東北地區(qū)玉米氣候適宜評價指標(biāo)的確定與驗證

譚方穎，宋迎波，毛留喜，王建林

(1.國家氣象中心， 北京 100081； 2.寧夏回族自治區(qū)氣象局， 寧夏 銀川 750002)

?

東北地區(qū)玉米氣候適宜評價指標(biāo)的確定與驗證

譚方穎1，宋迎波1，毛留喜1，王建林2

(1.國家氣象中心， 北京 100081； 2.寧夏回族自治區(qū)氣象局， 寧夏 銀川 750002)

為科學(xué)、定量地評價氣象條件對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響，以東北地區(qū)為例，利用模糊數(shù)學(xué)原理，在考慮了玉米生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)指標(biāo)，構(gòu)建了東北區(qū)溫度、水分、日照適宜度模型，采用幾何平均法計算了玉米氣候適宜度。考慮到不同發(fā)育期氣候條件對玉米產(chǎn)量形成影響程度的客觀差異，運(yùn)用相關(guān)系數(shù)法設(shè)定玉米生育期內(nèi)各旬對產(chǎn)量的權(quán)重，采用加權(quán)平均法構(gòu)建了玉米播種至任意時段的氣候適宜指數(shù)。利用各時段歷史氣候適宜指數(shù)最大值、平均值、最小值，確定了不同等級的氣候適宜評價指標(biāo)?；谠撝笜?biāo)將1993—2011年玉米全生育期氣候適宜指數(shù)劃分為氣候適宜、較適宜、較不適宜和不適宜4個等級，并將該指標(biāo)進(jìn)行驗證。檢驗結(jié)果表明：東北地區(qū)玉米氣候適宜等級與生育期內(nèi)氣象條件的優(yōu)劣具有很好的一致性，播種～拔節(jié)、播種～乳熟、播種～成熟3個階段的氣候適宜等級與產(chǎn)量增減幅度的相關(guān)性十分顯著(P≤0.05)，且越接近成熟期，相關(guān)性越明顯；氣候適宜等級能夠較準(zhǔn)確地反映出玉米生育期內(nèi)氣象條件的優(yōu)劣變化及逐年、典型災(zāi)害年產(chǎn)量的實際情況。

玉米；氣候適宜度；氣候適宜指數(shù)；評價指標(biāo)

氣候適宜度是把溫度、光照、降水等氣候要素的數(shù)量變化，通過模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化成對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成的適宜程度[1]。隨著農(nóng)業(yè)氣候適宜度的提出，國內(nèi)不少學(xué)者對其進(jìn)行了系統(tǒng)的分析探討，縱觀國內(nèi)學(xué)者近20年來在該領(lǐng)域的研究,主要集中在氣候適宜度在氣候要素隸屬函數(shù)的建立[2-7]、作物生育期氣象條件評價[8-11]、氣候變化影響評價[6，12-15]、作物產(chǎn)量預(yù)報[16-18]等方面。景毅剛等[19]利用氣候適宜度模型對陜西關(guān)中地區(qū)1986年以來的冬小麥不同生育期和全生育期的氣候適宜度進(jìn)行計算和分析，得到冬小麥生長發(fā)育期間溫度適宜度和光照適宜度最高，降水適宜度最小的結(jié)論；任玉玉等[20]分析了河南省1961—2000年全省及各站點(diǎn)適宜度的變化趨勢，并對1981—2000年各站點(diǎn)適宜度的變化趨勢根據(jù)變化的方向和強(qiáng)度進(jìn)行分類，將河南省劃分為適宜度強(qiáng)增長型、弱增長型、減弱型；姚樹然等[21]對棉花各個發(fā)育期氣候適宜度及其時空分布進(jìn)行計算分析，劃分出河北省棉花溫度、降水、日照適宜度的高低值地區(qū)；賴純佳等[22]基于淮河流域雙季稻的溫度、降水、日照和氣候適宜度劃分出水稻種植的最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)和不適宜區(qū)；李昊宇等[23]、李樹巖等[24]、孫小龍等[25]、侯英雨等[26]以氣候適宜度為基礎(chǔ)，建立了冬小麥、玉米發(fā)育期預(yù)報模型；柳芳等[27]通過參數(shù)修訂建立了適合天津地區(qū)的棉花各生育期溫、光、水氣候適宜度評價模型和適宜度指數(shù)，并建立了棉花不同生育期的產(chǎn)量動態(tài)預(yù)報模型。可見，以往對氣候適宜度的研究主要集中在模型的建立與應(yīng)用方面，而氣候適宜度作為評價氣候?qū)ψ魑锷L發(fā)育定量化影響的主要途徑之一，目前對氣候適宜評價指標(biāo)的研究[28-29]卻甚少。

