萬能涵，楊曉光，劉志娟，何 斌，孫 爽

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氣候變化背景下中國主要作物農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時空分布特征（Ⅲ）：華北地區(qū)夏玉米干旱*

萬能涵，楊曉光**，劉志娟，何 斌，孫 爽

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193）

基于1961-2010年華北地區(qū)36個氣象站點氣象觀測資料和1981-2010年23個農(nóng)業(yè)氣象觀測站夏玉米生育期資料，以作物水分虧缺指數(shù)（CWDI）為農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)，分析華北地區(qū)夏玉米各生育階段干旱的空間分布特征及其年代際演變趨勢。結(jié)果表明：華北地區(qū)夏玉米不同生育階段以輕旱最明顯，播種-拔節(jié)階段，大部分地區(qū)輕旱發(fā)生頻率為5a一遇（20%）至3a一遇（33%）；拔節(jié)-抽雄階段，干旱空間分布特征表現(xiàn)為：輕旱主要集中在河北、河南、山東三省交界區(qū)域，發(fā)生頻率在5a一遇至3a一遇；抽雄-成熟階段，輕旱集中在河北中部，發(fā)生頻率在3a一遇以上。全生育期輕旱主要集中在河北大部、北京和天津、河南北部和山東西部，干旱頻率在3a一遇以上。1961-2010年，華北夏玉米生長季以播種-拔節(jié)階段和抽雄-成熟階段發(fā)生干旱的年份最多，以20世紀(jì)90年代干旱站次比最高；比較過去50a干旱演變趨勢，以抽雄-成熟階段山東東南部和河北東部區(qū)域干旱強度增加明顯。研究結(jié)果說明夏玉米各等級干旱頻率以輕旱最為明顯，各生育階段以播種-拔節(jié)、抽雄-成熟階段發(fā)生干旱的頻率較高；全生育期以輕旱的發(fā)生頻率較高，干旱中心為河北大部、北京和天津、河南北部和山東西部，發(fā)生頻率為3a一遇（33.3%）以上。夏玉米生長季全區(qū)域干旱主要發(fā)生在播種-拔節(jié)和抽雄-成熟階段，該階段發(fā)生干旱的范圍最廣。此外，不同生育階段的干旱強度變化表現(xiàn)為河北北部干旱強度增加，河南南部干旱強度減小。

