,选取2001—2020年19个气象站点的基础气象数据,计算得到综合干旱气象指数(CI)和气象干旱综合指数(MCI),从降雨、平均气温、干旱日数、干旱强度、干旱频率和干旱事件演变特征等方面,对比分析2种干旱指数在辽宁省玉米生长期内干旱监测中的差异,分析其适用性。
结果表明:辽宁省近年来降水与气温分别呈22.37 mm/10a和0.45℃/10a趋势上升;在玉米生育期内,CI和MCI指数在玉米生育期内干旱频率生育前期>生育后期>生育中期,CI较MCI监测的干旱日数和干旱频率较高;在空间分布上,生育期内辽西与辽南干旱频率高于其他地区;从干旱事件的演变特征对比CI和MCI指数,CI监测干旱强度大、时间长、不合理跃迁多,MCI有更好的持续性和稳定性,但是干旱强度较低,2种干旱指数对于辽宁省玉米生育期内的干旱时空演变特征均有较好地反映,但空间适用性具有差异,CI 更适合辽西和辽北的干旱监测,MCI更适合辽东和辽南的干旱监测。
【总页数】10页(P52-61)【作者】曹永强;赵子萌;张丹;任博【作者单位】南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室;天津师范大学京津冀生态文明发展研究院;辽宁师范大学地理科学学院;辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司【正文语种】中文【中图分类】TV21【相关文献】1.改进综合气象干旱指数对广西农业干旱的适用性分析2.改进的综合气象干旱指数在保山市的适用性分析3.气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析4.综合气象干旱指数改进及其适用性分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
黑龙江省玉米生育期内气象干旱对产量的影响
黑龙江省玉米生育期内气象干旱对产量的影响
马军波
【期刊名称】《吉林水利》
【年(卷),期】2022()5
【摘要】了解区域气候变化与粮食产量之间的关系,有助于制定全球气候变化下中国粮食安全的战略决策。
本研究以中国重要的粮食生产基地—黑龙江省为例,利用26个气象站点的气象数据和标准化降水蒸散发指数(Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)分析了黑龙江省的气象干旱变化趋势和干旱的特征,并利用Logistic回归模型对玉米单位面积产量进行分离,探究了影响黑龙江省玉米产量和气象干旱之间的关系。
结果表明:黑龙江省的气候整体呈现干旱趋势,气象干旱频率由大到小依次为生育后期,生育中期,生育前期;在不同生育期,大部分地区玉米的产量与气温呈现正相关关系,不同地区降水和气象干旱对玉米产量的影响相似,气候变暖可能有利于黑龙江省玉米的种植。
【总页数】5页(P61-65)
【作者】马军波
【作者单位】临朐县嵩山水库运行维护中心
【正文语种】中文
【中图分类】S271
【相关文献】
1.玉米不同品种各生育时期干旱对生育及产量的影响
2.不同生育期干旱胁迫对玉米籽粒产量及其果穗性状的影响
3.气候变化对黑龙江省生育期内玉米产量的影响
4.不同生育期干旱对玉米生长及产量的影响模拟
5.不同生育期干旱胁迫对玉米籽粒灌浆及产量的影响
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北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响
干旱造成春玉米减产 率在空间上呈 由西 向东下 降趋 势,降水的空间分布直接导致 了灾损程度 在各区的差异 ,其 中西部灌 溉绿洲农业 区雨养种 植春玉米干旱风 险非常大 ,需大力发展节水灌溉 ,而东部雨养 农业 区 自然降水 已基本满足春玉米 生
一
长发育 需要 ,干 旱对春玉米产量影响较小 ,在模拟 过程 中很难准确 的反映 出旱 级对 产量造成 的差异影 响。春玉米在拔节 抽雄 阶段发生干旱会 对产量造成 比较严重 的影 响,该阶段 4 个等级干 旱造成春玉米减 产率的 四分位 区间分别为特 早
地区,北方地区干旱常态化严重制约着该地 区玉米 的稳定发展。该文基于北方地区 1 4个省 ( 市 、 自治区)2 1 7个气象 台 站 1 9 6 1 -2 0 1 0 年 的逐 日气 象数据 以及作物、土壤和 田间管理资料 ,依据 春玉米生长季 内降水量并 以 1 0 0 mm为 间隔将全
0 引 言
玉米是全球最重要的粮食作物之一 ,为全球 9 4 个 国家 超过 4 5亿人 口提供 了 3 0 %的食物热量【 1 】 。在中国,玉米是 第一大粮食作物, 2 0 1 2 年中国玉米种植面积达 3 4 9 4 万h m2 , 总产量达 2 . 0 8亿 t , 在种植面积和总产上均超过水稻和小
d o i .1 0 . 1 1 9 7 5  ̄ . i s s n . 1 0 0 2 — 6 8 1 9 . 2 0 1 5 . 1 1 . 0 2 3 h t t p : / / w ww . t c s a e . o r g D o n g C h a o y a n g , L i u Z h 0 u a n , Y ng a Xi a o g u a n g . E f e c t s o f d i f e r e n t g r a d e d r o u g h t o n ra g i n y i e l d o f s p i r n g ma i z e i n No r t h e n r C h i n a [ J ] . T r a n s a c t i o n s o f he t C h i n e s e S o c i e y t o f Ag r i c u l t u r a l E n g i n e e i r n g( T r a n s a c t i o n s o f he t C S A E ) , 2 0 1 5 , 3 1 ( 1 1 ) : 1 5 7 —1 6 4 . ( i n C h i n e s e w i h t E n g l i s h a b s t r a c O d o i :1 0 . 1 1 9 7 5  ̄ . i s s n . 1 0 0 2 — 6 8 1 9 . 2 0 1 5 . 1 1 . 0 2 3 h t t p : / / w ww . t c s a e . o r g