玉米是我國主要糧食作物之一，玉米生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，因此，定量綜合評價玉米生育期內(nèi)光、溫、水條件的優(yōu)劣，對指導(dǎo)玉米生產(chǎn)具有十分重要的意義。東北地區(qū)是我國最大的玉米優(yōu)勢種植區(qū)，本研究以東北地區(qū)為例，開展玉米氣候適宜程度評價指標(biāo)研究，旨在為客觀、定量評價氣象條件對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響提供一種方法，以期提升農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)定量化水平，為政府及農(nóng)業(yè)部門指導(dǎo)玉米生產(chǎn)提供科學(xué)參考。

1　資料與處理

1.1資料

本文所用氣象資料包括東北玉米產(chǎn)區(qū)(黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古東部)43個代表站1993—2011年逐日最高氣溫、最低氣溫、降水量、日照時數(shù)；土壤相對濕度資料為上述43個代表站(或鄰近觀測站)1993—2011年20 cm土壤相對濕度觀測資料；鑒于發(fā)育期觀測始自20世紀(jì)90年代初期，為充分使用其前期氣象資料，本研究玉米發(fā)育期統(tǒng)一使用2002—2004年發(fā)育期平均值；各發(fā)育期(最高溫度、最適溫度和最低溫度)溫度和20 cm土壤相對濕度(以下簡稱土壤相對濕度)指標(biāo)[30]見表1，以上資料來自國家氣象信息中心。產(chǎn)量資料為黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古4個省1981—2011年的玉米平均單產(chǎn)資料，來自國家統(tǒng)計局。本文研究對象為東北地區(qū)，并將43個站點(diǎn)資料的算術(shù)平均值，作為相關(guān)研究資料。

表1　東北地區(qū)玉米各發(fā)育階段溫度、土壤相對濕度指標(biāo)

1.2資料處理

1.2.1發(fā)育期資料本文規(guī)定，發(fā)育期在每月5、15、25日之前為上一旬，之后為當(dāng)旬，東北地區(qū)玉米各發(fā)育階段起止時間見表2。

1.2.2產(chǎn)量資料影響作物產(chǎn)量形成的因素很多,一般可劃分為氣象條件、農(nóng)技措施和“隨機(jī) 因子”三大類。其中農(nóng)技措施反映了一定歷史時期的社會生產(chǎn)發(fā)展水平,稱為時間技術(shù)趨勢產(chǎn)量，簡稱趨勢產(chǎn)量，“隨機(jī)因子”所占比例很小，在實際計算中常被忽略,因此其一般通式為：

Y=Yt+Yw

(1)

式中，Y為作物實際產(chǎn)量(單產(chǎn))，Yt為趨勢產(chǎn)量，Yw為氣象產(chǎn)量。

表2　玉米各發(fā)育階段起止時間

本研究根據(jù)東北區(qū)玉米歷史單產(chǎn)變化特點(diǎn)，建立符合其變化趨勢的回歸模型，得到趨勢產(chǎn)量值Yt，進(jìn)而得到氣象產(chǎn)量Yw，并用相對氣象產(chǎn)量(Ywr)表示。

2　氣候適宜度模型的建立

2.1溫度適宜度

基于模糊數(shù)學(xué)原理，結(jié)合玉米各發(fā)育階段最高溫度、最適溫度、最低溫度，建立溫度適宜度模型[31]，見式(2)。

(2)

式中，F(xiàn)(ti)為玉米各站點(diǎn)逐日溫度適宜度，ti為逐日平均氣溫(℃)，tl、th、t0分別為玉米各發(fā)育階段所需最低氣溫、最高氣溫和適宜氣溫。當(dāng)ti>th和ti