農(nóng)業(yè)干旱；作物水分虧缺指數(shù)；干旱站次比

根據(jù)政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第五次評估報告，全球地表持續(xù)升溫，1880-2012年全球平均溫度升高0.85℃，氣候變化背景下極端天氣氣候事件增加，而中國由于多變的地形和復(fù)雜的地理環(huán)境，其極端天氣氣候事件的發(fā)生頻率遠(yuǎn)高于其它國家[1-2]。華北地處東亞季風(fēng)氣候區(qū)，降水年際波動大，空間分布極不均勻[3]，為干旱多發(fā)區(qū)，已有研究表明，過去60a華北糧食因旱損失量不斷增加[4]。玉米作為華北地區(qū)主要糧食作物，種植面積和產(chǎn)量分別占全國的30%和50%[5]。夏玉米生長季內(nèi)需水量多，強度大[6]，受大陸季風(fēng)氣候的影響，玉米生長季內(nèi)常出現(xiàn)階段性干旱[7-9]，階段性干旱已成為限制華北地區(qū)夏玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一[10]。眾多學(xué)者采用降水量指標(biāo)、土壤含水量指標(biāo)、作物旱情指標(biāo)及綜合性旱情指標(biāo)等干旱指標(biāo)研究了不同地區(qū)干旱對玉米的影響[11-14]。作物水分虧缺指數(shù)（Crop Water Deficit Index，CWDI）綜合了土壤、植物和氣象三方面因素，能較好地反映作物的缺水狀況[15]，且具有計算簡便，所需數(shù)據(jù)易于獲取的優(yōu)點，前人以CWDI為指標(biāo)對北方不同區(qū)域玉米生長季干旱的變化特征做了大量研究，結(jié)果表明不同地區(qū)玉米生長季干旱變化規(guī)律有明顯的區(qū)域性差異；東北地區(qū)玉米生長季內(nèi)苗期和灌漿成熟期是干旱發(fā)生頻率較高的階段，20世紀(jì)60-80年代干旱緩和，從90年代開始干旱有加重的趨勢，尤其是1997-2007年以來干旱的增加趨勢明顯[16]。黃淮海地區(qū)夏玉米生長季內(nèi)，播種-出苗和乳熟-成熟階段是干旱高風(fēng)險區(qū)[17]。西北地區(qū)甘肅省河?xùn)|地區(qū)的降水無法滿足春玉米的生長需求，干旱發(fā)生程度由南向北遞增，60年代中后期及70年代初干旱最為嚴(yán)重，近50a來乳熟后期-成熟期干旱有加重的趨勢[18]，而夏玉米干旱強度增加的區(qū)域為陜西北部、寧夏和河西走廊[19]。華北地區(qū)以冬小麥-夏玉米一年兩熟種植制度為主，該區(qū)域干旱研究多集中于冬小麥，由于夏玉米生長在雨季，前人對區(qū)域內(nèi)夏玉米干旱研究相對較少，本文在前人研究的基礎(chǔ)上以作物水分虧缺指數(shù)（CWDI）為作物干旱指標(biāo)，系統(tǒng)分析華北地區(qū)夏玉米不同生育階段干旱的時間演變趨勢和空間分布特征，以期為該地區(qū)夏玉米抗旱減災(zāi)提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)域為華北地區(qū)夏玉米種植區(qū)，包括北京市、天津市、河北省、山東省、河南省。氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)（http://www.cma.gov.cn/ 2011qxfw/2011qsjgx/），為36個氣象站點1961-2010年氣象要素的逐日數(shù)據(jù)，包括平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、平均相對濕度、降水量、平均風(fēng)速、日照時數(shù)和平均氣壓。夏玉米物候期數(shù)據(jù)來源于中國氣象局農(nóng)業(yè)氣象觀測站，包括1980-2010年共24個站點的逐年播種、出苗、拔節(jié)、抽雄和成熟期的詳細(xì)記錄，對于沒有作物生育期實測資料的氣象站點，根據(jù)《中國主要農(nóng)作物生圖集》中生育階段資料進(jìn)行插補[20]。為了細(xì)致分析各生育階段玉米發(fā)生干旱的特征，本文根據(jù)玉米的生育進(jìn)程，將其生育階段分為出苗-拔節(jié)階段（前期），拔節(jié)-抽雄階段（中期），抽雄-成熟階段（后期），各站點玉米各生育階段見表1。研究區(qū)域、氣象站點和農(nóng)業(yè)氣象觀測站分布如圖1所示。

1.2 指標(biāo)與方法

（1）作物水分虧缺指數(shù)的計算

作物水分虧缺指數(shù)是表征作物水分虧缺程度的指標(biāo)之一，作物水分虧缺為作物需水量與實際供水量之差，以百分率表示。計算式為[21]

表1 華北地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象觀測站夏玉米生育階段

注：農(nóng)業(yè)氣象觀測站夏玉米生育期實際記錄到日，為方便查閱，將生育期相近的幾個站點集中表達(dá)，并按旬表示。

Note：The data of summer maize’s growth period was a daily record, in order to be consulted easily, we expressed several stations which have similar growth period centrally. E- is the first ten-day of a month；M- is the middle ten-day of a month；L- is the last ten-day of a month.

圖1 研究區(qū)域和氣象站點分布

ETc=Kc×ET0（3）

（2）玉米生育期干旱的判定

CWDI的值直接反應(yīng)作物水分虧缺狀況，當(dāng)CWDI≤0時，表示降水滿足需水量，當(dāng)CWDI＞0時，表示降水不能滿足需水量，且當(dāng)該值上升到一定級別時，作物將發(fā)生干旱。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)業(yè)干旱等級》以及前人對該指標(biāo)的訂正，本文對CWDI值進(jìn)行了分級（表2）。

表2 基于作物水分虧缺指數(shù)的農(nóng)業(yè)干旱等級

（3）干旱頻率的計算

不同階段各干旱等級的發(fā)生頻率，即某一站點某一生育階段干旱發(fā)生的年次數(shù)與氣象資料總年數(shù)之比，計算式為

式中，n為統(tǒng)計資料的總年數(shù)，N為n年中該生育階段出現(xiàn)的某一旱級的次數(shù)。

（4）干旱站次比的計算

干旱站次比指某一區(qū)域內(nèi)干旱發(fā)生站數(shù)占該區(qū)域內(nèi)全部站數(shù)的比例，用于評價干旱影響范圍的大小，即[23]