东北三省春玉米旱灾动态风险评估
东北三省春玉米旱灾动态风险评估东北三省春玉米旱灾动态风险评估近年来,东北三省(辽宁、吉林、黑龙江)因气候变化和人类活动等多种因素的影响,春季干旱事件频发,给当地农业生产带来了不小的影响。
特别是春季玉米生长期,干旱对玉米的生长发育和产量产生了显著的负面影响。
因此,对东北三省春玉米干旱灾害进行动态风险评估,对灾害预警和农业生产做出精准调控非常重要。
首先,我们需要了解东北三省春季玉米生长的气候条件。
由于东北地区东、南两侧面临海洋的影响,春季气候较为干燥,降水量相对较少。
此外,东北三省春季气温变化较大,早春时期温度低于适宜玉米生长的最低温度,这为干旱事件的发生提供了有利条件。
其次,我们需要评估灾害风险的动态变化。
灾害风险的评估需要考虑多个因素,包括降水量、气温、土壤湿度等自然指标以及土地利用、灌溉设施等人类因素。
通过对历年的气象数据和农田实地勘查,我们可以获取到各种指标的时间序列数据。
利用这些数据,我们可以建立动态变化的风险评估模型,对未来的灾害风险进行预测。
在评估过程中,需要充分考虑气候变化的影响。
随着全球气候变暖和极端天气事件的增多,东北三省春季玉米干旱风险可能会进一步增加。
因此,我们需要将气候变化因素纳入评估模型,并对其影响进行分析。
评估结果可以提供给当地政府和农户,用于制定合理的农业生产和水资源配置方案。
通过对灾害风险进行动态预测,可以提前做好准备,从而减少干旱灾害对农业生产的影响。
例如,根据灾害风险程度,可以采取相应的节水措施,提高灌溉水利用效率,保证玉米的正常生长。
另外,提供预警信息还可以帮助农户做出合理的种植决策,选择抗旱性较强的品种,减轻干旱对玉米产量的影响。
需要指出的是,动态风险评估是一个复杂的系统工程,需要多学科的合作和数据支持。
除了气象学和农学专家的参与外,还需要地理信息系统(GIS)和遥感技术的支持,以便更好地获取空间和时间上的数据,并进行可视化分析。
另外,评估结果还需要与实际情况进行对比和验证,以提高评估的准确性和可靠性。
《区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数影响的研究》
《区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数影响的研究》摘要本文旨在探讨区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响。
通过分析不同干旱等级下的春玉米蒸散量数据,结合模型参数的定量分析,揭示了干旱程度与春玉米蒸散量模型参数之间的关系。
本研究对于理解区域水分循环、预测农作物产量、优化农业灌溉策略具有重要价值。
一、引言春玉米作为我国重要的粮食作物之一,其生长过程中的蒸散量对农业生产具有重要意义。
蒸散量是描述地表水分通过蒸发和植物蒸腾作用进入大气的过程。
区域干旱程度是影响这一过程的关键因素之一。
本文基于春玉米蒸散量法模型,探讨不同干旱等级下模型参数的变化规律,为农业生产和水资源管理提供科学依据。
二、研究方法与数据来源1. 研究区域与方法本研究选取了我国多个春玉米主产区作为研究对象,包括东北、黄淮海等地区。
采用蒸散量法模型,结合田间试验和遥感数据,分析不同干旱等级下的春玉米蒸散量及模型参数。
2. 数据来源数据主要来源于田间试验观测、气象数据以及遥感反演结果。
其中,田间试验观测数据包括春玉米生长过程中的蒸散量、土壤湿度等;气象数据包括降水量、气温、风速等;遥感数据用于反演区域干旱程度及植被覆盖情况。
三、区域干旱程度的划分与春玉米蒸散量分析1. 区域干旱程度划分根据气象数据和遥感反演结果,将研究区域划分为轻度干旱、中度干旱和重度干旱三个等级。
2. 春玉米蒸散量分析在不同干旱等级下,春玉米的蒸散量存在显著差异。
随着干旱程度的加重,春玉米的蒸散量呈现递减趋势。
在轻度干旱条件下,春玉米的蒸散量相对稳定;而在中度或重度干旱条件下,由于土壤水分不足,春玉米的蒸散量明显降低。
四、模型参数分析1. 模型参数的选取与定义本研究选取了反映春玉米生长过程中水分利用效率、土壤水分状况等关键因素的模型参数,如作物系数、土壤水分常数等。
2. 模型参数与干旱程度的关系分析发现,随着干旱程度的加重,模型中的作物系数呈降低趋势,表明干旱条件下春玉米的水分利用效率降低。
北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响分析
北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响分析作者:葛怡檬来源:《农家科技下旬刊》2018年第04期摘要:玉米作为一种农作物在我国有广泛的种植区域,特别是北方种植面积所站的比例较大,而我国北方地区的是干旱易发区,干旱在一定程度上会对玉米的产量造成一定程度影响。
下面,针对我国北方地区的不同等级干旱对春玉米产量的影响进行分析,希望文中内容对于提高我国北方地区春玉米产量能够有所帮助。
关键词:北方地区;干旱;春玉米随着经济的快速发展,现代人们对玉米的需求量不断扩大,为了满足市场对玉米的需求,我国北方地区开始种植了春玉米。
春玉米在种植过程中,产量会受到多方面因素的影响,而干旱是其中最为重要的一项因素,因此做好相应的分析工作是必要的。
一、春玉米特点春玉米指的是在春季播种玉米,因为播种早,因此也被称作早玉米。
春玉米的播种期和收获期因为地域不同,存在的差别较大。
通常来说,由南向比,春玉米的播种从2月中旬到5月上旬各不同相同。
一般情况下,春玉米的播种应当以10cm土层的温度稳定在10℃左右为最佳,在该情况下,进行春玉米播种,有利于春玉米的生长。
春玉米的收获期有南向北也各不相同,从7月下旬到9月上旬。
春玉米在具体生长过程中的特点是苗期生长相对缓慢,基部节间较短,穗位低、抗倒伏能力较强、果穗大,单株产量较高。
二、我国北方地区春玉米种植概况玉米是我国的主要粮食产物,截止2017年,我国玉米种植面积超过了3500万hm2,产量突破200000000t,而我国北方因为地势、自然环境等各项因素,适合粮玉米增长,在玉米种植过程中做出了杰出的贡献,在玉米重视方面占有重要地位。
相关统计结果显示,我国北方玉米的年平均产量和种植面积在全国的占比较高,2015-2016年,该占比超过了80%。