本文玉米各發(fā)育期以旬來界定，因此，旬溫度適宜度計算方法為：

(3)

式中，F(xiàn)j(t)為逐旬溫度適宜度，F(xiàn)j(ti)為日溫度適宜度，n為旬內(nèi)天數(shù)，n=10或8、9、11。

2.2水分適宜度

2.2.1土壤水分適宜度土壤相對濕度的大小是最直接評判玉米水分供應(yīng)條件好壞的因子，通過式(4)計算旬土壤水分適宜度[28]：

(4)

式中，F(xiàn)j(w)為各站點(diǎn)旬土壤水分適宜度，wj為旬實際土壤相對濕度，W0j為旬適宜土壤相對濕度(表1)。

2.2.2降水適宜度在農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)中，一般將降水距平百分率在-30%～30%之間定義為降水量接近于常年同期，能夠適應(yīng)該地區(qū)作物生長發(fā)育的需要，而降水偏少(降水距平百分率<-30%)和偏多(降水距平百分率>30%)都將影響玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量形成[32-33]。因此，結(jié)合前人研究成果[28]，旬降水適宜度模型建立如下：

(5)

Δpj=(pj-Rj)/Rj×100%

式中，F(xiàn)j(p)為各站點(diǎn)旬降水適宜度，pj為旬降水量，Rj為旬降水量多年(1981—2010年)平均值，Δpj為旬降水距平百分率。

在計算土壤水分適宜度和降水適宜度的基礎(chǔ)上，按照以下原則確定玉米各發(fā)育階段的水分適宜度，見式(6)。

(6)

2.3日照適宜度

由于玉米是短日照作物，適當(dāng)?shù)亩倘照沼欣谄渖L發(fā)育，但日照不足也將導(dǎo)致玉米葉片光合作用減弱，生長緩慢[26]，影響產(chǎn)量形成，結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)常用指標(biāo)，旬日照適宜度模型見式(7)：

(7)

hj=〔(sj-Hj)/Hj〕×100%

式中，F(xiàn)j(s)為各站點(diǎn)旬日照適宜度，j代表旬序列，sj為旬實際日照時數(shù)，hj為旬日照時數(shù)距平百分率，Hj為旬日照時數(shù)常年(1981—2010年)值。

東北地區(qū)玉米逐旬溫度、水分、日照適宜度為43個站點(diǎn)的算術(shù)平均值。

2.4氣候適宜度模型

為了綜合反映溫度、水分、日照三個因素對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響，東北地區(qū)旬氣候適宜度模型建立如下：

(8)

3　氣候適宜評價指標(biāo)的確定

3.1氣候適宜指數(shù)

為客觀反映不同時期氣象條件對玉米產(chǎn)量的影響程度，玉米播種至任意發(fā)育階段的氣候適宜指數(shù)由各旬氣候適宜度的加權(quán)平均求得，見式(9)。

(9)

式中，F(xiàn)(IC)為播種至任意發(fā)育期的氣候適宜指數(shù)，Kj為氣候適宜度對產(chǎn)量的逐旬影響系數(shù)，Rj為逐旬氣候適宜度Fj(c)與氣象產(chǎn)量Ywr的相關(guān)系數(shù)，n為玉米播種至任意發(fā)育期的旬?dāng)?shù)。

3.2氣候適宜評價指標(biāo)

根據(jù)上述方法，計算得到1993—2011年玉米播種～出苗、播種～拔節(jié)、播種～乳熟、播種～成熟4個時段的氣候適宜指數(shù)，依據(jù)式(10)原則[28]，確定了各時段適宜、較適宜、較不適宜、不適宜4個級別氣候適宜程度的評價指標(biāo)F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，計算結(jié)果見表3。

(10)

式中，F(xiàn)(IC)為玉米播種至任意發(fā)育期的氣候適宜指數(shù)，F(xiàn)(IC)max、F(IC)ave、F(IC)min分別為1993—2011年氣候適宜指數(shù)中最大值、平均值和最小值。

表3　玉米播種至不同發(fā)育期不同級別氣候適宜評價指標(biāo)

