玉米主要?dú)庀鬄?zāi)害評估與策略

時(shí)間:2022-03-09 02:47:25

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玉米主要?dú)庀鬄?zāi)害評估與策略

結(jié)果分析

玉米氣象產(chǎn)量與生長季降水量的關(guān)系圖2是玉米氣象產(chǎn)量和生長季降水量、溫度的標(biāo)準(zhǔn)化變化曲線圖,縱坐標(biāo)軸為三者的標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)。可以看出,①玉米氣象產(chǎn)量與降水量的變化趨勢一致率較高,相關(guān)系數(shù)0.48,通過了0.01的信度檢驗(yàn)。如1990—1998年降水量偏多,除1996年外降水量的標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)都大于0.5,對應(yīng)的玉米氣象產(chǎn)量曲線達(dá)到最高峰。之后自1999年開始干旱,玉米氣象產(chǎn)量呈相對減少趨勢。②氣象產(chǎn)量與生長季降水量的時(shí)間分布有關(guān)。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(xù)4個(gè)月降水量偏少,干旱嚴(yán)重,因此造成減產(chǎn),氣象產(chǎn)量為-216.8kg/hm2。說明干旱是玉米減產(chǎn)的主要氣象災(zāi)害。③氣象產(chǎn)量在20世紀(jì)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(chǎn)量的增加,氣候?qū)τ衩桩a(chǎn)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(yīng)的氣象產(chǎn)量多正值。按照澇年的標(biāo)準(zhǔn)(5—9月間任意一個(gè)旬的累積降水量在140~180mm之間或任意連續(xù)兩個(gè)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(chǎn)年。事實(shí)說明,對于干旱和半干旱地區(qū),降水偏多有利于玉米增產(chǎn)增收。玉米氣象產(chǎn)量與生長季溫度的關(guān)系圖2中玉米氣象產(chǎn)量與生長季溫度的關(guān)系經(jīng)歷兩個(gè)不同的變化時(shí)段。1961—1986年這段時(shí)間二者的變化趨勢以正相關(guān)為主,1987—2011年以負(fù)相關(guān)為主。逐年滑動(dòng)相關(guān)系數(shù)的變化也證明了這一點(diǎn),1961—1986年26a的相關(guān)系數(shù)0.32,達(dá)到最大值,之后呈減小趨勢,51a的相關(guān)系數(shù)減小為0.05。原因分析:①二者的實(shí)際關(guān)系屬于二者不存在數(shù)學(xué)上的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,但卻存在內(nèi)在一種關(guān)聯(lián),即灰色關(guān)聯(lián)[11]。51a來生長季平均氣溫變化存在三個(gè)階段,20世紀(jì)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(wěn),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(xiàn)象不明顯。春季和秋季的氣候變暖,使得熱量增加[12],霜凍災(zāi)害減少,有利玉米生長,這就使得溫度的作用沒有凸現(xiàn)出來。②另一個(gè)原因是溫度與降水量本身具有負(fù)相關(guān)和不同步的趨勢。90年代降水量偏多,氣象產(chǎn)量增加,溫度的關(guān)系相對不顯著;21世紀(jì)初,溫度偏高,但降水量偏少,造成氣象減產(chǎn),導(dǎo)致氣象產(chǎn)量與溫度在數(shù)學(xué)關(guān)系上的負(fù)相關(guān)。這也說明了90年代以前,玉米氣象產(chǎn)量與低溫冷害關(guān)系明顯,隨著氣候變暖,低溫冷害發(fā)生的頻率減少,災(zāi)害相對較輕。玉米干旱、低溫冷害氣象災(zāi)害評估干旱、低溫冷害氣象災(zāi)害指標(biāo)考慮到玉米需水過程與降水過程不同步引發(fā)的干旱,稱階段性干旱。比如旱災(zāi)發(fā)生在玉米的播種期(4—5月),會造成缺苗;發(fā)生在玉米水分臨界期會影響雄花正常發(fā)育(6—7月);發(fā)生在玉米抽穗—成熟期(8—9月)也會造成減產(chǎn)。由于區(qū)域、對象、側(cè)重點(diǎn)不同,考慮干旱的指標(biāo)也各不相同[13]。本文針對玉米的實(shí)際減產(chǎn)率,把降水分成若干個(gè)時(shí)間段進(jìn)行試驗(yàn)擬合,最后選擇4—5、6—7月和8—9月三個(gè)時(shí)間段的降水量負(fù)距平百分率和△R,建立松山區(qū)玉米減產(chǎn)率干旱強(qiáng)度指數(shù)(見表1)。根據(jù)分析結(jié)論,同樣階段性低溫也會造成玉米減產(chǎn)。分析4—5、6—7、8—9月溫度,選擇這三個(gè)時(shí)間段的溫度負(fù)距平和△T,對應(yīng)玉米減產(chǎn)率的變化建立低溫冷害強(qiáng)度指數(shù)。玉米的減產(chǎn)率等于氣象產(chǎn)量除以趨勢產(chǎn)量的絕對值(見表1)。統(tǒng)計(jì)表明,51a來玉米減產(chǎn)率為特災(zāi)年的頻數(shù)是1a,出現(xiàn)在2000年,減產(chǎn)率-31.7%。重災(zāi)年的頻數(shù)是3a,中災(zāi)年的頻數(shù)是10a,輕災(zāi)年的頻數(shù)是10a。這符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣候特點(diǎn),同時(shí)也符合《氣象干旱等級》國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20481—2006中對干旱等級規(guī)定的統(tǒng)計(jì)概率:中旱相當(dāng)于10年一遇,重旱相當(dāng)于20年一遇,特旱相當(dāng)于50年一遇。干旱、低溫冷害氣象災(zāi)害評估根據(jù)災(zāi)害指標(biāo),為了評估干旱、低溫冷害及二者同時(shí)發(fā)生時(shí)的災(zāi)害情況,首先剔除低溫冷害的中災(zāi)年,即△T<-2.0℃的年份,共12a,剩余年份認(rèn)為玉米減產(chǎn)率是由于干旱導(dǎo)致的。統(tǒng)計(jì)表明,當(dāng)△R≤-85%時(shí),平均減產(chǎn)率-10.1%。51a氣象減產(chǎn)量和為-15234.0kg/hm2,其中由干旱造成的氣象減產(chǎn)量和為-11676.8kg/hm2,占總減產(chǎn)量的76.6%。在低溫造成災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)中,△T<-2.0℃以下的年份共8a,剔除其中當(dāng)△R≤-50%的輕度干旱年后,其余年份認(rèn)為是低溫造成的減產(chǎn),平均減產(chǎn)-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(dāng)然就是干旱和低溫同時(shí)發(fā)生的年份。統(tǒng)計(jì)得出兩種災(zāi)害同時(shí)發(fā)生時(shí),平均減產(chǎn)率-1.0%。干旱和低溫同時(shí)發(fā)生的年份的平均減產(chǎn)率低的原因是:在這6a當(dāng)中(1965、1980、1986、1991、1969、1995年),兩個(gè)指標(biāo)都是符合輕度干旱,沒有中旱及以上強(qiáng)度的旱年,因此減產(chǎn)率小。當(dāng)然糧食產(chǎn)量還受到冰雹、大風(fēng)等氣象災(zāi)害和其他復(fù)雜因素的影響。