近年来,随着温室效应的加剧,全球地表温度不断陕省,我国北方地区近50年,温度上升十分明显,一些地区温度上升超过了4℃,同时,华北、西北、东北地区降水逐年锐减,这对于各种农作物的生长都会造成影响。
《区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数影响的研究》
《区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数影响的研究》摘要本文旨在探讨区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响。
通过分析不同干旱等级下的春玉米蒸散量数据,结合数理统计方法和模型分析,研究干旱程度与春玉米蒸散量法模型参数之间的内在联系。
本研究对于合理评估区域水资源利用、优化农业灌溉管理、提高春玉米产量具有重要指导意义。
一、引言随着全球气候变化的影响,干旱成为许多地区农业生产面临的重要问题。
春玉米作为我国主要的粮食作物之一,其生长过程中的蒸散量是评价作物生长状况和区域水资源利用效率的重要指标。
因此,研究区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响,对于提高农业生产效率和保护水资源具有重要意义。
二、研究方法与数据来源1. 研究方法本研究采用数理统计方法和模型分析相结合的方式,通过对不同干旱等级下的春玉米蒸散量数据进行统计分析,探讨干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响。
2. 数据来源研究数据来源于多个农业试验站和气象观测站的春玉米蒸散量观测数据,以及对应区域的干旱等级数据。
三、区域干旱程度的划分与评价1. 干旱等级划分根据气象数据和农业部门的评价标准,将区域干旱程度划分为轻度、中度和重度三个等级。
2. 干旱评价方法采用综合指数法对区域干旱程度进行评价,包括降水量、蒸发量、土壤湿度等多个指标的综合分析。
四、春玉米蒸散量法模型参数分析1. 模型选择与建立选择适用于春玉米的蒸散量法模型,如Penman-Monteith模型等,根据实际观测数据建立模型参数。
2. 参数分析对不同干旱等级下的春玉米蒸散量法模型参数进行统计分析,包括作物系数、温度系数、风速系数等。
五、干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响1. 影响分析分析不同干旱等级下春玉米蒸散量法模型参数的变化规律,探讨干旱程度对模型参数的影响机制。
2. 结果与讨论通过统计分析发现,随着干旱程度的加重,春玉米的蒸散量法模型参数呈现一定的变化趋势。
其中,作物系数随着干旱程度的加重而减小,温度系数和风速系数则呈现出一定的波动性。
两种常用的春玉米干旱等级指标在东北区域的适用性检验
两种常用的春玉米干旱等级指标在东北区域的适用性检验李秀芬;马树庆;姜丽霞;纪瑞鹏;刘静;李兴华;韩俊杰;周永吉【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2017(043)011【摘要】作物干旱等级农业气象指标是开展作物干旱监测、预警和评估的科学依据,其适用性关系到农业气象业务质量和防灾减灾效果.应用东北地区31个春玉米代表站1981-2012年逐日气象资料、土壤湿度资料、玉米生长发育观测资料及产量资料,对东北地区春玉米不同生育阶段土壤相对湿度和水分亏缺指数干旱等级指标进行应用效果检验,比较适用性差异,并利用黑龙江省2013-2016年的资料进行干旱实例分析.结果表明,土壤湿度和水分亏缺指数干旱等级指标均适用于东北区域春玉米不同生长时段干旱识别,且有较好的一致性,两套指标判定的春玉米干旱等级完全相同的占75%左右,相同和基本相同的占95%左右.两套指标对历史和近年玉米干旱事件的判识效果都较好,土壤湿度指标和水分亏缺指数的干旱识别正确率分别在80%和75%以上,土壤湿度指标判定效果更好.两套指标在玉米生育前、中期适宜性略好于后期,在东北三省的应用效果要略好于内蒙古东部,部分干旱年份水分亏缺指数判定的灾情等级偏高,因此,当两套指标判定结果存在差异时,应以土壤相对湿度指标判定结果为准.%Agrometeorological indicator of crop drought grade is the scientific basis for crop drought monitoring,early warning and assessment,and its applicability is related to the quality of agricultural meteorological service and the effect of disaster prevention and mitigation.By using daily meteorological data,soil relative moisture data,spring maize growth and development observation data and maizeyield data in 1981-2012 from 31 spring maize representative stations in Northeast China,the application effect of soil moistrue and water deficit index indicators for spring maize drought grade are tested,and their applicability differences are compared.By using the data from 2013 to 2016 in Heilongjiang Province,an example is analyzed.The results show that the soil moisture indicator and the water deficit index indicator are suitable for determining spring maize drought grades in different growth stages in Northeast China and they