王冬妮 李忠輝 李軍偉 吳志彬

（1.吉林省氣象科學(xué)研究所，吉林長(zhǎng)春 130062；2.空軍航空大學(xué)，吉林長(zhǎng)春 130062）

1 引言

吉林省位于我國(guó)東北地區(qū)中部，全省耕地面積553.78萬(wàn)hm2，占全省土地總面積的29.6%，是中國(guó)黃金玉米帶的核心區(qū)域，也是我國(guó)重要的商品糧基地之一，玉米單產(chǎn)位居全國(guó)前列。吉林省屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，光、熱、水等氣候資源季節(jié)、區(qū)域差異較大。吉林省以往的農(nóng)業(yè)氣象評(píng)價(jià)多采用定性評(píng)價(jià)方法，主觀性強(qiáng)，結(jié)論因人而異。隨著農(nóng)業(yè)氣象技術(shù)不斷向定量化發(fā)展，氣候適宜度方法成為開(kāi)展農(nóng)業(yè)氣候資源定量分析和評(píng)價(jià)的重要方法[1-2]，在農(nóng)業(yè)氣候資源評(píng)價(jià)、農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的氣候適宜性評(píng)價(jià)及糧食作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)等業(yè)務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。農(nóng)作物氣候資源適宜度是將溫度、光照及降水等氣候因子的數(shù)量變化，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的方法轉(zhuǎn)化為對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的適宜程度[3-4]。近幾年，吉林省農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)中發(fā)展了基于氣候適宜度的評(píng)價(jià)方法，并在農(nóng)業(yè)氣象條件評(píng)價(jià)、作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中得到了應(yīng)用[5-6]。本文應(yīng)用玉米氣候適宜度評(píng)價(jià)方法，采用定性與定量相結(jié)合的方法，對(duì)2020年吉林省玉米生長(zhǎng)季農(nóng)業(yè)氣象條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為客觀認(rèn)識(shí)2020年農(nóng)業(yè)氣象條件對(duì)玉米生育影響提供依據(jù)。

2 玉米生長(zhǎng)季農(nóng)業(yè)氣象條件評(píng)價(jià)

2020年玉米生長(zhǎng)季（5—9月），吉林省各地≥10℃積溫為2 534～3 226℃·d，較常年偏多26～240℃·d；全省各地平均氣溫為16.7～21.1℃，普遍高于常年。全省各地降水量為359～1 092mm，大部地區(qū)多于常年，尤其是西部大部比常年多50%～100%。全省各地日照時(shí)數(shù)為761～1 642h，呈中東部偏多、西部偏少趨勢(shì)。全省大部初霜出現(xiàn)在10月6—7日，比常年晚10d左右。綜合來(lái)看，玉米生長(zhǎng)季內(nèi)全省大部熱量、水分、光照資源充足，土壤墑情適宜，光溫水匹配較好，對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成較為有利。根據(jù)玉米氣候適宜度模型計(jì)算結(jié)果表明，2020年玉米全生育期平均氣候適宜度指 數(shù)（0.79）略高 于 前5a平 均（0.75）和2019年（0.76），除7月外，各月氣候適宜度指數(shù)均高于前5a平均（圖1）。玉米生長(zhǎng)季內(nèi)主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，一是西部地區(qū)大部抽雄前期發(fā)生干旱，玉米生殖生長(zhǎng)受到一定影響；二是8月末至9月初的3個(gè)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的強(qiáng)風(fēng)雨，造成處于灌漿中后期的玉米倒伏和局地內(nèi)澇，對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成有一定不利影響。

圖1 玉米生長(zhǎng)季旬氣候適宜度指數(shù)

2.1 播種—拔節(jié)期（5—6月）農(nóng)業(yè)氣象條件評(píng)價(jià)

對(duì)于吉林省來(lái)說(shuō)，首場(chǎng)透雨出現(xiàn)的早晚，對(duì)春季玉米適時(shí)播種和幼苗生長(zhǎng)均有較大影響。播種期前無(wú)透雨，易引發(fā)播種期干旱，導(dǎo)致播種、出苗延遲。透雨越晚，說(shuō)明該年春季干旱越嚴(yán)重。2020年4月19—23日全省大部出現(xiàn)降水，多數(shù)縣（市）降水量達(dá)到首場(chǎng)透雨指標(biāo)（連續(xù)3日累積降水量≥10mm），雨后全省土壤相對(duì)濕度均達(dá)到60%（適宜播種下限指標(biāo)）以上。此次降水改善了西部土壤水分不足的狀況，為全省玉米適時(shí)播種奠定了良好的水分基礎(chǔ)。