4　氣候適宜評價指標(biāo)的驗證及應(yīng)用

利用表3氣候適宜評價指標(biāo)，基于式(11)原則，將播種～出苗、播種～拔節(jié)、播種～乳熟、播種～成熟4個時段氣候適宜指數(shù)劃分為適宜、較適宜、較不適宜和不適宜4個等級。

(11)

4.1整體相關(guān)性檢驗

氣象條件適宜與否，最終都要通過產(chǎn)量高低來檢驗。將1993—2011年玉米播種～出苗、播種～拔節(jié)、播種～乳熟、播種～成熟4個時段氣候適宜等級與逐年氣象產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表4?？梢?，玉米氣象產(chǎn)量與4個時段氣候適宜等級均呈負(fù)相關(guān)，說明氣候適宜等級越大(氣象條件越不適宜)，氣象產(chǎn)量越低，氣象條件對產(chǎn)量形成越不利。從發(fā)育階段來看，除播種～出苗外的所有時段均通過了信度P≤0.05顯著性相關(guān)檢驗，且從播種開始越接近成熟期，相關(guān)性越顯著。

4.2典型災(zāi)害年檢驗

據(jù)文獻(xiàn)和農(nóng)業(yè)氣象情報記錄[34]，1997年、2000年和2007年東北地區(qū)均發(fā)生了嚴(yán)重的干旱，氣候適宜等級評價結(jié)果顯示，除1997年播種～出苗階段氣候適宜等級為2級外，其余時段均為3級或4級，其玉米單產(chǎn)分別為4 804.5 kg·hm-2、4 411.6 kg·hm-2和5 177.6 kg·hm-2，對應(yīng)的氣象產(chǎn)量為-13.8%、-22.6%和-9.5%，是歉產(chǎn)年，其中2007年8月中下旬東北地區(qū)大部旱情也得到緩解，氣候適宜等級由4級轉(zhuǎn)為3級(圖1)，但仍無法扭轉(zhuǎn)前期產(chǎn)量損失，與4.1節(jié)的結(jié)論一致。

表4　玉米氣象產(chǎn)量與播種至不同發(fā)育階段氣候適宜等級相關(guān)分析結(jié)果

圖1東北地區(qū)典型年玉米播種～成熟氣候適宜等級與相應(yīng)年氣象產(chǎn)量

Fig.1Climatic suitability degree and meteorological yield of maize from sowing to maturity in northeast of China during typical years

4.3應(yīng)用檢驗

當(dāng)全生育期氣象條件評價為適宜和較適宜(氣候適宜等級為1和2)時，一般為增產(chǎn)年(氣象產(chǎn)量≥0)。1993—2011年(共19年)中，玉米全生育期氣候適宜等級為1和2的年份有11年，81.8%的年份氣象產(chǎn)量>0，其中氣候適宜等級為1時，66.7%的年份氣象產(chǎn)量≥5%，氣候適宜等級為2時，25.0%的年份氣象產(chǎn)量在0～5%之間；當(dāng)評價氣象條件為較不適宜和不適宜(氣候適宜等級為3和4)時，一般為減產(chǎn)年(氣象產(chǎn)量<0)，1993—2011年共19年中，玉米全生育期氣候適宜等級為3和4的年份有8年，87.5%的年份氣象產(chǎn)量<0，其中氣候適宜等級為3時，50.0%年份氣象產(chǎn)量在-5%～0之間，氣候適宜等級為4時(1997年，2000年)，100%的年份氣象產(chǎn)量<-5%(圖2)。

圖21993—2011年東北區(qū)玉米全生育期氣候適宜等級與氣象產(chǎn)量

Fig.2Climatic suitability degree and meteorological yield of maize during the whole growth period from 1993 to 2011 in northeast of China

5　結(jié)果與討論

1) 本文利用模糊數(shù)學(xué)原理，基于玉米生物學(xué)特性，結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)指標(biāo)，建立了東北區(qū)玉米溫度、水分、日照及氣候適宜度模型；計算了玉米播種～出苗、播種～拔節(jié)、播種～乳熟、播種～成熟4個時段的氣候適宜指數(shù)，確定了東北區(qū)玉米發(fā)育期內(nèi)各時段氣候適宜、較適宜、較不適宜、不適宜4個等級的評價指標(biāo)。