have good consistency.The same proportion of the two sets of indicators to determine the drought grade of sping maize is about 75%.The same and basically same proportion is about 95%.Identification effect of the two sets of indicators are good on the historic and recent maize drought events,the accuracy of drought identification by soil moisture indicator and water deficit index are above 80% and 75% respectively,and the identification effect of soil moisture indicator is better.The suitability of the two sets of indicators in early and mid stage is slightly better than that in later stage.The application effect in three provinces in Northeast China is better than that in East of Inner Mongolia.In some drought years,the drought grade determined by water deficit index is higher,so when the results determined by the two sets of indicators are different,it should be based on the results of the soil relative moisture indicator.【总页数】11页(P1420-1430)【作者】李秀芬;马树庆;姜丽霞;纪瑞鹏;刘静;李兴华;韩俊杰;周永吉【作者单位】黑龙江省气象科学研究所,哈尔滨150030;吉林省气象台,长春130062;黑龙江省气象科学研究所,哈尔滨150030;中国气象局沈阳大气环境研究所,沈阳110016;宁夏回族自治区气象科学研究所,银川750004;内蒙古自治区气象服务中心,呼和浩特010051;黑龙江省气象科学研究所,哈尔滨150030;黑龙江省气象数据中心,哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】P49【相关文献】1.浅谈北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响 [J], 韩蓉;韩宏;武贵平2.北方地区不同等级干旱对春玉米产量影响 [J], 董朝阳;刘志娟;杨晓光3.降水距平百分率指标对西宁市农业气象干旱的适用性及干旱预测 [J], 高贵生;霍金虎;金显玲4.4种干旱指标在华北地区气象干旱监测中的适用性分析 [J], 容锦盟;周丹;罗静;朱海玲;郭广5.灌区干旱指标适用性比较及干旱特征分析 [J], 赵明汉;邵东国;尹希;徐保利因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
温度-植被-降水干旱指数(TVPDI)的改进及应用
温度-植被-降水干旱指数(TVPDI)的改进及应用温度-植被-降水干旱指数(TVPDI)的改进及应用近年来,气候变化对人类社会和自然环境带来了巨大的影响。
干旱是全球范围内最为普遍的自然灾害之一,具有严重地区的限制自然资源和人类社会发展的潜力。
因此,发展一种准确评估干旱程度的方法对于灾害防范、生态保护和农业生产至关重要。
温度-植被-降水干旱指数(TVPDI)作为一种综合考虑温度、植被和降水的方法,被广泛用于干旱研究和预报。
本文将介绍TVPDI的改进和应用。
TVPDI是一种基于温度、植被和降水数据的评估干旱指数。
传统的TVPDI方法仅仅利用这三个变量之间的关联进行计算,而新的改进方法通过引入气象指标和地表特征等因素,提高了干旱指数的可靠性和精度。
例如,考虑到温度的变化规律和地表反射率对植被的影响,可以更准确地评估干旱程度。
此外,将时间序列分析和空间插值方法引入TVPDI的计算中,可以提高数据的时空分辨率,从而更好地分析干旱的时空分布特征。
TVPDI的改进在广泛的应用中展现了巨大的潜力。
首先,在干旱监测方面,TVPDI可以提供全球、区域和局部干旱变化的实时监测和预报。
在发现干旱和评估干旱风险方面,TVPDI可以定量描述水分资源供需的状况,从而为干旱预警和决策提供可靠的依据。
其次,在农业生产方面,TVPDI可帮助农民合理安排种植和灌溉时间,减少农作物干旱胁迫的风险并提高农作物产量和质量。
此外,TVPDI还可以用于水资源管理、生态环境保护和城市规划等方面,有助于优化资源配置,提高社会经济发展的可持续性。
然而,TVPDI也存在一些局限性。
首先,TVPDI还需要更多的长时间序列和高空间分辨率的数据来验证其准确性和精度。
同时,由于不同地区的气候和环境条件的差异,TVPDI需要根据不同地区的实际情况进行参数调整和模型改进。
此外,TVPDI仅仅考虑了温度、植被和降水等因素,而忽视了其他可能对干旱影响的因素,例如土壤湿度和风速等。
《区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数影响的研究》
《区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数影响的研究》一、引言近年来,随着全球气候变暖的趋势,干旱现象频发,对农业生产造成了严重的影响。
作为我国主要粮食作物之一的春玉米,其生长受干旱影响尤为显著。
为了更准确地预测和评估春玉米的生长情况以及其抗旱性能,蒸散量法模型被广泛应用于农业气象学中。
然而,不同区域的干旱程度对春玉米蒸散量法模型的参数影响如何,是值得深入研究的问题。
本文将就区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响展开探讨。