5月全省平均氣溫14.9℃，比常年高0.1℃，冷暖階段性變化明顯，其中上旬比常年高2.0℃，中、下旬分別比常年低0.9℃和0.8℃。5月全省平均降水量60.5mm，比常年多9%，其中上旬比常年少45%，中、下旬分別比常年多51%和24%，十年九春旱的西部地區(qū)多數(shù)縣（市）降水量比常年多50%～250%（表1）。偏多的降水使正處在發(fā)芽階段的玉米種子和生長(zhǎng)階段的玉米幼苗一直處于適宜墑情狀態(tài)下，這也是2020年無(wú)春旱的重要因素。據(jù)計(jì)算，2020年5月平均氣候適宜度指數(shù)為0.80，明顯高于2019年的0.66和前5a平均值的0.71，良好的氣候條件是苗情好的重要基礎(chǔ)。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳農(nóng)情調(diào)度信息，2020年全省玉米平均保苗率達(dá)到96.06%，比2019年高2.06%，為近5a來(lái)最高水平。

6月全省平均氣溫20.4℃，比常年高0.5℃，其中上旬、中旬分別比常年高0.8℃、1.2℃，下旬比常年低0.4℃。6月全省平均降水量89mm，比常年少7%，其中上、中旬分別比常年少1%、49%，下旬比常年多26%，降水量呈西多東少趨勢(shì)，西部多數(shù)縣（市）月降水量在100mm以上，比常年多20%～100%。6月全省平均日照時(shí)數(shù)259.8h，比常年多28.9h，其中上、中旬分別比常年多10h和29h，下旬比常年少7h（表1）。2020年6月平均氣候適宜度指數(shù)為0.92，比前5a平均0.86偏高，比2019年的0.95稍低。6月水熱條件匹配，尤其是中西部糧食主產(chǎn)區(qū)溫光水適宜度均較高，非常利于玉米光合作用及干物質(zhì)積累，進(jìn)而促進(jìn)玉米根、莖、葉的生長(zhǎng)和分化。

表1 2020年5月、6月吉林省各地區(qū)月氣候要素及變化

2.2 拔節(jié)—抽雄（7月）農(nóng)業(yè)氣象條件評(píng)價(jià)

7月全省平均氣溫23.4℃，比常年高1.0℃，其中上旬、中旬、下旬分別比常年高0.2℃、1.2℃、1.5℃。7月全省平均降水量80.4mm，比常年少51%，居歷史同期少雨的第3位，其中上、中、下旬分別比常年少40%、49%、61%。中西部和延邊州降水較常年少50%～66%，白城、洮南、鎮(zhèn)賚、九臺(tái)4縣（市）突破歷史同期少雨極值。7月全省平均日照時(shí)數(shù)295h，比常年多92.6h，其中上、中、下旬分別比常年多28h、27h、38h（表2）。2020年7月平均氣候適宜度指數(shù)為0.79，比2019年（0.87）和前5a平均（0.82）均偏低，其中水分適宜度為0.50，明顯低于2019年的0.7和前5a平均的0.65，是導(dǎo)致氣候適宜度指數(shù)偏低的主要因素。7月在持續(xù)高溫少雨的環(huán)境條件下，水分適宜度指數(shù)偏低，溫度、光照適宜度指數(shù)偏高，水熱條件不匹配，全省大部玉米出現(xiàn)水分脅迫，西部地區(qū)多地發(fā)生不同程度農(nóng)業(yè)干旱，給玉米穗分化帶來(lái)一定不利影響。

表2 2020年7月吉林省各地區(qū)月氣候要素及變化

2.3 抽雄—成熟期（8—9月）農(nóng)業(yè)氣象條件評(píng)價(jià)

8月全省平均氣溫22.5℃，比常年高1.1℃，其中上、中、下旬分別比常年高0.9℃、1.1℃、1.0℃。8月全省平均降水量184.1mm，比常年多39%，其中上旬比常年少15%，中、下旬分別比常年多48%、100%，白城市和遼源市較常年多1倍以上。8月全省平均日照時(shí)數(shù)211.3h，比常年少2.6h，其中上、中旬分別比常年多9h、3h，下旬比常年少15h（表3）。2020年8月平均氣候適宜度指數(shù)為0.87，略高于2019年的0.78和前5a平均的0.79。8月氣溫偏高，降水偏多，光照正常，水熱條件匹配較好，氣候適宜度指數(shù)較高，氣象條件利于玉米灌漿。受臺(tái)風(fēng)“巴威”影響，8月26—28日全省大部出現(xiàn)大雨，部分地方出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)雨天氣，造成局地玉米倒伏或被淹，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定損失。