2) 基于氣候適宜評價指標(biāo)將播種～出苗、播種～拔節(jié)、播種～乳熟、播種～成熟4個時段氣候適宜等級進(jìn)行劃分與應(yīng)用，結(jié)果表明，氣候適宜等級與玉米生育期內(nèi)氣象條件優(yōu)劣具有很好的一致性，除播種～出苗階段外，其余3個時段的氣候適宜等級與氣象產(chǎn)量的相關(guān)性均可通過信度P≤0.05顯著性檢驗，且越接近成熟期，兩者相關(guān)性越顯著，與宮麗娟等[1]研究結(jié)論一致；也說明前期氣象條件的優(yōu)劣對最終產(chǎn)量的影響相對較小，即前期氣象條件較差(好)，后期還有很大逆轉(zhuǎn)空間，而后期氣象條件偏差，對產(chǎn)量的影響則很難挽回。檢驗結(jié)果顯示，氣候適宜等級與氣象產(chǎn)量增減幅度具有很好的對應(yīng)關(guān)系，且能夠準(zhǔn)確的反映典型災(zāi)害年的實際情況，應(yīng)用效果較好；當(dāng)評價等級為2和3時，與氣象產(chǎn)量在-5%～5%之間的對應(yīng)關(guān)系略差，可能是由于在玉米大面積播種前或收獲后，仍存在干旱、連陰雨等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，從而導(dǎo)致產(chǎn)量的減少，或者短時災(zāi)害性天氣在建立各氣象要素氣候適宜度模型時被平滑掉所致。

3) 本文所用數(shù)據(jù)資料容易獲得，方法簡潔易操作，旨在提供一種客觀、科學(xué)的作物氣候適宜程度評價指標(biāo)確定方法，因此可作為研究參考，在全國玉米種植區(qū)及其它作物中推廣使用。

4) 本文研究區(qū)域為東北區(qū)，未針對區(qū)域內(nèi)各代表站玉米氣候適宜評價指標(biāo)進(jìn)行逐一計算，所用玉米各發(fā)育期氣象和發(fā)育期指標(biāo)未考慮氣候變化的影響以及玉米品種對氣候的不同要求；在建立降水和日照適宜度模型時，考慮到玉米在東北地區(qū)長期以來的適應(yīng)性，以及與實際農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)指標(biāo)的一致性，將降水和日照距平百分率作為模型中的主要評價指標(biāo)，玉米生物學(xué)指標(biāo)考慮的略少。解決了上述因素后，玉米氣候適宜評價指標(biāo)則更能客觀地反映出氣象條件對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的滿足程度，更好地為農(nóng)業(yè)部門開展農(nóng)作物生長條件評價、預(yù)估玉米產(chǎn)量趨勢及政府部門指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考。

[1]宮麗娟，王晨軼，王萍，等.東北三省玉米氣候適宜度變化分析[J].玉米科學(xué),2013,21(5):140-146.

[2]羅懷良，陳國階．四川洪雅縣農(nóng)業(yè)氣候適宜度評價[J]．農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2001,22(5)：279-282．

[3]景毅剛，高茂盛，范建忠，等．陜西關(guān)中冬小麥氣候適宜度分析[J]．西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013,22(8)：27-32．

[4]趙峰，千懷遂，焦士興．農(nóng)作物氣候適宜度模型研究——以河南省冬小麥為例[J]．資源科學(xué)，2003,25(6)：77-82.

[5]徐學(xué)選，高鵬，蔣定生．延安降水對農(nóng)作物生長適宜性的模糊分析[J]．水土保持研究，2000,7(2)：73-76,118．

[6]魏瑞江，張文宗，康西言，等．河北省冬小麥氣候適宜度動態(tài)模型的建立及應(yīng)用[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007,25(6)：5-9．

[7]魏瑞江，李春強(qiáng)，姚樹然．農(nóng)作物氣候適宜度實時判定系統(tǒng)[J]．氣象科技，2006,34(2)：229-232．

[8]任玉玉，千懷遂，劉青青．河南省棉花氣候適宜度分析[J]．農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2004,25(3)：231-235．

[9]黃淑娥，田俊，吳慧峻．江西省雙季水稻生長季氣候適宜度評價分析[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2012, 33(4)：527-533．