二、研究方法与数据来源本研究采用春玉米蒸散量法模型,通过对不同区域干旱程度的春玉米生长数据进行收集、整理和分析,研究干旱程度对模型参数的影响。
数据来源主要包括历史气象数据、农田实测数据以及相关文献资料。
三、区域干旱程度的划分与春玉米生长特点根据气象数据和农田实测数据,将研究区域划分为轻度干旱、中度干旱和重度干旱三个等级。
春玉米在不同干旱程度下的生长特点也有所不同。
在轻度干旱条件下,春玉米的生长受影响较小,但仍会出现一定程度的生长发育迟缓;在中度干旱条件下,春玉米的生长受到较大影响,叶片卷曲、颜色发黄等现象较为明显;在重度干旱条件下,春玉米的生长受到严重抑制,甚至出现死亡现象。
四、区域干旱程度对春玉米蒸散量法模型参数的影响1. 模型参数的选取与定义春玉米蒸散量法模型涉及多个参数,如作物系数、土壤类型、土壤水分等。
本文选取了与干旱程度密切相关的几个关键参数进行探讨。
2. 干旱程度对模型参数的影响分析(1)作物系数:在轻度干旱条件下,作物系数相对稳定;随着干旱程度的加重,作物系数逐渐减小,表明作物在干旱条件下的蒸散能力减弱。
(2)土壤类型与土壤水分:不同土壤类型和土壤水分状况对春玉米的生长具有重要影响。
在干旱条件下,砂质土壤的保水能力较差,土壤水分含量较低,对春玉米的生长产生不利影响;而黏质土壤则具有较强的保水能力,能在一定程度上缓解干旱对春玉米生长的影响。
3. 模型参数的调整与优化针对不同区域的干旱程度,对春玉米蒸散量法模型参数进行适当调整与优化,以提高模型的预测精度和适用性。
东北玉米长势及旱灾影响估测报告
东北玉米长势及旱灾影响估测报告近期北方地区经历了一场大面积干旱灾害,使市场一度出现严重的灾害炒作行情,有关方面对粮食生产也出现担忧情绪.不过根据中华粮网近期调查,目前灾害影响并不严重,国内玉米供应能力仍然较为乐观.一、东北地区农气回顾1、4月份低温多湿,导致春播延迟5-10天,但墒情较好.2、5月份气温偏高,降雨偏少,黑龙江大部、内蒙古、吉林东部出现不同程度旱灾,出苗率低.吉林辽宁大部出苗较好.3、6月—7月中旬低温寡照,降雨偏多.吉林、黑龙江大部分积温偏低,生长延迟,植株偏小.三省西部及内蒙古东北部降水多于常年,长势偏好.4、7月下旬天气转晴,气温升高.抽雄出穗进程加快,有利于扬花授粉.东北西部部分地区略旱.5、8月中上旬,降雨偏少,辽宁西北部、吉林西部、内蒙古东北部及黑龙江西南部局部地区出现旱灾,影响到作物灌浆.近期(8月17日的一周)开始,东北出现大面积降雨,大部分地区旱情解除,部分干旱严重地带旱情缓解.6、根据气象部门监测,预计8月下旬东北多阵形降雨,有利于进一步改善土壤墒情,并不削减光照时间,预期较为利好.二、部分地区生长情况调查在进入灌浆期之前,辽宁省大部分地区玉米长势良好,较去年同期大体相当.植株高大,发育及时,授粉充分,截至7月下旬部分已经开始灌浆.不过,进入8月份后,辽宁省西北部地区出现了较为严重的干旱,影响了玉米灌浆,部分地块绝收,使得产量形势急转直下.不过,随着近一周连续两场降雨的出现,特别是近两日部分地区出现大到暴雨,旱情缓解较快,作物仍有时间补充水分,回追前期损失.由于辽宁省玉米主要出产地区集中在西北部,因此本年度玉米单产可能较大丰收的2008年有所下降,但未必如农业部门和有关媒体所炒作的减产过多.吉林西南部、吉林东部,受前期低温寡照影响,植株较常年略矮,穗期略有延迟,总体影响不大.其中吉林西南部因7月下旬出现几场强对流天气,对早期扬花授粉质量有一定影响.另外洼地普遍有过涝情况,局部有大风冰雹灾害,有倒伏情况.8月中上旬该地区旱情明显,影响到正常灌浆,部分地块有绝收情况.不过近期降雨使旱情大为缓解.吉林东部延边地区受低温和干旱影响,作物进入穗期较晚,长势偏差.不过延边地区产量较低,影响不大.西南地区无论从营养生长阶段还是生殖生长阶段其发育质量均不如2008年,单产可能有一定下降.吉林省中部、黑龙江南部受低温寡照影响,植株较08年矮10-30厘米.抽雄较常年晚5-7天.8月中上旬光热条件较好,使得穗期生长较为顺利.不过进入8月中旬由于降雨偏少,部分地区呈现偏旱状态,影响有限.近期在人工增雨的帮助下,普遍出现透雨,墒情转好,长势乐观.如后期光热调和,有望获得丰年水平.黑龙江第三四积温带春旱严重,6月-7月中旬低温寡照,降水偏多,影响较大.总体上植株偏矮,至7月末抽雄出穗比例尚只有30%左右.纬度越高长势相对越差.8月份积温较高,扬花授粉质量较高.同时,该阶段墒情相对不错,灌浆顺利.该区域以120-125生长日的早熟品种为主,基本可以挽回前期生长延迟造成的不利影响.预计该区域为平年至平丰年水平.播种期至7月份,东北西部(黑吉西部、内蒙古东北部)墒情好于常年,略受低温寡照影响,植株高度及抽雄进度与去年相近,总体长势良好.8月份该区域出现明显旱情,部分地区旱情较重.不过当地有人工浇水传统,且根据近期电话调查,很多县市生长情况依然乐观.华北地区今年雨水偏多,墒情较好,温度接近正常,有利于农作物生长.特别是近期降雨十分利于玉米灌浆.根据对山东、河北、河南三省的电话调查,多反映长势优于去年以及常年同期.后期如果没有大的自然灾害,单产有望达到或超过去年水平,总产量超过去年的希望较大.淮河流域降水偏多,不过尚未造成严重影响,且降雨使整体墒情较好.电话了解安徽等地玉米长势良好,产量预期乐观.西北地区在营养生长阶段局部干旱,但由于及时降雨,影响不大,长势乐观.西南地区玉米明显好于上年,根据对部分地区的电话调查,质量、单产均有提高.三、对于近期北方干旱问题的调查和思考根据国家防总的消息:8月15日—19日,我国北方大部地区出现一次明显降雨过程,但降雨分布不均,部分旱区仍无有效降雨.截至8月20日12时,全国农作物受旱面积为1.51亿亩,比受旱高峰时减少4000万亩,全国重旱面积和人畜饮水困难情况有所缓解.根据中华粮网调查和了解,东北近期降雨趋多,对缓解旱情促进玉米生长较为有利.本周(截至8月20日)已经出现两场大范围降雨.根据天气预报监测,8月19-20日左右第二次大范围降雨过程扫过主要旱区,辽宁、黑龙江、吉林西南和内蒙东部的部分地区出现了暴雨天气.根据天气预报,未来三四天东北还将出现降雨过程,旱情已经不是问题.另外,主要旱区集中在东北西部.根据中华粮网估算,该区域总产量在1500万吨上下.一方面该区域有水浇地习惯,能保住很大比例的玉米.水浇不到的地方,由于近期降雨长势也会好转,灌浆期得到及时的水分补给还是能追回的.绝收只是局部,比例相当有限.另外降雨使气温降低,昼夜温差加大,有利于生长延迟的作物停止营养生长,而转为生殖生长,为籽粒提供更多养分.另外考虑产量,该区域总产量约为1500万吨.假设减产一半,即750万吨(如果减产三分之一都将是非常严重的灾害).今年国内玉米面积预计增加400万亩以上,以此获得的产量增加可能在200万吨左右.华北、南方长势良好,单产有望提高,以此获得的产量增加猜测在300万吨并不过分,保守估计其他地区产量增加500万吨.这样算来,减产并不多.再看库存,目前还有3300万吨临储玉米没有拍卖完,前期拍卖的423.6万吨很大一部分还在途中(其中很多是结合国储轮出,06-07年库存.).加上商业库存,农村余粮,加工库存,其他替代,预计今年期末结余玉米库存够国内三个月的使用量,上一年度为一个月(每月加工量为1200万吨左右).因此总体供应还是有明显增加,灾情影响不到国内玉米供应.。