式中，M為干旱發(fā)生的站數(shù)，m為區(qū)域內(nèi)全部站數(shù)，i表示不同年份。

干旱影響范圍的定義為，yi≥50%表示區(qū)域內(nèi)有一半以上的站點發(fā)生干旱，為全區(qū)域性干旱；50%＞yi≥33%為區(qū)域性干旱；33%＞yi≥25%為部分區(qū)域性干旱；25%＞yi≥10%為局部性干旱；yi＜10%為無明顯干旱。

（5）氣候傾向率的計算

建立某一氣候變量與時間的一元線性回歸方程，線性方程的回歸系數(shù)和回歸常數(shù)用最小二乘法估計[24]。

（6）指標(biāo)驗證

參考《中國災(zāi)害大典（山東卷[25]、河北卷[26]、河南卷[27]）》中1995-2000年干旱災(zāi)害資料，選取發(fā)生干旱的典型站點，對干旱指標(biāo)評估結(jié)果進(jìn)行驗證。

1.3 插值方法

用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重對上述計算的各站點數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值，設(shè)定cell size值為0.02，生成空間柵格數(shù)據(jù)，并對要素值進(jìn)行分類，得到相應(yīng)的空間分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏玉米生長季的水分供需特征分析

各省夏玉米播種-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄和抽雄-成熟3個生育階段的多年平均需水量、降水量及差值的計算結(jié)果見表3。由表可見，在整個研究區(qū)域內(nèi)，各省夏玉米生長季降水量在305～575mm，需水量在288～398mm，總體上降水量超過需水量，但省際間各生育階段需水量、降水量差別較大，以山東和河南兩省的降需差最大，分別為99.4mm、68mm。播種-拔節(jié)階段，北京、天津、河北降水量在3個生育階段中最大，而作物需水量卻最少，因此，降水量均能滿足玉米生長的需水要求，降需差在37～49mm；山東、河南此階段降水量在3個生育階段中最小，需水量也最小，降水量滿足需水量。拔節(jié)-抽雄階段，只有河北省的降水量略小于需水量，降需差為-0.8mm，其余各省降水均滿足需水。抽雄-成熟階段，研究區(qū)域各省市的需水量均大于降水量，降需差均為負(fù)值，其中北京、天津和河北省的降水量最少，導(dǎo)致降需差最大，在-140～-176mm，降水量遠(yuǎn)小于需水量，易發(fā)生干旱；山東、河南的降需差在?98～?110mm。3個生育階段中，后期的需水量大，降水量雖然在整個生長季最多，但仍不能滿足需水量。

表3 1961-2010年華北地區(qū)玉米不同生育階段的平均降水量（P）、需水量（W）和降需差（P-W）（mm）

2.2 夏玉米不同等級干旱頻率的空間分布特征

由圖2可以看出，播種-拔節(jié)階段，多數(shù)地區(qū)輕旱發(fā)生頻率為5a一遇至3a一遇（20%～33.3%），在山東惠民縣、濟(jì)南市，河北保定、石家莊區(qū)域輕旱發(fā)生頻率達(dá)到2a一遇以上（≥33.3%）；除河南鄭州、河北石家莊、南宮、安陽、邢臺外，其余區(qū)域中旱發(fā)生頻率低于30%；拔節(jié)-抽雄階段，除河南鄭州、山東惠民縣外，山東的東部、河南的西南部輕旱發(fā)生頻率低于20%，其余區(qū)域輕旱發(fā)生頻率在5a一遇至3a一遇（20%～33.3%）；抽雄-成熟階段，河北中部輕旱發(fā)生頻率為3a一遇以上（≥33.3%），中旱發(fā)生基本以山東、河南與河北的交界線為界，界線以北大部分區(qū)域中旱發(fā)生頻率為5a一遇至3a一遇（20%～33.3%），分界線以南大部分區(qū)域中旱發(fā)生頻率低于5a一遇（≤20%）。研究區(qū)域重旱發(fā)生頻率低于5a一遇（≤20%）。比較夏玉米各旱級干旱發(fā)生頻率的空間分布特征可知，不同生育階段各等級干旱頻率的空間分布均以輕旱為主，多數(shù)站點發(fā)生頻率大于20%。隨著生育階段的更替，不同地區(qū)干旱發(fā)生頻率變化有所不同。整體來看，抽雄-成熟階段干旱發(fā)生頻率高的區(qū)域較多，其中河北北部是夏玉米發(fā)生干旱的主要地區(qū)。此外，華北全區(qū)域夏玉米生長季無特旱發(fā)生。

