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本溪山区玉米生育期旱涝评估方法研究

丁伟

摘要    运用产量水分指数、水分指数百分位方法作为玉米旱涝评估模型，对本溪市山区玉米主要生育期旱涝程度进行了评估。结果表明，玉米全生育期旱涝变化与各生育期旱涝程度并非一致变化。本溪山区多年平均降水量为780 mm，最多年份达1 200 mm（2010年），最少年份为540 mm（1985年）。1958—2017年玉米各生育期及全生育期，涝年9年，占15%;偏涝年6年，占10%;旱年9年，占15%;偏旱年6年，占10%;其余30 a为正常范围内波动，占50%。
关键词    玉米;生育期;旱涝评估;水分指数百分位法;本溪山区
    S513            A           1007-5739（2019）01-0012-02
Abstract    Using the yield water index and water index percentile method as the drought and flood assessment model，the drought and flood degree during corn growth period in Benxi mountainous area was evaluated. The results showed that variation of drought and flood in the whole growth period of corn was not consistent with that in each growth period. The average annual precipitation in Benxi Mountainous area was 780mm，the maximum precipitation was 1 200 mm（2010），and the minimum precipitation was 540 mm（1985）. Whole growth period and each growth period of corn from 1958 to 2017，flood occurred in 9 years，accounting for 15%;relative flood occurred in 6 years，accounting for 10%;drought occurred in 9 years，accounting for 15%;relative drought occurred in 6 years，accounting for 10%;the index fluctuated within normal range in the rest 30 years，accounting for 50%.
Key words    corn;growth period;drought and flood assessment;water index percentile method;Benxi mountainous area
玉米是本溪地區主要粮食作物，玉米产量的高低与本溪山区气候条件密切相关，而水分条件制约着玉米生长发育和产量的形成。本溪山区玉米生长季（5—9月）降水量在650 mm左右，基本上可以满足玉米生长发育的需要。但由于本溪山区降水时空分布不均，而且玉米不同生育期的需水量存在较大差异，每年会不同程度地发生阶段性旱涝，给玉米生长发育造成一定程度的影响。笔者利用本溪县气象局玉米物候观测和大气降水量资料，科学评估玉米各生育阶段的旱涝状况，以期为发挥山区气候资源优势提供科学的气象决策依据。
1    资料来源与方法
1.1    资料来源
选用本溪县气象局1958—2017年逐日的降水资料，物候观测资料为1980—2017年本溪县玉米观测资料。本文利用多年平均物候期来分析评价玉米生育期旱涝状况。
1.2    分析方法
1.2.1    产量水分指标。运用产量水分指数[1-2]作为玉米生育期旱涝评估模型，直接利用逐日大气降水量统计玉米各生育期水分的供需量。其评估模型为：
Y=∑RiKi
式中，Y为玉米水分指数，R为玉米第i个生育期间的降水量;K为玉米第i个生育期间的权重系数。i=1～5，分别代表玉米播种至出苗、出苗至拔节、拔节至抽雄、抽雄至成熟、全生育期等不同生育阶段。
玉米作物系数K提供了不同生育期间的权重系数。权重系数K是玉米生物学特征反映，玉米从出苗开始，随着玉米的生长，需水量在穗花期达到最大，此后逐渐减小。采用联合国粮农组织提供的K值[3]试验资料，并根据当地农业生产特点加以调整。
1.2.2    产量水分指数百分位。运用玉米水分指数（Y）评估水分条件来分析对玉米生长发育的影响，先计算Y值，并将Y值由小到大排序，计算其百分位，然后确定百分位等级，即旱涝指标[4-6]。玉米产量水分指数百分位计算表达式为：
M（%）=m/（n+1）×100
式中，M为玉米产量水分指数百分位，m为产量水分指数由小到大的排列序号（m=1～60），n为统计样本数量（n=60）。根据计算，确定了本溪山区玉米不同生育阶段的产量水分指数百分位并进行分级，M>85%为涝，75%
2    结果与分析