玉米抗旱工作总结
玉米抗旱工作总结
近年来,随着气候变化的加剧,旱灾频发,给农作物生产带来了巨大的挑战。
作为我国主要粮食作物之一,玉米的抗旱工作显得尤为重要。
在政府和科研机构的支持下,我国在玉米抗旱工作方面取得了一系列重要成果。
首先,通过品种改良,我国玉米的抗旱性得到了显著提高。
科研人员通过选育
抗旱品种,不断提高玉米的抗旱能力。
同时,利用现代基因工程技术,成功培育出一系列抗旱转基因玉米品种,为玉米抗旱工作注入了新的活力。
其次,加强土壤水分管理,也是玉米抗旱工作的重要一环。
科研人员通过研究
土壤水分的运移规律,制定了科学的灌溉技术和水肥一体化技术,有效提高了土壤水分的利用效率,为玉米的抗旱生长提供了有力支持。
此外,农民的技术培训和科普宣传也是玉米抗旱工作的重要一环。
政府和农业
部门通过开展各种形式的培训和宣传活动,提高了农民的抗旱意识,使他们更加注重科学的种植管理,从而提高了玉米的抗旱能力。
总的来说,我国在玉米抗旱工作方面取得了显著成绩,但仍然面临着许多挑战。
未来,我们需要进一步加大科研投入,不断提高玉米的抗旱能力,同时加强农民的技术培训和科普宣传,共同推动我国玉米抗旱工作取得更大的成就。
希望在不久的将来,我国玉米的抗旱能力能够得到进一步提升,为保障粮食安全做出更大的贡献。
中国东北三省玉米对气候的时空响应研究
中国东北三省玉米摘要:东北三省区域是中国的粮仓,玉米产量约占全国的30%,随着气候的变化,研究玉米对气候变化的响应十分重要,但目前缺少东北玉米对气候因素响应的时空分析研究。
针对该问题,该文结合温度、降水、风速、玉米的日光诱导叶绿素荧光(SIF)和产量从空间与时间两个维度探讨东北三省玉米在多气候变量下的时空响应。
结果表明:(1)中国东北区域玉米种植区生长期(4-10月)的温度呈现每年上升0.03℃,风速下降0.01m/s,而降水变化波动较大;(2)从1982年到2014年,随着气候的变化以及种植方式的改变和优秀品种的选择,东北三省玉米种植区近98%的区域玉米产量呈现增加趋势;(3)通过在时空维度上的偏相关性分析表明,温度是玉米产量增加的主要气候因素,而玉米对降水的需求不大,几乎不影响产量的变化趋势,风对玉米的产量呈现负影响,仅小部分区域阻碍玉米产量的增加。
关键词:玉米产量;日光诱导叶绿素荧光(SIF);时空响应;气候变化李志伟间两个维度探讨中国东北三省区域玉米对气候变化的响应特征,揭示在气候变化下,玉米种植区的SIF 和产量变化的原因,为制定和实施气候变化适应对策提供科学参考。
1 数据与方法1.1 TROPOMI 的SIF 数据本研究使用TROPOMI 的SIF 数据[8],并对数据进行处理得到2001—2018年的空间分辨率0.5°,时间分辨率是月,以匹配其他数据集。
1.2 玉米作物数据全球历史产量数据集(GDHYv1.2+v1.3)提供了1981-2016年期间全球主要作物0.5度网格单元产量估计的年度时间序列数据[9]。
本研究使用从1982—2014年间的玉米产量,空间分辨率是0.5°,并通过掩膜提取出中国东北三省区域的数据。
1.3 气象与辐射数据温度、降水:本文使用的温度、降水数据来自气候研究室(CRU)的TS4.04版本,空间分辨率为0.5°,时间分辨率一个月[10]。
气候变化背景下东北地区春玉米生育期变化分析
气候变化背景下东北地区春玉米生育期变化分析气候变化是当前全球范围内的重要问题之一,而东北地区作为我国的粮食生产重要区域之一,对气候变化的适应与应对具有重要意义。
本文将重点分析气候变化背景下东北地区春玉米生育期的变化情况。
春玉米是东北地区的重要农作物之一,其生长发育受气候影响较大。
气候变化引起的温度和降水变化将直接影响春玉米生育期的长度和发育速度。
根据历史数据和气象观测,我们可以发现气候变化对东北地区春玉米生育期的影响主要体现在以下几个方面:气候变暖导致春玉米生育期提前。
随着气候变暖,春季来临的时间比以往年份更早,这使得春玉米种植的时间提前。
温度升高也促进了春玉米的生长发育,使其生育期缩短,从而提前进入成熟期。
研究表明,近几十年来,东北地区春玉米的生育期平均提前了近10天。
降水变化对春玉米生育期的影响较大。
气候变化导致东北地区降水量和分布发生变化,降水频率和降水量不稳定,给春玉米的生长带来一定的不确定性。
降水不足会导致春玉米生长受限,生育期延长,影响产量和品质;降水过多则可能引起水浸和根部窒息,同样会对春玉米的生长产生不利影响。
东北地区春玉米的生育期变化与降水变化密切相关。
随着全球气候变化的不断加剧,极端天气事件频发,如暴雨、干旱、高温等,给春玉米的生长和发育带来更大的挑战。
极端天气事件对春玉米生育期的影响不容忽视,它们可能引起春玉米生育期的延长、抗旱性减弱、病虫害增加等问题,从而对传统的种植模式和技术产生影响,需要采取相应的调控措施以应对。
气候变化对东北地区春玉米生育期的影响主要表现为提前、延长和不稳定。
为了适应气候变化,农业生产者需要调整种植时间和品种选择,科学合理利用水资源,提高抗旱能力,加强病虫害防控,以适应气候变化对春玉米生长发育的影响。
政府部门也需要加大对气候变化的研究和监测力度,制定相应的政策和措施,提供技术支持和指导,促进农业可持续发展。
浅谈干旱对玉米生长发育的影响及避旱措施
浅谈干旱对玉米生长发育的影响及避旱措施作者:孙汉玉来源:《农民致富之友(上半月)》 2019年第5期玉米属喜温作物,适应性强,种植区域广泛,是黑龙江省主要粮食作物,但玉米怕旱又怕涝,在抗旱耐旱能力方面,玉米算是农作物当中受干旱影响最明显的一种。
