1. 研究背景和意义 5

1.1研究背景 5

1.2研究的意义 5

2. 国内外研究现状 5

2.1国内研究现状 5

2.2国外研究现状 6

3. 资料来源与研究方法 6

3.1研究资料来源 6

3.2研究区域概况 6

3.3研究方法 7

3.3.1 标准化降水指数SPI的计算 7

3.3.2干旱评价指标 9

3.3.3 气象产量的分离 9

3.3.4 相关性统计分析 10

4. 结果与分析 10

4.1河南省夏玉米生育期干旱年变化特征 10

4.2河南省夏玉米生育期干旱空间变化特征 13

4.3河南省干旱对玉米气象产量的相关性分析 18

5. 结论 20

参考文献 21

致谢 23

河南玉米干旱研究

严隆庆

，China

Abstract：Based on the precipitation data of 13 weather stations in Henan Province, the precipitation data from 1985 to 2015 and the growth and development data of summer maize in Henan Province, the temporal and spatial characteristics of drought in summer maize in Henan Province were studied by using standardized precipitation index. The results showed that the drought in the summer maize in Henan province showed a general trend. The frequency distribution of different degrees of drought has different characteristics. In general, the frequency of drought is obviously obvious. By analyzing the meteorological yield and using the SPSS software, the Pearson analysis method was used to analyze the correlation between the standardized precipitation index (SPI) and the meteorological yield in four different stages of summer maize. The drought occurred in Zhengzhou and Kaifeng in central and northern Henan Province City, Pingdingshan City, Anyang City, Xinxiang City, Luoyang City, the six regions of the summer maize yield greater impact for these areas to provide reference for drought and drought.

Key words：Standardized precipitation index Meteorological yield Growth stage

Temporal and spatial variation characteristics

研究背景和意义

1.1研究背景

干旱是常见也是主要的气候灾害之一，更是我国主要的气象灾害，近30年来，气候变化已经是全球性的问题，因此衍生出来的环境，资源，安全等问题日益明显。对也我国农业气象灾害而言，干旱可以说成为了影响我国农业生产、发展的最主要问题，由于干旱灾害的持续时间长、影响范围广、发生频率高等特点^[1]加之河南省也是我国夏玉米种植的主要省份，在我国农业经济中有支柱地位，所以选择河南省夏玉米干旱研究作为本课题。

1.2研究的意义

河南省是我国华北地区典型的农业大省，其农业生产对保证全省乃至全国的粮食安全具有重要意义。由于受地理位置、大气环流及人文条件等影响，频发的干旱灾害己成为限制当地农作物生产及农业经济发展的主要原因之一。因此，深入研究河南省夏玉米生长发育期干旱时空分布特征及演变规律，对全面了解玉米生长发育期干旱的发生发展趋势、做好准备。以往的干旱灾害研究多从地方的气象条件或者自然地理特征进行研究，与粮食作物的生理过程联系并不多，所以，本文选题结合1985年~2015年玉米总生长发育期的降水资料，研究河南省玉米全生育期及不同生长发育期的标准化降水指数（SPI）^[2~4]与其产量的关系及影响，将着重从这些方面进行研究。所以这对河南省玉米抗旱工作、及时调整农业生产结构和实现农业的可持续发展等均具有一定意义。

国内外研究现状

2.1国内研究现状

而本课题的重点还是干旱指标的选择，综合干旱指标结合河南省玉米产量进行分析，所以下为国内外近年来在干旱方面的研究成果，主要是学术界对干旱的定义、分类 ；气象干旱指标研究进展；干旱指标研究目前存在的问题。用于干旱监测和评估的指标很多，如相对湿润度指数，相对湿润度指数(M)是中国气象局2005年《干旱监测和影响评价业务规定》中推荐的干旱指标之一，主要反映了土壤与水分之间的关系，类似的还有土壤湿度干旱指数等等，这些指标只是单纯的反映土壤的水分问题，并没有反映于作物的水分需求，因此研究者又结合了农作物的生理特征等特点，确定了不少农业干旱指标，如水分亏缺指数(CWDI)，帕尔默干旱指标PDSI等，主要以降水、蒸散等作为影响因子及相应影响作物对水分胁迫响应，对农业干旱进行评估。所以，用来评估干旱的指标还有很多，比如作物供需水指标、降水距平百分率、德马顿(De. Martonne)干旱指标等等。总之干旱的指标均有其片面性，难以揭示干旱现象的复杂性和很好地监测干旱。