分析结果表明，水分分布的年代特征在每年中各个生育阶段状况是一致的。在1958—2017年中，旱年9年，偏旱年6年，偏涝年6年，涝年9年;各个生育阶段旱涝程度与全生育期旱涝程度变化不一致性。
2.1    播种至出苗
从1958—2017年的资料分析中得出，播种至出苗阶段偏旱年6年，占10%;旱年9年，占15%;偏涝年6年，占10%;涝年9年，占15%;其余30 a水分指数百分位正常范围波动，占50%。在60 a中，播种至出苗水分指数百分位最大为98.4%，出现在2016年;最小为1.6%，出现在1987年。变化幅度为96.8个百分位。由图1可以看出，20世纪80年代中期和90年代水分指数波动大，即旱涝出现频率高。1987年，由于该阶段无降水，产量水分指数为1.6%，是60 a中最旱的年份。
按照分级标准对播种至出苗旱涝年进行评估：旱年的年份有1964年、1974年、1978年、1987年、1988年、2003年、2007年、2012年、2017年;偏旱年的年份有1958年、1968年、1970年、1977年、1999年、2004年;偏涝年的年份有1961年、1976年、1986年、2010年、2014年、2015年;涝年的年份有1973年、1981年、1983年、1994年、1995年、1996年、2001年、2005年、2016年。
2.2    出苗至拔节
玉米从出苗至拔节水分指数百分位多年平均值为50%，水分指数百分位1982年最大，为98.4%;1993年最小，为1.6%。由图2可以看出，水分指数从20世纪60年代至21世纪初呈下降趋势变化;60年代最大，21世纪初最小。
按照分级标准对出苗至拔节旱涝年进行评估：旱年的年份有1966年、1976年、1992年、1993年、1996年、2002年、2009年、2015年、2017年;偏旱年的年份有1959年、1989年、2001年、2011年、2012年、2013年;偏澇年的年份有1964年、1971年、1975年、1981年、1987年、2007年;涝年的年份有1965年、1967年、1968年、1973年、1974年、1982年、1995年、1997年、2005年。
2.3    拔节至抽雄
拔节至抽雄水分指数百分位最大值为98.4%，出现在2005年;最小值为1.6%，发生在1972年。由图3可以看出，水分指数年代际呈波动性变化，20世纪80年代最大，为60.2%;以后为下降趋势，20世纪90年代最小，为40.7%。
按照分级标准对拔节至抽雄旱涝年进行评估：旱年的年份有1958年、1962年、1965年、1972年、1974年、1978年、1997年、1999年、2016年;偏旱年的年份有1969年、1992年、1996年、2003年、2004年、2017年;偏涝年的年份有1961年、1975年、1986年、1993年、2012年、2013年;涝年的年份有1963年、1966年、1973年、1981年、1985年、1995年、2001年、2005年、2006年。
2.4    抽雄至成熟
抽雄至成熟水分指数百分位在2010年出现最大值，为98.4%;1989年最小，为1.6%。由图4可以看出，水分指数在20世纪60—80年代为下降趋势，90年代略高于平均值，21世纪初降至最低。
按照分级标准对抽雄至成熟旱涝年进行评估：旱年的年份有1963年、1968年、1980年、1989年、2002年、2006年、2009年、2013年、2014年;偏旱年的年份有1979年、1981年、1983年、1987年、1999年、2004年;偏涝年的年份有1959年、1974年、1975年、1982年、1996年、2001年;涝年的年份有1960年、1964年、1970年、1971年、1985年、1986年、1995年、2010年、2012年。
2.5    全生育期
玉米整个生育期大多数年份中水分分布是正常的，但旱涝年会时有发生。水分指数百分位最大值出现在1964年，为98.4%;最小值出现在1972年，为1.6%。由图5可以看出，玉米全生育期不同生育阶段水分分布是不均衡的。20世纪60—70年代为下降趋势，80年代有所增加;随后又呈减小趋势变化，21世纪初降至最低。
按照分级标准对玉米全生育期旱涝年进行评估：旱年的年份有1972年、1978年、1989年、1999年、2002年、2003年、2004年、2009年、2017年;偏旱年的年份有1976年、1984年、（下转第19页）
1988年、1992年、1997年、2000年;偏涝年的年份有1959年、1967年、1970年、1975年、1982年、2001年;涝年的年份有1960年、1964年、1971年、1985年、1986年、1995年、2005年、2010年、2012年。
3    结论与讨论
分析结果表明，本溪山区多年平均降水量为780 mm，最多年份为1 200 mm（2010年），最少为540 mm（1985年）。1958—2017年玉米各生育期及全生育期，涝年9年，占15%;偏涝年6年，占10%;旱年9年，占15%;偏旱年6年，占10%;其余30 a为正常范围内波动，占50%。全生育期与各生育阶段的水分指数百分位变化为非一致性变化。不同生育阶段的水分状况是制约玉米生长发育和产量与品质形成的重要因子。水分指数百分位是一个随年代变化而增减的值，玉米每年的旱涝评估程度随着年代的变化也随之增减。
4    参考文献
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