張曉艷　王麗麗　鄭紀(jì)業(yè)　唐研　王風(fēng)云　阮懷軍

摘要：本文從山東小麥生產(chǎn)的實(shí)際情況出發(fā)，從影響小麥生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害入手，對(duì)小麥旱災(zāi)、干熱風(fēng)、冷害等的指標(biāo)及等級(jí)進(jìn)行了綜合分析，為小麥災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)做準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：山東??；小麥；氣象災(zāi)害預(yù)警；指標(biāo)；規(guī)范

中圖分類(lèi)號(hào)：S42（252）：S512.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）05-0127-05

1適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了小麥各生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)因子的定義、表征指標(biāo)及其計(jì)算方法、等級(jí)劃分、數(shù)據(jù)采集的具體內(nèi)容等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于山東省小麥氣象災(zāi)害預(yù)警評(píng)估，黃淮海其他氣候相近地區(qū)可參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

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QX/T 81-2007 減產(chǎn)率 降水量距平百分率

3術(shù)語(yǔ)及定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)

指由于多種災(zāi)害因子造成的小麥區(qū)域產(chǎn)量低于預(yù)期正常產(chǎn)量所產(chǎn)生的隨機(jī)不確定性。

3.2最高溫度

一定時(shí)段內(nèi)空氣溫度的最高值，常用的有日最高溫度、月最高溫度和年極端最高溫度，單位均為攝氏度（℃）。

3.3相對(duì)濕度

在當(dāng)時(shí)溫度下空氣中實(shí)際水汽壓與飽和水汽壓的比值，單位為百分率（%）。

3.4風(fēng)速

空氣水平移動(dòng)所經(jīng)過(guò)的距離與其所用時(shí)間的比值，單位為米/秒（m/s）。

3.5干熱風(fēng)日

在小麥揚(yáng)花灌漿期間，某日內(nèi)實(shí)際觀測(cè)到的氣象要素組合達(dá)到干熱風(fēng)發(fā)生的條件要求。

3.6小麥干熱風(fēng)災(zāi)害

在小麥揚(yáng)花灌漿期間出現(xiàn)的一種高溫低濕并伴有一定風(fēng)力的災(zāi)害性天氣，它可使小麥?zhǔn)ニ制胶猓瑖?yán)重影響各種生理功能，使千粒重明顯下降，導(dǎo)致小麥顯著減產(chǎn)。

3.7小麥干熱風(fēng)類(lèi)型

根據(jù)干熱風(fēng)氣象要素組合對(duì)小麥的影響和危害的差異，對(duì)小麥干熱風(fēng)所作的分類(lèi)。

3.8干熱風(fēng)天氣過(guò)程

在小麥揚(yáng)花灌漿期間，一次天氣過(guò)程中出現(xiàn)1個(gè)或1個(gè)以上的干熱風(fēng)日。

3.9小麥干旱災(zāi)害

由于土壤干旱或大氣干旱，小麥根系從土壤中吸收到的水分難以補(bǔ)償蒸騰的消耗，使植株體內(nèi)水分收支失衡，小麥正常生長(zhǎng)發(fā)育受到嚴(yán)重影響乃至部分死亡，并最終導(dǎo)致減產(chǎn)和品質(zhì)降低的現(xiàn)象。

3.10生育階段的有效降水量

小麥某一生育階段內(nèi)，自然降水實(shí)際補(bǔ)充為小麥根層土壤中的凈水量，以毫米（mm）表示。

3.11降水量

從天空降落到地面上的液態(tài)或固態(tài)（經(jīng)融化后）水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失，而在水平面上積聚的深度。

3.12作物系數(shù)

小麥在不同生育期中的需水量與可能蒸散量之比值（KC）。

3.13小麥需水系數(shù)

