玉米主要氣象災害評估與策略

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結果分析

玉米氣象產量與生長季降水量的關系圖2是玉米氣象產量和生長季降水量、溫度的標準化變化曲線圖，縱坐標軸為三者的標準化指數?？梢钥闯?，①玉米氣象產量與降水量的變化趨勢一致率較高，相關系數0.48，通過了0.01的信度檢驗。如1990—1998年降水量偏多，除1996年外降水量的標準化指數都大于0.5，對應的玉米氣象產量曲線達到最高峰。之后自1999年開始干旱，玉米氣象產量呈相對減少趨勢。②氣象產量與生長季降水量的時間分布有關。雖然1969年生長季降水量402mm，比歷年偏多，但降水量都集中在8月份，8月份降水量比歷年偏多123％，而4—7月份連續4個月降水量偏少，干旱嚴重，因此造成減產，氣象產量為-216.8kg/hm2。說明干旱是玉米減產的主要氣象災害。③氣象產量在20世紀90年代以前變化幅度較小，90年代后變化幅度較大。說明隨著科技產量的增加，氣候對玉米產量的影響幅度也增大了，這也是重視氣候研究的意義所在。④生長季降水量異常偏多的年份對應的氣象產量多正值。按照澇年的標準（5—9月間任意一個旬的累積降水量在140～180mm之間或任意連續兩個旬的累積降水量大于180mm，為澇年），1979、1985、1994年和1998年是澇年，但都是增產年。事實說明，對于干旱和半干旱地區，降水偏多有利于玉米增產增收。玉米氣象產量與生長季溫度的關系圖2中玉米氣象產量與生長季溫度的關系經歷兩個不同的變化時段。1961—1986年這段時間二者的變化趨勢以正相關為主，1987—2011年以負相關為主。逐年滑動相關系數的變化也證明了這一點，1961—1986年26a的相關系數0.32，達到最大值，之后呈減小趨勢，51a的相關系數減小為0.05。原因分析：①二者的實際關系屬于二者不存在數學上的統計關系，但卻存在內在一種關聯，即灰色關聯[11]。51a來生長季平均氣溫變化存在三個階段，20世紀60年代平均16.1℃，70年代平均15.9℃，80年代平均16.4℃，90年代平均16.5℃，2001—2011年平均16.8℃。60—70年代溫度變化平穩,80—90年代呈升溫趨勢,之后升溫顯著。研究表明，春季（4—5月）和秋季（9—10月）升溫相對明顯，而夏季升溫現象不明顯。春季和秋季的氣候變暖，使得熱量增加[12]，霜凍災害減少，有利玉米生長，這就使得溫度的作用沒有凸現出來。②另一個原因是溫度與降水量本身具有負相關和不同步的趨勢。90年代降水量偏多，氣象產量增加，溫度的關系相對不顯著；21世紀初，溫度偏高，但降水量偏少，造成氣象減產，導致氣象產量與溫度在數學關系上的負相關。這也說明了90年代以前，玉米氣象產量與低溫冷害關系明顯，隨著氣候變暖，低溫冷害發生的頻率減少，災害相對較輕。玉米干旱、低溫冷害氣象災害評估干旱、低溫冷害氣象災害指標考慮到玉米需水過程與降水過程不同步引發的干旱，稱階段性干旱。比如旱災發生在玉米的播種期（4—5月），會造成缺苗；發生在玉米水分臨界期會影響雄花正常發育（6—7月）；發生在玉米抽穗—成熟期（8—9月）也會造成減產。由于區域、對象、側重點不同，考慮干旱的指標也各不相同[13]。本文針對玉米的實際減產率,把降水分成若干個時間段進行試驗擬合，最后選擇4—5、6—7月和8—9月三個時間段的降水量負距平百分率和△R，建立松山區玉米減產率干旱強度指數(見表1)。根據分析結論，同樣階段性低溫也會造成玉米減產。分析4—5、6—7、8—9月溫度，選擇這三個時間段的溫度負距平和△T，對應玉米減產率的變化建立低溫冷害強度指數。玉米的減產率等于氣象產量除以趨勢產量的絕對值(見表1)。統計表明，51a來玉米減產率為特災年的頻數是1a，出現在2000年，減產率-31.7%。重災年的頻數是3a，中災年的頻數是10a，輕災年的頻數是10a。這符合當地的實際氣候特點，同時也符合《氣象干旱等級》國家標準GB/T20481—2006中對干旱等級規定的統計概率：中旱相當于10年一遇，重旱相當于20年一遇，特旱相當于50年一遇。干旱、低溫冷害氣象災害評估根據災害指標，為了評估干旱、低溫冷害及二者同時發生時的災害情況，首先剔除低溫冷害的中災年，即△T＜-2.0℃的年份，共12a，剩余年份認為玉米減產率是由于干旱導致的。統計表明，當△R≤-85%時，平均減產率-10.1%。51a氣象減產量和為-15234.0kg/hm2，其中由干旱造成的氣象減產量和為-11676.8kg/hm2，占總減產量的76.6%。在低溫造成災害標準中，△T＜-2.0℃以下的年份共8a，剔除其中當△R≤-50%的輕度干旱年后，其余年份認為是低溫造成的減產，平均減產-5.1%，最大值是1962年-22.9%。剔除△T<-3.0℃的年份和剔除△R≤-50%的輕度干旱年，剩余的當然就是干旱和低溫同時發生的年份。統計得出兩種災害同時發生時，平均減產率-1.0%。干旱和低溫同時發生的年份的平均減產率低的原因是：在這6a當中（1965、1980、1986、1991、1969、1995年），兩個指標都是符合輕度干旱，沒有中旱及以上強度的旱年，因此減產率小。當然糧食產量還受到冰雹、大風等氣象災害和其他復雜因素的影響。

應對玉米主要氣象災害的對策

針對玉米的主要氣象災害———旱災，松山區近年來大力發展全膜玉米覆蓋技術和膜下滴灌技術約7×103hm2，增產顯著。這種措施，一是有效利用了水利資源，解決了旱災造成的玉米減產，使得旱作農業區玉米產量穩定；同時保溫效果好，能最大限度地預防低溫冷害。實踐證明，該措施有效預防干旱和低溫冷害，增產增收，是未來發展的主要趨勢。選擇優良的抗旱抗低溫的玉米品種，采取測土配方施肥、地膜覆蓋、病蟲害的預防和及時防治等措施，都是減輕玉米氣象災害的關鍵環節。

①1961—2011年51a來玉米氣象產量與生長季水熱分布有關。氣候變暖有利于玉米產量增加。②隨著科技產量的增加，氣候對玉米產量的影響幅度呈增加的趨勢，表現在玉米氣象產量的變率增大。③生長季的降水量及其時空分布是影響玉米產量的主要氣候因素，旱災是主要的氣候災害，占總災害損失的76.6%。到目前為止，降水偏多年是有利玉米增產的，而澇災對玉米減產現象不明顯。④階段性低溫冷害是造成玉米減產的又一個主要氣候因素。隨著氣候變暖,無霜期延長,有利于玉米增產。⑤針對本地區的氣候特點和玉米對氣候條件的需求，節水保溫類措施是提高玉米產量和可持續發展的主要途徑。

本文作者：程玉琴曹艷芳張少文徐振宇工作單位：赤峰市氣象局