干旱分春旱、夏旱、伏旱,对玉米生长发育和产量影响非常大,严重时甚至会导致玉米绝收,已成为制约玉米产量提高的主要影响因素,干旱尤以夏旱影响严重,夏季温度高,农民俗称五天一小旱,十天一大旱,也正值玉米生长旺盛,需要的水分最多的时期,如果旱情得到缓解,即使植株恢复生长,也会出现恋青,或生成无效穗,因此,了解并掌握干旱对玉米的影响,及时采取相应的避旱措施,对指导玉米生产、提高玉米产量很有必要。
1干旱对玉米生长发育的影响持续性的干旱会对玉米的生长发育造成一定的制约,直接干扰玉米的各项生理指标,迫使玉米生育进程中各种生理生化反应加速,缩短玉米的生长周期,提前加速发育、提前进入成熟,造成果穗明显变小、干物质积累减少,最终导致玉米品质和产量大幅下降。
玉米外观表现:干旱导致叶片失水而出现萎蔫,光合作用降低;株高明显受到抑制;果穗穗长变短,果粒数减少。
1.1苗期干旱:玉米植株生长缓慢,抑制了玉米的生长速率,使发育期显著延迟;叶片萎蔫、发黄,进行光合作用的绿叶面积减少;茎秆细小,即使后期雨水调和,形成粗壮茎秆孕育大穗的几率也几乎不可能。
1.2喇叭口期干旱:雌穗发育缓慢,穗上部退化形成半截穗,干旱严重时雌穗败育,形成空穗植株。
1.3拔节至抽穗期干旱:导致发育期明显缩短,促进玉米早熟。
此期玉米植株茎叶生长迅速,雌雄穗不断分化,是玉米需水的关键时期,干旱阻碍玉米雌雄穗分化,使雌雄穗抽出时间间隔长或不能抽出,雌雄穗发育不协调,致花期不遇,授粉不良,形成花籽粒,穗长变短、穗粒数和穗重明显降低,造成玉米穗小、稀粒、秃顶甚至空杆而最终导致玉米严重减产。
1.4授粉期干旱:花粉粒保水力弱,活力通常只能保持5~6小时,之后活力显著下降,24小时以后完全丧失活力,玉米抽穗授粉期干旱,玉米抽穗提前,雌穗吐丝时间延长,影响授粉,花粉容易失水干瘪,活力下降或丧失活力而不能授粉,花粉因寿命缩短导致受精不完全或错过授粉期,导致籽粒干瘪,形成稀粒棒或空棒,玉米植株产量降低,可减产50-80%,俗话说:“苗干不算干,花干断饮烟”就是这个道理。
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应用气象学报JOURNAL OF APPLIED METEOROLOGICAL SCIENCE 第30卷第1期2019年1月Vol. 30, No. 1January 2019宋艳玲,王建林•田靳峰,等.气象干旱指数在东北春玉米干旱监测中的改进.应用气象学报,2019,30(1 ):25-34.DOI : 10. 11898/1001-7313. 20190103气象干旱指数在东北春玉米干旱监测中的改进宋艳玲"王建林小田靳峰"彭明喜3"(中国气象科学研究院,北京100081)「(宁夏回族自治区气象局,银川750002)纺(德国基尔大学,基尔24118)"(中国农业大学,北京100094)摘 要利用土壤相对湿度数据和县级春玉米单产数据’在气象干旱指数SWAP( standardized weighted average of pre-cipiiation)的基础上•研究我国东北地区春玉米受干旱影响的界限指标•结果表明:SWAP 在春玉米播种-出苗期低 于一0.9•出苗-拔节期低于一 1.0,拔节-抽穗期低于一1.2・抽穗-乳熟期低于一0.7时•土壤相对湿度偏低•即气象干 旱一般为中旱时,不利于春玉米生长。
以此构建春玉米干旱指数•对比我国东北地区春玉米干旱指数与省级农作物干旱受灾面积的关系•发现两者相关关系显著•尤其在典型干旱年份•两者对应关系更好•说明构建的东北地区春玉米干旱指数能够较好地反映干旱对春玉米的实际影响。
利用东北地区县级春玉米单产数据对春玉米干旱指数进行等级划分,划分结果可为东北地区春玉米防旱减灾和安全生产提供参考。
关键词:东北地区;气象干旱指数;土壤相对湿度;春玉米干旱指数引言玉米是我国三大粮食作物(水稻、小麦、玉米)之 一,2015年我国玉米种植面积达到3. 8X 107 hm 2, 占全球的20.9%,总产量达到2. 25 X 107 t [1 .占全球的22.2%,无论种植面积还是总产在全球都占举 足轻重的位置除内蒙古西部、青海、四川西北 部、西藏没有种植外,我国大部地区广泛种植玉米。
近50年来,受品种改良、施肥和耕种措施改进等影响.我国玉米单产增加4倍左右":。
虽然我国玉米产量大幅增加.但我国气象灾害严童小,干旱、低 温等农业气象灾害制约着农业稳产高产,大范围长时间干旱经常造成玉米严重减产。
我国是世界上气象灾害最为频繁的国家之一, 特别是20世纪80年代以来,大范围干旱频繁发生,给农业生产和国民经济造成了重大损失。
如2000年我国北方干旱范围广.持续时间长.旱情严重,全 国累计受旱面积4. 01X 107 hm 2,成灾面积2. 67 X2018-10-22 收到,2018-12-07 收到再改稿。
资助项11 :国家重点研究发展计划(2017YFC1502402,2018YFC1505605) 107 hnf 。
2014年7-8月辽宁、吉林干旱严重.部分作物干枯死亡.春玉米生产影响最重,占受灾作 物的 80%'13。
干旱作为全球主要气象灾害之一,有关干旱指数和干旱规律的研究受到广泛关注。
目前全球关于 干旱指数研究主要分为3类:气象干旱指数、农业干旱指数和水文干旱指数。
1993年McKee 等研发 了气象干旱指数 SPI( standardized precipitation in dex),2009 年世界气象组织(WMO)向全球推荐使用该指数":。
2009年Lu"6-对SPI 进行了改进.形 成气象干旱指数 SWAP( standardize weighted aver age of precipitation) .SWAP 是在 SPI 基础上,考虑前期降水时加入了衰减系数.即首先对某一时段降水量进行加权累积.然后对权重累积的降水量进行 标准化处理.使之更加合理。
Vicente-Serrano 等"研发了气象干旱指数 SPEI ( standardized precipita tion evapotranspiration index).该指数不仅考虑了降水影响.还考虑了蒸发影响。
Palmer ,s 研发了气 象干旱指数 PDSI(palmer drought severity index),,公益性 f 亍业(气象)科研专项(GYHY201506019,G YHY201506001-6)通信作者・邮箱:wangjl@26应用气象学报第30卷PDSI既可以监测气象干旱.也可以监测水文干旱和农业干旱。