小麥全生育期內(nèi)蒸發(fā)蒸騰水量與收獲的干物質(zhì)量或產(chǎn)量之比，單位為毫米/千克（mm/kg）。

3.14生育階段的土壤有效底墑

小麥某一生育階段內(nèi)麥田0～100 cm土層中凋萎濕度以上的土壤含水量，單位為毫米（mm）。

3.15生育階段的需水量

小麥獲得高產(chǎn)時(shí)某一生育階段的植株蒸騰、棵間蒸發(fā)以及構(gòu)成植株體的水量之和，單位為毫米（mm）。

3.16小麥需水臨界期

小麥全生育期中因需水得不到滿(mǎn)足，最易影響生長(zhǎng)發(fā)育并導(dǎo)致減產(chǎn)幅度最大的時(shí)期。

3.17作物水分虧缺率

外界水分不能滿(mǎn)足作物需水量的部分占作物需水量的比值，以百分率（%）表示。

3.18生育階段的自然供水量

小麥某一生育階段內(nèi)的土壤有效底墑水、有效降水量及地下水供給量之和，單位為毫米（mm）。

3.19降水量距平百分率

某時(shí)段的降水量與常年同期氣候平均降水量之差的絕對(duì)值占常年同期氣候平均降水量的百分比，單位用百分率（%）表示。

3.20洪澇災(zāi)害

由于強(qiáng)降雨、冰雪融化、冰凌、堤壩潰決、風(fēng)暴潮等原因引起江河湖泊及沿海水量增加、水位上漲而泛濫以及山洪暴發(fā)所造成的災(zāi)害稱(chēng)為洪水災(zāi)害；因大雨、暴雨或長(zhǎng)期降雨過(guò)于集中而產(chǎn)生大量的積水和徑流，排水不及，致使土地等漬水、受淹而造成的災(zāi)害稱(chēng)為雨澇災(zāi)害。由于洪水災(zāi)害和雨澇災(zāi)害往往同時(shí)或連續(xù)發(fā)生在同一地區(qū)，有時(shí)難以準(zhǔn)確界定區(qū)別，所以常統(tǒng)稱(chēng)為洪澇災(zāi)害。

3.21風(fēng)雹災(zāi)害

強(qiáng)對(duì)流發(fā)展成積雨云后出現(xiàn)狂風(fēng)、暴雨、冰雹、龍卷風(fēng)、雷電等所造成的災(zāi)害，因有時(shí)難以區(qū)別界定，統(tǒng)稱(chēng)為風(fēng)雹災(zāi)害。沙塵暴所造成的災(zāi)害，也一并計(jì)入風(fēng)雹災(zāi)害。

3.22晚霜凍害

晚霜凍害是指在冬小麥拔節(jié)期內(nèi)，氣溫低于0℃或葉面溫度低于-4℃時(shí)，就可能遭受霜凍害，但拔節(jié)后的日數(shù)不同，冬小麥的耐寒能力也不同，則其受害程度、部位和癥狀也不同。其中以拔節(jié)后10～15天小麥雌雄蕊分化期耐寒能力最差（即低溫敏感期），此時(shí)出現(xiàn)低溫，則受凍最重。

4小麥干旱災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)及其量值計(jì)算

針對(duì)小麥干旱災(zāi)害比較嚴(yán)重的山東麥區(qū)，編制一套計(jì)算比較簡(jiǎn)便的等級(jí)指標(biāo)，形成統(tǒng)一配套體系，以方便不同用戶(hù)的使用。選取小麥生育階段的作物水分虧缺率、降水量距平百分率作為小麥干旱災(zāi)害預(yù)警的致災(zāi)因子。

4.1作物水分虧缺率

依據(jù)農(nóng)田水分平衡原理，小麥某一生育階段的水分虧缺率可以描述為小麥生育階段的自然供水量與需水量差的絕對(duì)值占需水量的百分比。endprint

小麥某一生育階段的作物水分虧缺率計(jì)算公式：

G=|W-E|1E×100%

式中：G——小麥生育階段的水分虧缺率，單位為百分率（%）；W——小麥生育階段的自然供水量，單位為毫米（mm）；E——小麥生育階段的需水量，單位為毫米（mm）。

4.1.1小麥生育階段的需水量小麥某一生育階段的需水量計(jì)算公式：

E=KC×ET0

式中：KC——作物系數(shù)，小麥不同生育階段的取值見(jiàn)表1，全生育期平均KC取0.85；ET0——可能蒸散量，采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的FAO Penman-Monteith公式求得，單位為毫米（mm）。

4.1.2小麥生育階段的自然供水量小麥某一生育階段的自然供水量（W）包括三部分：生育階段內(nèi)的土壤有效底墑、有效降水量和地下水供給量。計(jì)算公式為：

W=W1+W2+W3

式中：W1——小麥生育階段內(nèi)的土壤有效底墑，單位為毫米（mm）；W2——小麥生育階段內(nèi)的有效降水量，單位為毫米（mm）；W3——小麥生育階段內(nèi)的地下水供給量，單位為毫米（mm）；