由圖3可見，1961-2010年，華北地區(qū)夏玉米全生育期以輕旱的發(fā)生頻率較高，干旱中心位于河北大部、北京和天津、河南北部和山東西部，發(fā)生頻率高于33.3%（3a一遇）；除河北邢臺、南宮、饒陽，山東朝陽，其余區(qū)域中旱發(fā)生頻率低于20%（5a一遇）；華北全區(qū)域發(fā)生重旱的頻率低于5%。

由圖4可見，播種-拔節(jié)階段研究區(qū)域發(fā)生輕旱及以上等級干旱的頻率在3a一遇以上（≥33.3%），其中山東和河北的個別站點發(fā)生干旱在3a兩遇以上（≥66.6%）；拔節(jié)-抽雄階段干旱發(fā)生頻率較高的區(qū)域集中于河南的東北部、山東西部以及河北的南部，干旱在3a一遇至3a兩遇（33.3%～66.7%）；與前兩個生育階段相比，抽雄-成熟階段干旱的高發(fā)區(qū)在河北北部，發(fā)生干旱在3a兩遇以上（≥66.7%），其余地區(qū)干旱發(fā)生頻率為3a一遇至3a兩遇（33.3%～66.7%）。綜合以上分析，華北夏玉米生長季以輕旱發(fā)生的頻率較高，發(fā)生頻率和范圍也最廣，而抽雄-成熟階段更易受干旱影響。

（a）播種-拔節(jié)Sowing-jointing；（b）拔節(jié)-抽雄Jointing-tasseling；（c）抽雄-成熟Tasseling-maturating；（1）輕旱Light drought；（2）中旱Moderate drought；（3）重旱Severe drought

圖3 1961-2010年華北夏玉米全生育期干旱頻率的空間分布

圖4 1961-2010年華北夏玉米各生育階段發(fā)生干旱頻率的空間分布

2.3 玉米不同階段干旱發(fā)生范圍和強度的變化特征

利用式（3）計算各站點歷年夏玉米各生育階段CWDI值，再依據(jù)農(nóng)業(yè)干旱等級統(tǒng)計發(fā)生輕旱及以上的站點數(shù)，計算干旱站次比和各年代干旱站次比的平均值，結(jié)果如圖5。由圖可見，1961-2010年，華北地區(qū)夏玉米各生育階段干旱站次比存在明顯的波動，播種-拔節(jié)階段，干旱站次比在27.7%～88.8%波動，達(dá)到全區(qū)域干旱的年份有20a，除20世紀(jì)60年代為全區(qū)域干旱，干旱站次比平均達(dá)50%以上，其余年代均為區(qū)域性干旱，說明隨著年代的推進(jìn)，該生育期發(fā)生干旱的范圍減??；拔節(jié)-抽雄階段，干旱站次比在5.55%～80.5%區(qū)間波動，達(dá)到部分區(qū)域干旱的年份有25a，各年代均僅發(fā)生區(qū)域性干旱或部分區(qū)域性干旱，以90年代干旱站次比最高，平均為40.8%；抽雄-成熟階段，干旱站次比在8.3%～94.4%區(qū)間波動，達(dá)到全區(qū)域干旱的年份有30a，除60年代外，其余年代干旱站次比均大于50%，以90年代干旱站次比最高，平均達(dá)62.7%，說明1971-2010年該生育階段發(fā)生全區(qū)域干旱，是干旱發(fā)生較重的階段。對全生育期而言，各年代際發(fā)生干旱的范圍均為區(qū)域性干旱。

圖5 1961-2010年華北夏玉米各生育階段干旱站次比年際與年代際變化

綜上可見，華北地區(qū)夏玉米生長季全區(qū)域干旱主要發(fā)生在播種-拔節(jié)階段和抽雄-成熟階段，說明該生育階段發(fā)生干旱的范圍最廣；各生育階段中，除播種-拔節(jié)階段外，其余兩個生育階段均表現(xiàn)為90年代發(fā)生干旱面積較廣。

