河南夏玉米不同生育阶段极端高温阈值确定及对产量的影响

 2022-01-20 12:01

论文总字数:18333字

目 录

摘要 1

Abstract 2

1 引言 3

2 资料与方法 4

2.1 研究地区概况 4

2.2 数据来源 5

2.2.1 气象资料 5

2.2.2 作物资料 5

2.3 研究方法 5

2.3.1积温-产量模型 5

2.3.2极端高温事件频率、强度的计算 6

2.3.3减产率的计算 7

3 结果与分析 7

3.1 河南省夏玉米不同生育期极端高温阈值的确定 7

3.1.1 玉米不同生育期不同温度出现时长 8

3.1.2 有效积温-产量比例系数K随时间变化情况 8

3.1.3 极端高温阈值的确定 8

3.2 河南省极端高温事件时空分布 9

3.2.1极端高温事件发生频率时空分布 9

3.2.2极端高温事件发生强度时空分布 10

3.3 极端高温对夏玉米产量的影响 12

3.3.1减产率随时间变化情况 12

3.3.2减产率与极端高温灾害的相关性分析 12

4 结论与讨论 14

参考文献 14

致谢 17

河南夏玉米不同生育阶段极端高温阈值确定

及对产量的影响

黄文杰

, China

Abstract: The increasing frequency of extreme heat disasters in recent decades has become one of the main obstacles to human production and life. Based on the 10 weather stations in Henan province from 1981 to 2012, maximum and minimum temperature data and summer maize growth period, the use of accumulated temperature of output model to determine the extreme high temperature threshold, then draws the space-time distribution of extreme high temperature event and influence of extreme high temperature on production. The results shows that: (1) the extreme high temperature threshold before and after jointing and whole growth period of Henan province was 37.19℃, 35.52℃ and 36.74℃ respectively. (2) From 1981 to 2012, the frequency and intensity of extreme high-temperature disasters have continuously increased, and they are basically decreasing from the north to the south before the jointing. The disasters in Ruzhou and Tangyin areas were the most severe, and the frequency of jointing showed a gradual increase from north to south. The highest in Zhumadian area, the intensity distribution showed the highest in the central and western regions, decreasing trend to the surrounding area, and reached the maximum value in Zhengzhou area. (3) the summer maize yield was mostly affected by the extreme high temperature disaster in the latter stage. Therefore, it is necessary to pay special attention to the prevention of extreme high temperature disasters in Zhengzhou, Zhumadian and other areas, so as to avoid the large production loss of summer maize.

Key Words: Henan Province; summer maize; extreme high-temperature; threshold; yield.

1 引言

20世纪以来,随着城市化建设的兴起与工业化的发展,人类高排放活动愈加频繁,导致了全球温室效应、厄尔尼诺现象增强,气温增高,进而使得极端高温事件发生率越来越高[1,2]。1985年以来,我国极端高温事件发生次数急剧增高[3]。尤其在1995-2000年期间,我国北部地区极端高温事件的发生率大幅度提升[4],2010年我国极端高温与极端降水事件发生的强度与频率均为十九世纪六十年代以来最强的一年[5],并且据研究统计数据显示,在接下来的一段时间内,中国的极端高温事件频数将以明显的线性趋势不断增大[6]。由极端高温导致的气象灾害仅在2000年就使我国超过4054万hm2的土地出现大范围干旱,其中成灾面积达2678万hm2,为我国农业生产造成了不可估量的损失[7]。陈少勇[8]等人研究表明,我国西北大部地区极端高温事件的发生率正以平均每十年1.8天的速率显著增多。这一系列事件都说明了极端高温带来的负面效应愈发严重,但由于条件限制,我国对于高温灾害的研究开始得比较晚,对于极端高温事件的相关深入研究更是较少[9]。而目前不断发生的极端高温事件,给粮食生产造成了极大地影响,极端高温已成为了导致粮食减产的重要因素。以河南省为例,河南省位于华北平原地区,是我国粮食主产区之一,该省的粮食生产安全不仅对河南本省具有极大地影响,对于全国的粮食安全和社会稳定也具有重要影响。因此,亟需对河南省极端高温灾害对农业的影响进行相关研究。

在对极端天气气候事件(简称为极端事件)进行研究时,通常将其分为单站极端事件和区域性极端事件两类,均是指某一天气气候现象较往年严重偏离平均态,在统计学意义上属于不易发生的偶然事件[10-11]。极端高温属于极端事件的一种,是指气温异常高于当地往期统计分布上限末端的数值时的天气现象[12]。国内研究表明,在二十世纪下半叶,我国极端高温天气发生率大约每十年就会增长5.22天[13]。周晓等人[14]研究得知,二十世纪八、九十年代中国北方地区极端高温事件较南方多,但到了21世纪后,北方极端高温事件发生次数减少,南方却大幅增多。均说明我国受极端高温事件的影响将会随时间不断加剧,且该事件的发生具有地域性差异。综合国内研究现状可知,我国面临着气温不断升高、极端高温事件发生频数与强度不断增大的严峻气候考验,对于极端高温事件的相关研究变得更加重要。

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