（1）小麥生育階段內(nèi)的土壤有效底墑（W1）

小麥生育階段內(nèi)某一厚度土層的土壤有效底墑。計(jì)算公式：

W1=（Wt-Wd）×ρ×h×0.1

式中：Wt——小麥生育階段開(kāi)始時(shí)的實(shí)際土壤濕度，單位為百分率（%）；Wd——凋萎濕度，單位為百分率（%）；ρ——土壤容重，單位為克/立方厘米（g/cm3）；h——土層厚度，單位為厘米（cm）；0.1——單位換算系數(shù)。

（2）小麥生育階段內(nèi)的有效降水量（W2）：自然降水中實(shí)際補(bǔ)充到小麥根層土壤水分的部分。計(jì)算見(jiàn)下式：

W2=P-V-Q-F

式中：P——實(shí)際降水量，單位為毫米（mm）；V——植物截留量，單位為毫米（mm）；Q——徑流量，單位為毫米（mm）；F——深層滲漏量，單位為毫米（mm）。

在微雨的情況下，植物截留量可達(dá)3 mm左右。在山東地區(qū)，小麥生育期內(nèi)降水量較小，強(qiáng)度也不大，故忽略徑流量、深層滲漏量和植被截留量，近似取小麥全生育期的降水量為有效降水量。

（3）小麥生育階段內(nèi)的地下水供給量（W3）：地下水進(jìn)入小麥根層中的水量。小麥根層底部界面上下某一厚度的地下水供水量（W3）。計(jì)算公式為：

Wb=（Wx×ρx-Ws×ρs）×h×0.1

式中：當(dāng)Wb<0時(shí)，W3=0；當(dāng)Wb>0時(shí)，

W3=（Wi+1-Wi）×ρs×h×0.1

式中：Wb ——小麥根層底部界面下層與上層土壤含水量的差，單位為毫米（mm）；ρx ——小麥根層底部界面下層的土壤容重，單位為克/立方厘米（g/cm3）；Wx ——小麥根層底部界面下層的土壤濕度，單位為百分率（%）；Ws ——小麥根層底部界面上層的土壤濕度，單位為百分率（%）；ρs ——小麥根層底部界面上層的土壤容重，單位為克/立方厘米（g/cm3）；h ——土層厚度，上下層取值相同，單位為厘米（cm）；Wi ——第i時(shí)刻小麥根層底部界面上層的土壤濕度，單位為百分率（%）；Wi+1 ——第i+1時(shí)刻小麥根層底部界面上層的土壤濕度，單位為百分率（%）。

對(duì)于北方麥區(qū)，在實(shí)際計(jì)算小麥供水量時(shí)，地下水供水量可忽略不計(jì)。

4.2降水量距平百分率

小麥生育階段的降水量與常年同期氣候平均降水量差的絕對(duì)值占常年同期氣候平均降水量的百分率?？捎糜诒碚餍←溕A段降水量較常年值偏少的程度，能直觀反映降水異常引起的小麥干旱。某一站點(diǎn)小麥某一生育階段的降水量距平百分率計(jì)算公式：

Pa=|P-P|1P×100%，P

式中：Pa ——小麥生育階段的降水量距平百分率，單位為百分率（%）；P ——小麥生育階段的降水量，單位為毫米（mm）；P——同期氣候平均降水量，單位為毫米（mm）。

4.3小麥干旱災(zāi)害等級(jí)

依據(jù)小麥主要發(fā)育期、全生育期的作物水分虧缺率、降水量距平百分率，確定小麥干旱等級(jí)指標(biāo)；其中作物水分虧缺率、降水量距平百分率均適用于山東麥區(qū)，將小麥干旱災(zāi)害等級(jí)分為輕旱、中旱、重旱、嚴(yán)重干旱四級(jí)，見(jiàn)表3。表4給出了小麥全生育期不同干旱等級(jí)相應(yīng)減產(chǎn)率的參考值。