根據(jù)式（5）計算華北地區(qū)夏玉米各生育階段作物水分虧缺指數(shù)CWDI的氣候傾向率，對區(qū)域內(nèi)干旱強度的變化趨勢進(jìn)行比較，結(jié)果如圖6。由圖可見，播種-拔節(jié)階段，河北和北京北部、山東中部干旱呈增加趨勢；拔節(jié)-抽雄階段，河南干旱強度為減小趨勢，河北北部、北京南部和山東東部干旱強度呈增加趨勢，抽雄-成熟階段，山東東南部和河北東部區(qū)域CWDI的氣候傾向率較高，在0.15～0.36(10a)-1，干旱強度增加趨勢明顯。綜合來看，隨著生育階段的變化，河南的干旱強度呈減小趨勢，河北干旱強度增加的范圍表現(xiàn)為生育后階段面積擴(kuò)大，山東干旱強度增加的面積隨著生育階段的變化而增加；而在全生育階段內(nèi)，河南干旱強度呈減小趨勢，河北和山東大部分區(qū)域的干旱強度表現(xiàn)為增加的趨勢。

圖6 1961-2010年華北夏玉米各生育階段CWDI變化趨勢

2.4 夏玉米干旱災(zāi)害等級評價指標(biāo)驗證

參考《中國災(zāi)害大典（山東卷[25]、河北卷[26]、河南卷[27]）》的干旱災(zāi)情資料，選取1995-2000年發(fā)生干旱的典型站點，對夏玉米是否受災(zāi)、夏玉米干旱等級進(jìn)行吻合性驗證，結(jié)果見表4。以1997年石家莊站為例，根據(jù)《中國氣象災(zāi)害大典（河北卷[26]）》記載，7月15日-8月15日石家莊東部為干旱嚴(yán)重地區(qū)，重旱長達(dá)40d左右，7月末旱情仍未緩解，嚴(yán)重干旱使不足0.7m高的玉米被太陽烤得擰成繩，8月上旬仍然高溫少雨，出現(xiàn)“卡脖旱”，嚴(yán)重影響夏玉米的生長，判定災(zāi)害發(fā)生程度為重度。本研究對CWDI指標(biāo)的計算表明，7月15日-8月15日為夏玉米拔節(jié)-抽雄階段，發(fā)生干旱等級為重旱?？梢?，1997年石家莊干旱的指標(biāo)計算等級與歷史記錄等級符合。

同理，對研究區(qū)域1995-2000年研究結(jié)果進(jìn)行驗證，結(jié)果表明，計算等級與歷史記錄等級符合的有9個，基本符合的有4個，不符合的有4個，吻合率為76.5%，表明CWDI指標(biāo)能較好地評價華北地區(qū)夏玉米干旱的實際情況。

表4 研究區(qū)域夏玉米干旱特征與實際情況吻合程度驗證

注：√、Ο、×分別表示計算等級與歷史記錄符合、基本符合和不符合。

Note: S, J, T represent sowing, jointing and tasseling, respectively. L, M, SE represent light, moderate, severe drought, respectively. √,Ο,× represent match, basically match and not match, respectively.

3 討論與結(jié)論

（1）空間分布特征：1961-2010年，夏玉米各生育階段以輕旱發(fā)生頻率較高，范圍更大，播種-拔節(jié)階段，以山東、河北部分區(qū)域輕旱發(fā)生頻率最高（≥33.3%）；拔節(jié)-抽雄階段，全區(qū)輕旱發(fā)生頻率低于33.3%；抽雄-成熟階段，河北中部輕旱發(fā)生頻率最高（≥33.3%）。各生育階段以播種-拔節(jié)、抽雄-成熟發(fā)生干旱的頻率較高。由于抽雄-成熟階段需水量的急劇增加，降水量無法滿足需求，水分虧缺大，相比于前兩個生育階段，此階段更易受到干旱的影響，發(fā)生干旱的頻率也更高，尤其在抽穗前后，“卡脖旱”的發(fā)生會導(dǎo)致玉米減產(chǎn)，河北中部、北京和天津等華北北部地區(qū)夏玉米降水量無法滿足需水量，在無灌溉條件時，夏玉米的干旱風(fēng)險增加，這與王占彪等[28]的研究結(jié)果較一致。華北地區(qū)夏玉米全生育階段以輕旱的發(fā)生頻率較高，干旱中心位于河北大部、北京和天津、河南北部和山東西部，發(fā)生頻率高于33.3%。