Palmer L,si还在PDSI指数的基础上研发了Z指数.Z指数经常用来比较不同时段的干旱,也用来计算干旱结束的时间。
国际上农业干旱主要有土壤湿度指数和卫星遥感指数。
Bergman等1988年研发了SMA(soil moisture anomaly)指数. SMA指数能够反映土壤干湿情况.可以用来评估干旱对作物影响。
Woli等;研发了农业干旱参考指数AR1D(agricultural reference index for drought). ARID利用水分胁迫和作物模型计算干旱对农作物的影响.该指数由于输入变量多.计算复杂,无法大范围推广使用.目前这一指数仅美国部分地区使用。
Meyer等山研发了农业干旱指数CSDKcrop specific drought index).该指数用于评估干旱对作物产量影响。
此外,卫星遥感指数也用来监测评估农业干旱.1984年Tarpley等二提岀干旱指数NDV1 (normalized difference vegetation index).该指数输入数据为NOAA卫星遥感数据.但卫星遥感数据序列较短。
我国近几年也围绕干旱指数展开研究. 2009年吕厚荃等®研发了作物水分亏缺距平指数(CWDI).张存杰等”在气象干旱指数('I的基础上,研发了一种气象干旱指数MC1,目前这两种指数均在中国气象局业务中广泛使用。
MCI-般仅考虑降水和气温,需要输入的变量较少•计算简便.但缺点是干旱等级的划分是根据百分位数法.缺乏理论根据.没有实际意义.有时气象干旱发生,并不能代表农业、水文和生态发生干旱。
农业干旱指数需要输入的变量包括降水、气温等气象要素,但也需要土壤、农作物等信息.不易计算.且大多数农业干旱指数不能反映农作物减产情况。
因此.本文拟在气象干旱指数SWAP的基础上.利用土壤相对湿度数据,在春玉米种植区研究春玉米干旱界限指标.构建春玉米干旱指数h”.并利用县级春玉米产量数据,对春玉米干旱指数/期进行等级划分.以便使该指数能够真实反映春玉米减产情况。
1数据与方法1.1数据本研究所用数据包括气象站数据、农业气象站数据、农业农村部县级春玉米单产数据及省级农作物干旱受灾面积数据。
气象站数据和农业气象站数据均来自国家气象信息中心。
气象站数据包括东北地区(黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古东部)260个站1961-2017年逐日降水数据.剔除非春玉米种植区及数据质量不合格站点.选取210个站.这些站具有1961-2017年57年的完整序列数据,每年的数据缺失率少于5% (图1)。
农业气象站数据为19912009年土壤相对湿度和春玉米生育期,土壤相对湿度为每月3日、8日,13日、18日、23日和28日10cm以及20cm 深度观测数据。
春玉米生育期为逐旬观测.包括播种期、出苗期、三叶期、匕叶期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期、乳熟期和成熟期。
春玉米单产和灾情数据来自农业农村部.为黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古东部各县1961-2016年春玉米单产数据和19612016年省级农作物干旱受灾面积。
图1东北地区气象站分布Fig.1Meteorological stations in Northeast China1.2计算方法1.2.1气象干旱指数SWAP计算方法2009年世界气象组织(WMO)向全球推荐使用SPI".Lu11考虑前期降水对干旱指数影响的衰减作用,提出了改进的气象干旱指数SWAP,使其更加客观合理。
SWAP在SP1的基础上.引入WAP (weighted average of precipitation)指数,WAP基于以下物理模型:d/(z)/dr=-bf(D+P(t),(1)第1期宋艳玲等:气象干旱指数在东北春玉米干乍监测中的改进27通过该物理模型描述干旱程度(/(/))的变化。
其中"为时间;一好")考虑了径流、蒸散、渗透等因素的干旱程度衰减项』>0;P(/)为降水量。
式(1)可简化为.VWw=(1-a)刀a"P”。
(2)w=0式(2)中.Ww为权重累积降水量,N为某一时段日数.a为贡献参数.P”为距离当日前第»天的降水量。
对W w指数进行标准化处理得到标准化指数SWAP.SWAP详细计算方法见文献口6]。
根据张强等「川气象干旱等级划分方法.将SWAP划分为4个等级标准(表1)。
表1气象干旱指数SWAP等级划分Table1The classification of SWAP等级类型SWAP1轻旱(—1.0,—0.5]2中旱(一1.5・一1.0]3重旱(—2.0,—1.5]4特旱(—亠•一2.0]1.2.2春玉米干旱指数计算方法气象干旱指数SWAP是利用前期降水计算干旱指数.越早期降水对当前干旱作用越小。
在干旱等级划分时-SWAP根据百分率划分.未考虑农作物生长的实际情况.利用SWAP监测有干旱发生时•农作物不一定受旱。
因此.本研究在SWAP的基础上.考虑春玉米不同生育期的需水情况、抗旱能力和土壤水分状况,构建春玉米干旱指数I md<4Rin=—A*X A dj o(3)式(3)中为春玉米全生育期干旱指数,A*为春玉米播种-出苗、出苗-拔节、拔节-抽穗、抽穗-乳熟4个生育期的干旱指数,A*为4个生育期干旱对春玉米生长影响系数。
出苗期春玉米生长需水量较小.干旱对春玉米生长影响较小.但进入拔节期后.春玉米需水量大,干旱可以严重影响春玉米产量。
A t=(4)式(4)中.W*分别为春玉米不同生育期的需水量.W 为春玉米全生育期需水量/=1,2,3.4.代表春玉米4个生育期。
儿的大小反映了春玉米不同生育期干旱对产量的影响大小。
皿=Es w a p;,S wap;V S wap”。
(5)7=1式(5)中.Swm为逐日气象干旱指数.Sww”为根据土壤相对湿度确定的春玉米发生干旱时的Swm界限值."为某一生育期的日数。
2结果分析2.1春玉米干旱界限划分方法利用土壤相对湿度与SWAP的相关关系.研究春玉米播种-出苗期、出苗-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-乳熟期各阶段春玉米干旱指标界限。