海阳市近30年冬小麦干热风灾害特征分析

发表时间:2020/10/20   来源:《科学与技术》2020年6月17期   作者:孙振生 孙友文
[导读] 本文利用气候倾向率和M-K检验对海阳市30年(1989—2018)干热风日数资料进行了统计分析
        孙振生  孙友文
        海阳市气象局,山东 海阳 265400
        摘 要: 本文利用气候倾向率和M-K检验对海阳市30年(1989—2018)干热风日数资料进行了统计分析,根据小麦干热风灾害 等级(QX/T82-2019)标准调查在该时段发生的干热风日数、干热风天气过程以及干热风年型 。结果表明:小麦干热风多以轻干热风为主,年变化和年际变化都呈现阶段性振荡,其线性趋势呈缓慢下降趋势,突变点为2004年,且为直线上升到达最高值有下降。提出预防干热风的措施从农田小气候,技术和化肥防御方面着手,为降低干热风给小麦带来的危害提供参考。
        关键词:小麦干热风;时空特征;预防措施
引言
        干热风是指我国北方小麦生育后期出现的一种高温、低湿并伴有一定风力的农业气象灾害性天气。干热风在我国北方麦区经常发生,危害轻的年份,减产在10%以下,危害重的年份减产在10%~20%或20%以上,影响小麦生长发育,使千粒重明显下降,造成减产和品质降低。在小麦干热风研究中,国内许多学者做了大量的分析研究工作。干热风是海阳小麦高产、稳产的重要限制因子之一,积极做好干热风的预防工作,对于确保海阳小麦持续丰收具有重要意义。
1   干热风的气象指标及类型
1.1  干热风气象指标
        对于干热风危害的气象指标冬麦、春麦有所不同,地区之间也不一致,本文采用中国气象局 2019 年发布的气象行业标准《小麦干热风灾害等级》。采用日最高气温、14时空气相对湿度和14时风速组合。                         
1.2  干热风类型
        干热风主要分为高温低湿型、雨后青枯型、旱风型 3 种类型。高温低湿型在小麦扬花灌浆过程中都可能发生,多发生在开花后 20 d 左右至蜡熟期,气温突升,空气湿度骤降,并伴有较大风速。雨后青枯型发生在小麦成熟前 10 d 内,其特征是雨后猛晴,气温骤升,湿度剧降,造成小麦热枯逼熟。旱风型主要发生在新疆和西北黄土高原的多风地区,干旱年份出现较多,风速大、湿度低,并与一定高温配合,使叶片失水卷缩甚至撕裂破碎。海阳地区干热风主要是受小麦扬花灌浆期和乳熟期的影响,主要类型为高温低湿型,也是本文研究的重点。
2   资料与研究方法
2.1 资料
        根据有关资料研究,干热风对小麦影响的主要时段一般为小麦开花后20d至成熟期,文中选用海阳市大监站1988—2018年5月21日至6月10日,,选用逐日最高气温、14:00 相对湿度、14:00 风速三要素组合为分析依据气象观测资料。
2.2 研究方法
        采用Mann-Kendall突变检验法分析干热风日数的时间变化规律[2],UF和UB曲线的交点显示该序列在该时段发生突变。利用线性回归方法等分析干热风强度的年际变化趋势和气候倾向率,分析增长趋势特征等。
3   结果与分析
3.1 干热风日数年时空分布特征
   干热风的年日数反映的其强度和危害轻重的重要指标,干热风日数越多危害越大。从海阳市1988-2018年30年的资料中共有22个干热风日,平均每年0.7天。 其中轻干热风日为19天,重干热风日为3天,平均每年分别为0.9天和0.1天。从干热风的年变化曲线图可以看出,海阳市的年干热风日数呈现波动状态,且震荡频率较高,10波峰9波谷。30年中出现2天以上的干热风日数有5年,占总年份的17%,出现1天的有10年,占总年份的45%,未出现为16年,占总年份为53%。干热风日出现最多的年份为2001年,出现4天。干热风主要集中在5月中下旬,这期间刚好是小麦的乳熟和灌浆期,海阳市主要出现在5月下旬,出现日数为13天,占年总次数的59%,此时对小麦的产量影响最大。从线性趋势来看,气候倾向率为-0.0011/a,呈现下降趋势,但是下降趋势较缓慢。
   通过年代统计干热风日数分析来看,21世纪头10年干热风日数发生最多,总日数为10天,20世纪80年代出现日数最少,为1天,其次为90年代7天和2011年至2018年为4天,呈现两头少,中间多的特点。
3.2 干热风出现时间
   海阳市小麦灌浆期为5月中下旬,小麦收获期一般在6月上旬。根据根据干热风出现日数来看,5月中旬出现的日数最少仅为2天,占总天数的9%。其次为6月上旬为9天,占总天数的41%,5旬下旬出现的日数占总日数的比例最大,分别为11天占50%。此时也是小麦生长的关键时期,影响小麦产量的最大时期。
3.3 干热风日数的M-K突变检验
        利用Mann-Kendal突变检验法对1989-2018年海阳市小麦灌浆期到成熟期干热风日数通过计算绘成图4,根据显著性水平α=0.05,临界值 U0.05=±1.96。从UF干热风日数序列变化曲线来看,基本上都位于0刻度线以上,表明 30年来干热风日数呈现不断增加的趋势,并且在2017年达到高点,又开始呈现下降趋势。分析UF 和 UB 曲线发现,在2004年相交,说明2004年为突变点,交点不在 [-1.96,1.96] 的置信区间之外,没有通过临界检验。从突变点开始呈直线上升,到达顶峰又呈现直线下降的趋势。