5小麥干熱風(fēng)災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)及其量值計(jì)算

小麥干熱風(fēng)是一種高溫、低濕并伴有一定風(fēng)力的災(zāi)害性天氣，在山東麥區(qū)產(chǎn)量形成關(guān)鍵期極易發(fā)生。危害輕的年份，減產(chǎn)在10%以下，危害重的年份減產(chǎn)在10%～20%甚至20%以上。各地在進(jìn)行小麥干熱風(fēng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警和評(píng)估時(shí)，選擇的致災(zāi)因子、確定的等級(jí)指標(biāo)差異較大，時(shí)空可比性較差，不利于國(guó)家農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策的制定和實(shí)施。

5.1小麥干熱風(fēng)指標(biāo)

山東省小麥干熱風(fēng)主要是高溫低濕型，采用日最高氣溫、14時(shí)相對(duì)濕度和14時(shí)最大風(fēng)速組合確定干熱風(fēng)指標(biāo)（見(jiàn)表5），在小麥揚(yáng)花灌漿過(guò)程中都可能發(fā)生，一般發(fā)生在小麥開(kāi)花后20天左右至蠟熟期。小麥?zhǔn)芎ΠY狀為干尖炸芒，呈灰白色或青灰色，造成小麥大面積干枯逼熟死亡，產(chǎn)量顯著下降。

5.2空氣相對(duì)濕度

空氣相對(duì)濕度為實(shí)際觀測(cè)值。

5.3干熱風(fēng)年型等級(jí)指標(biāo)

根據(jù)干熱風(fēng)指標(biāo)判定干熱風(fēng)日，用干熱風(fēng)天氣過(guò)程中出現(xiàn)的干熱風(fēng)日等級(jí)天數(shù)組合取得過(guò)程等級(jí)，用過(guò)程等級(jí)組合確定年型的輕重。

6小麥凍害指標(biāo)

山東地區(qū)易發(fā)生初冬凍害、越冬期凍害、早春凍害和晚霜凍害。

初冬凍害一般由驟然強(qiáng)降溫引起，常稱(chēng)為初冬溫度驟降型凍害。11 月中下旬至 12 月中旬，最低氣溫驟降10℃左右，達(dá)-10℃以下，持續(xù)2～3 天，小麥的幼苗未經(jīng)過(guò)抗寒性鍛煉，抗凍能力較差，極易形成初冬凍害。 越冬期凍害是小麥越冬期間（12 月下旬至翌年2 月中旬）持續(xù)低溫（多次出現(xiàn)強(qiáng)寒流）或越冬期間因天氣反常造成凍融交替而形成的小麥凍害。一般分為冬季長(zhǎng)寒型和交替凍融型兩種類(lèi)型，冬季長(zhǎng)寒型是由于長(zhǎng)期受?chē)?yán)寒天氣的影響而導(dǎo)致的小麥地上部嚴(yán)重枯萎甚至成片死苗；交替凍融型是進(jìn)入越冬期的麥苗因氣溫回升而恢復(fù)生長(zhǎng)，抗寒力下降，又遇到強(qiáng)降溫而形成的凍害。當(dāng)冬季有兩個(gè)月以上平均氣溫比常年偏低2℃以上，最低氣溫在-15～-13℃的天數(shù)較多，無(wú)積雪麥田及積雪不穩(wěn)定地區(qū)，易發(fā)生冬季長(zhǎng)寒型凍害。 早春凍害是指小麥返青至拔節(jié)期間（2 月下旬至3月中旬）發(fā)生的凍害。返青后麥苗植株生長(zhǎng)加快，抗寒力明顯下降，如遇寒流侵襲則易造成凍害，此類(lèi)凍害發(fā)生較為頻繁且程度較重，是黃淮麥區(qū)的主要凍害類(lèi)型。 晚霜凍害是小麥在拔節(jié)至抽穗期間（3 月下旬至4月中旬）發(fā)生的霜凍凍害，這一階段小麥生長(zhǎng)旺盛，抗寒力很弱，對(duì)低溫極為敏感，若遇氣溫突然下降，極易形成霜凍凍害。形成的原因主要是由于氣溫回暖后又突然下降形成的霜凍。

本標(biāo)準(zhǔn)從最低氣溫、最低地表溫度、最低葉面溫度3個(gè)方面給出小麥凍害指標(biāo)，見(jiàn)表8。

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收稿日期：2013-11-15

作者簡(jiǎn)介：王成超（1963-），男，高級(jí)農(nóng)藝師，郯麥98和陽(yáng)光10小麥品種育成人，長(zhǎng)期從事小麥育種與推廣工作。E-mail：sdtcwcc@126.comendprint