气象干旱国内研究进展：降水是形成旱涝的重要因素之一，而且降水资料也很容易获取。所以气象干旱指标通常都主要选择降水量为主要参考因素，通过分析确定一个地区的旱涝程度^[5]。本文选取标准化降水指数（SPI）作为干旱指标,结合河南1985年~2015年的年玉米产量进行分析。很多学者对标准化降水指数（SPI）和玉米发育做了很多的研究，如刘晓洁，彭高辉^[6]等人利用不同尺度的标准化降水化指数对河南省干旱时空演变规律经行了研究，分析了河南省近50年的干旱分布。王连喜，边超钧^[7]等人运用了标准化降水指数，Morlet小波分析法，结合了陕西省17个县（区）玉米产量资料，借助面板模型数据，分析了干旱对陕西省玉米单产的影响效应。杨丽娜，张杰^[8]等人也使用了标准化降水指数对冀南地区分别进行了趋势分析和MK突变检验，研究了冀南地区夏玉米不同生育阶段，干旱发生的特征。而张琪，严登华^[9]等人，采用了多尺度的SPI指数，利用判别式分析法，滑动直线平均法建立了玉米干旱灾害分析模型，对玉米干旱风险进行了较好的预测，可满足气象业务需求。

2.2国外研究现状

国外的学者对农业干旱研究也非常重视，Sabau， Man, TE^[10]等人采用标准化降水指数（SPI）表征农业干旱和bhalme-mooley干旱指数（BDMI），两个气候指标来监测干旱，并分析了和冬小麦和夏玉米产量关系，通过周期分析，预测未来干旱对农业产量的影响。 Manatsa, Desmond; Mukwada, Geoffrey^[11]等人采用经验正交分析方法解释了为什么津巴布韦的极端干旱通常会对农业和国民经济造成可怕的后果，通过相关的国家干旱对主食玉米生产的影响可以估计未来干旱灾害的影响，并预测粮食不安全的时期。 John J.^[12]等人利用分辨率成像光谱仪（MODIS）干旱指数对玉米干旱区农业干旱进行监测。Potop, Vera; Tuerkott, Lubos^[13];等人在标准化降水指数（SPI）值，长期沉淀率（R），并在PED干旱指数的基础上，合并三个指数作为工具识别干旱的严重程度，提出的干旱事件和其潜在的影响在冬季和春季谷物在捷克共和国评估方法。Popova, Z.; Ivanova, M.; Martins, D.^[14]; 等利用趋势检验月降水量、最高和最低温度和标准化降水指数SPI两个月时间尺度，确定并支持了干旱风险管理、SPI-2（7月和8月）阈值来作为玉米不同气候区和保加利亚的经济风险指标。

资料来源与研究方法

3.1研究资料来源

本研究选取河南省开封、洛阳、安阳、新乡、许昌、三门峡、南阳、商丘、信阳、驻马店、郑州、宝丰和周口13个地区1985年~2015年共31年逐日降水资料为基础，计算逐月降水数据。河南省31年玉米产量资料来自于河南统计年鉴^[15]。河南省近30年夏玉米生育期资料来自中国气象数据网的农业气象观测资料。

3.2研究区域概况

图1为河南省13个研究气象站点图此线。河南省在我国的中东部,在东经110°21′ ～116°39′,北纬31°23′～36°22′之间，和河北、山西、陕西、广东、安徽、山东6省相邻，横向长580余公里,纵向跨度，550余公里。全省土地面积16.7万平方公里。其气候特征为：过渡性明显，区域有较明显的差别。河南位于北半球中纬度地区，北部是暖温带半湿润半干旱气候，面积占整个河南省的70％,南部是亚热带湿润半湿润气候,面积占整个河南省的30％。全省由于受亚热带季风气候的影响，且南北纬度跨度较大，横向东西地形条件也不同，让河南的热量资源分配不均，表现为河南省南部和东部较多，北部和西部少，降水量总体上南部和东南部多，北部和西北部少，具有明显的季风气候特征。从河南省农业生产来看，河南的农业生产面积占全国的十六分之一，而河南的粮食产量占全国的比重约10%。河南省更是夏玉米的生产大省，到2014年底河南省玉米种植面积为4 705^[16]万亩。全省被划分为6个玉米生产区^[17]，即豫北平原主产区、豫中南主产区、豫东平原主产区、豫西南产区、豫西丘陵主产区、豫南产区。

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