（2）時間變化趨勢：1961-2010年，華北夏玉米種植區(qū)播種-拔節(jié)階段發(fā)生干旱的范圍減小，表現(xiàn)在隨年代際的變化，由全區(qū)域干旱變?yōu)閰^(qū)域干旱；抽雄-成熟階段多個年代發(fā)生全區(qū)域干旱，說明該階段發(fā)生干旱的范圍更廣。此外，華北地區(qū)夏玉米不同生育階段的干旱強度變化特征表現(xiàn)為河北北部干旱強度增加，河南南部干旱強度減小，這可能與華北北部地區(qū)降水量減少，熱量資源增加，而華北南部區(qū)域降水量較高，且呈現(xiàn)增加趨勢有關(guān)[29]。干旱是制約玉米高產(chǎn)的關(guān)鍵因子之一，不同程度的干旱均會影響玉米的生長發(fā)育，最終影響產(chǎn)量，其中以抽雄-吐絲階段的水分脅迫減產(chǎn)最嚴(yán)重[30]，且隨著干旱程度加重減產(chǎn)率上升[31]。華北地區(qū)夏玉米的干旱主要是由于生長季內(nèi)降水量分布不均勻?qū)е?，播種-出苗階段區(qū)域降水量大于需水量，干旱較少發(fā)生，抽雄-成熟階段降水量遠(yuǎn)小于需水量，水分虧缺大，此階段更易受干旱影響。

作物水分虧缺指數(shù)從土壤-作物-大氣連續(xù)體的角度綜合反映作物的水分虧缺狀況，在中國的不同區(qū)域都有較好的適用性，但是由于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，干旱的指標(biāo)都具有一定的時間與空間適用范圍[12]。為了使干旱等級指標(biāo)更能符合干旱實際情況，本研究干旱等級采用董朝陽等[29]對北方玉米干旱等級校正后的指標(biāo)。同時本研究也根據(jù)《中國氣象災(zāi)害大典》干旱記載，對實際災(zāi)情進(jìn)行了驗證。但由于歷史災(zāi)情資料對干旱等級的記載均為人為判定，具有一定的主觀性，對指標(biāo)的驗證有一定影響。今后需利用典型站點的實際旱情對作物水分虧缺指數(shù)（CWDI）干旱等級進(jìn)行細(xì)致訂正，使研究結(jié)果更接近實際。

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Temporal and Spatial Variations of Agro-meteorological Disasters of Main Crops in China in a Changing Climate (Ⅲ):Drought of Summer Maize in North China Plain

WAN Neng-han，YANG Xiao-guang，LIU Zhi-juan，HE Bin，SUN Shuang

（College of Resources and Environmental Science, China Agricultural University, Beijing 100193, China）

Based on the 1961-2010 daily meteorological data from 36 meteorological stations and the 1981-2010 growth period data of summer maize from 23 agricultural meteorological stations, the spatial distribution and evolution trend of drought for summer maize in different growth period were analyzed by using the crop water deficit index (CWDI). The results showed that light drought was the most frequent during different growth periods of summer maize in North China Plain. During the period from sowing to jointing, the occurrence frequency of light drought ranged from one time in five years (20%) to two times in three years (33%) in most regions; During the period from jointing to tasseling, the light drought was mainly concentrated in the boundary area of Hebei, Henan and Shandong province and the occurrence frequency ranged from one time in five years to two times in three years; During the period from tasseling to maturity, the light drought was mainly concentrated in the central of Hebei and occurred one time in three years. The light drought in whole stages mainly occurred in most regions of Hebei, Beijing, Tianjin, the north of Henan and the west of Shandong, which occurred one time in three years. During 1961-2010, the whole region drought during sowing to jointing and tasseling to maturity were most frequent, the highest ratio of drought occurring stations occurred in 1990s; The drought strength during tasseling to maturity increased obviously in the southeast of Shandong and east of Hebei. Light drought occurred most frequently among the drought frequency at all grades during different growth periods of summer maize. The drought occurrence frequency during the period from sowing to jointing and the period from tasseling to maturity was higher than the other growth periods. The occurrence frequency of light drought was higher during the whole growing period and the center of light drought mainly concentrated in most part of Hebei province, Beijing, Tianjin, Northern Henan province and Western Shandong province with a drought frequency of more than 33%. The whole regional drought mainly occurred from sowing to jointing and tasseling to maturity during which the drought range was wider. Furthermore, the trend of drought strength for different growth stages of summer maize in North China Plain increased in northern Hebei province and decreased in southern Henan province.

Agricultural drought; Crop water deficit index; Drought occurring stations ratio

10.3969/j.issn.1000-6362.2018.04.001

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2017-09-17

。E-mail：yangxg@cau.edu.cn

國家科技支撐計劃（2012BAD20B04）；十三五重點研發(fā)計劃項目（2016YFD0300101-03）

萬能涵（1994-），碩士生，研究方向為氣候變化和災(zāi)害對玉米的影響。E-mail：wannenghan@163.com