           


图4   海阳市1988-2018年M-K检验变化曲线
4  小麦干热风预防措施
4.1 改善小麦灌浆时期的农田小气候
        实行林粮间作,降低风速,调节温度,增加空气湿度,使小麦灌浆速度增加,降低植株的蒸腾作用,增加土壤墒情,助根系扎深,从而有效改善农田小气候[5],防御干热风对小麦的危害,使其各项生理机能正常进行,有效的防止了小麦减产。
4.2 小麦技术防御
        一是根据当地的气候特点和栽培习惯,选用抗旱耐干热风品种,适时早播,避开干热风发生期,使小麦早成熟,使小麦的千粒重增加,从而提高产量。二是利用抗旱剂、氯化钙、万家宝和复方阿司匹林等拌种,使小麦增根、增孽,提高其吸水性和渗透性,增强干热风抵抗能力。三是合理灌溉。灌浆水在小麦灌浆初期(麦收前2-3周),调节农田水热状况,增强光合作用,有效推迟根系早衰,增加小麦抗干热风能力。
4.3 小麦化学防御
        合理施肥用堆肥、有机肥和磷肥,适当减少氮肥的施用,有利于保证植株所需的营养,改良土壤,增加土壤墒情。在小麦的灌浆期,干热风来临之前,采用一些化学药剂或化学制品对小麦进行叶面喷洒[6],可以调节小麦的新陈代谢,增强其自身的活力,改变体内的生化过程,提高对干热风的抗性,减轻干热风的危害。
5  小结
   (1)海阳市近30年干热风变化以0.0011/a的气候倾向率趋势下降,干热风以轻度的干热风为主。年际变化呈现明显的阶段性,21世纪前10年干热风日数最多,80年代干热风日数最少。干热风出现时间以5月下旬为最多。M-K检验分析看出,2004年为突变点,且从突变点开始呈现直线上升的趋势,达到顶峰又开始下降。
   (2)小麦的干热风防御应该从改善农田小气候、选种拌种合理灌溉技术提升和合理用肥化学药剂化学防御等方面着手,提高小麦干热的抵抗能力。
参考文献:
 [1]侯启,张勃,何航等.50 多年河西地区干热风事件时空变化特征[J].干旱区研究,2019,36(2):403-404.
 [2]楚夜风.65年来濮阳市冬小麦干热风灾害特征分析[J].河南农业,2018,9:61.

作者简介:孙振生(1962-),男,汉族,山东省海阳市人,大专,工程师,从事综合气象观测工作。
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