應(yīng)對玉米主要?dú)庀鬄?zāi)害的對策

針對玉米的主要?dú)庀鬄?zāi)害———旱災(zāi),松山區(qū)近年來大力發(fā)展全膜玉米覆蓋技術(shù)和膜下滴灌技術(shù)約7×103hm2,增產(chǎn)顯著。這種措施,一是有效利用了水利資源,解決了旱災(zāi)造成的玉米減產(chǎn),使得旱作農(nóng)業(yè)區(qū)玉米產(chǎn)量穩(wěn)定;同時(shí)保溫效果好,能最大限度地預(yù)防低溫冷害。實(shí)踐證明,該措施有效預(yù)防干旱和低溫冷害,增產(chǎn)增收,是未來發(fā)展的主要趨勢。選擇優(yōu)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(yù)防和及時(shí)防治等措施,都是減輕玉米氣象災(zāi)害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

①1961—2011年51a來玉米氣象產(chǎn)量與生長季水熱分布有關(guān)。氣候變暖有利于玉米產(chǎn)量增加。②隨著科技產(chǎn)量的增加,氣候?qū)τ衩桩a(chǎn)量的影響幅度呈增加的趨勢,表現(xiàn)在玉米氣象產(chǎn)量的變率增大。③生長季的降水量及其時(shí)空分布是影響玉米產(chǎn)量的主要?dú)夂蛞蛩?,旱?zāi)是主要的氣候?yàn)?zāi)害,占總災(zāi)害損失的76.6%。到目前為止,降水偏多年是有利玉米增產(chǎn)的,而澇災(zāi)對玉米減產(chǎn)現(xiàn)象不明顯。④階段性低溫冷害是造成玉米減產(chǎn)的又一個(gè)主要?dú)夂蛞蛩?。隨著氣候變暖,無霜期延長,有利于玉米增產(chǎn)。⑤針對本地區(qū)的氣候特點(diǎn)和玉米對氣候條件的需求,節(jié)水保溫類措施是提高玉米產(chǎn)量和可持續(xù)發(fā)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