9月全省平均氣溫15.8℃，比常年高0.8℃，其中上、中、下旬分別比常年高0.9℃、0.6℃、1.0℃。9月全省平均降水量226.7mm，比常年多335%，居歷史同期多雨的第1位，較第2位多近1倍。上、中旬分別比常年多780%、23%，下旬比常年少37%。鎮(zhèn)賚、洮南等42縣（市）突破歷史同期多雨極值。9月全省平均日照時(shí)數(shù)169.1h，比常年少52.5h，上、中、下旬分別比常年少28h、22h、2h（表3）。2020年9月平均氣候適宜度指數(shù)為0.57，略高于2019年的0.54，與前5a平均0.57持平。9月全省氣溫偏高，降水明顯偏多，全省大部未出現(xiàn)霜凍，初霜較常年偏晚，氣候適宜度接近常年，農(nóng)業(yè)氣象條件總體上有利于玉米后期灌漿及成熟，但受臺(tái)風(fēng)“美莎克”和“海神”的接連影響，導(dǎo)致大范圍玉米倒伏、局地內(nèi)澇等災(zāi)害。

表3 2020年8月、9月吉林省各地區(qū)月氣候要素及變化

3 主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害

3.1 干旱

7月1日后全省進(jìn)入高溫少雨期，一直持續(xù)到7月末。7月有3個(gè)高溫時(shí)段，分別出現(xiàn)在1—4日、9—18日和21—31日，高溫時(shí)段全省平均氣溫分別較常年高1.3℃、1.8℃和1.5℃。在高溫期間，全省降水偏少，特別是中西部和延邊州降水較常年少50%～60%，其他地市少30%～40%。7月日照時(shí)數(shù)明顯多于常年。受高溫少雨天氣影響，土壤失墑?shì)^快。西部大部分縣（市）和東南部部分縣（市）土壤相對(duì)濕度在70%以下，發(fā)生輕、中度農(nóng)業(yè)干旱。至7月21日，西部干旱進(jìn)一步發(fā)展，東南部受較明顯降水影響旱情緩解或解除。進(jìn)入8月后，降水過(guò)程頻繁，轉(zhuǎn)入高溫多雨時(shí)段，西部旱情也逐步解除。

3.2 臺(tái)風(fēng)

8月26日—9月9日，吉林省連續(xù)受到8號(hào)臺(tái)風(fēng)“巴威”、9號(hào)臺(tái)風(fēng)“美莎克”和10號(hào)臺(tái)風(fēng)“海神”直接影響。3次臺(tái)風(fēng)影響期間，全省累計(jì)平均降水量達(dá)225.1mm，比常年同期多4倍多，突破歷史同期極值。全省各地降水量都達(dá)到150～250mm，除長(zhǎng)白山外均突破各地歷史極值。期間吉林省大部出現(xiàn)6級(jí)以上大風(fēng)，瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)22.6～32.1m/s（9～11級(jí)）。半個(gè)月時(shí)間內(nèi)，吉林省接連受到3個(gè)臺(tái)風(fēng)直接影響，為歷史首次。3個(gè)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)雨影響都是全省性的，由于風(fēng)雨強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響效應(yīng)疊加，造成大范圍玉米倒伏，局地發(fā)生內(nèi)澇、漬澇，影響玉米后期灌漿成熟和收獲。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）全省大部播種期雨水比較充足，全省無(wú)春旱，大田播種成本明顯下降，保苗率比較高。玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期間水熱匹配，生長(zhǎng)發(fā)育比較旺盛。

（2）8月末至9月初連續(xù)3個(gè)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)充足的水分，全省無(wú)秋吊，玉米灌漿期水分充足，灌漿比較充分。

（3）7月高溫少雨造成全省大部地區(qū)出現(xiàn)水分脅迫，尤其是西部、延邊州等地受旱較重，玉米穗分化受到一定不利影響。

（4）臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的持續(xù)強(qiáng)風(fēng)雨，造成玉米大范圍倒伏、局地內(nèi)澇，不但對(duì)玉米后期灌漿有影響，也大大增加了秋收難度，給玉米產(chǎn)量帶來(lái)不利影響。

（5）2020年吉林省玉米生長(zhǎng)季農(nóng)業(yè)氣象條件總體上屬于正常略差，積溫正常偏多，降水偏多，但時(shí)空分布不均，發(fā)生了階段性干旱、局地內(nèi)澇和風(fēng)災(zāi)，農(nóng)業(yè)氣象條件對(duì)玉米的影響階段性強(qiáng)、利弊鮮明?？偟膩?lái)說(shuō)，氣象條件對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的影響弊略大于利。