[10]張建軍，馬曉群，許瑩．安徽省一季稻生長氣候適宜性評價指標(biāo)的建立與試用[J]．氣象，2013, 39(1)：88-93．

[11]齊斌，余衛(wèi)東，袁建昱，等．河南省棉花精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2011,32(4)：571-575．

[12]代立芹，李春強(qiáng)，魏瑞江．河北省夏玉米氣候適宜度及其變化特征分析[J]．生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2011, 20(6)：1031-1036．

[13]田俊，黃淑娥，祝必琴，等．江西雙季早稻氣候適宜度小波分析[J]．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012, 34(4)：646-651,670．

[14]蒲金涌，姚小英，姚茹莘．近40年甘肅河?xùn)|地區(qū)夏秋作物氣候適宜性變化[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2011,29(5)：253-258．

[15]朱新玉，劉杰，史本林，等．氣候變暖背景下中原腹地冬小麥氣候適宜度變化[J]．地理研究，2012，31(8)：1479-1489．

[16]魏瑞江，宋迎波，王鑫．基于氣候適宜度的玉米產(chǎn)量動態(tài)預(yù)報方法[J]．應(yīng)用氣象學(xué)報，2009,20(5)：622-627．

[17]李曼華，薛曉萍，李鴻怡．基于氣候適宜度指數(shù)的山東省冬小麥產(chǎn)量動態(tài)預(yù)報[J]．中國農(nóng)學(xué)通報，2012, 28(12)：291-295．

[18]劉偉昌，陳懷亮，余衛(wèi)東，等．基于氣候適宜度指數(shù)的冬小麥動態(tài)產(chǎn)量預(yù)報技術(shù)研究[J]．氣象與環(huán)境科學(xué)，2008,31(2)：21-24．

[19]景毅剛，高茂盛，范建忠，等．陜西關(guān)中冬小麥氣候適宜度分析[J]．西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013,22(8)：27-32．

[20]任玉玉，千懷遂．河南省棉花氣候適宜度變化趨勢分析[J]．應(yīng)用氣象學(xué)報，2006,17(1)：87-93．

[21]姚樹然，王鑫，李二杰．河北省棉花氣候適宜度及其時空變化趨勢分析[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009,27(5)：24-29．

[22]賴純佳，千懷遂, 段海來，等．淮河流域雙季稻氣候適宜度及其變化趨勢[J]．生態(tài)學(xué)雜志，2009,28(11)：2339-2346．

[23]李昊宇，王建林，鄭昌玲，等．氣候適宜度在華北冬小麥發(fā)育期預(yù)報中的應(yīng)用[J]．氣象，2012,38(12)：1554-1559．

[24]李樹巖，彭記永，劉榮花．基于氣候適宜度的河南夏玉米發(fā)育期預(yù)報模型[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2013, 34(5)：576-581．

[25]孫小龍，閆偉兄，武榮盛，等．基于氣候適宜度建立河套灌區(qū)玉米生育期模擬模型[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2014,35(1)：62-67．

[26]侯英雨，王良宇，毛留喜，等．基于氣候適宜度的東北地區(qū)春玉米發(fā)育期模擬模型[J]．生態(tài)學(xué)雜志，2012,31(9)：2431-2436．

[27]柳芳，薛慶禹，黎貞發(fā)．天津棉花氣候適宜度變化特征及其產(chǎn)量動態(tài)預(yù)報[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2014,35(1)：48-54．

[28]宋迎波，王建林，李昊宇，等．冬小麥氣候適宜診斷指標(biāo)確定方法探討[J]．氣象，2013,39(6)：768-773．

[29]張建軍，馬曉群，許瑩．安徽省一季稻生長氣候適宜性評價指標(biāo)的建立與試用[J]．氣象，2013,39(1)：88-93．

[30]宋迎波，王建林，楊霏云，等.糧食安全氣象服務(wù)[M].北京:氣象出版社,2006,28-31.

[31]馬樹慶.吉林省農(nóng)業(yè)氣候研究[M].北京:氣象出版社,1994,33.

[32]錢永蘭，呂厚荃.2013年秋收作物生長季農(nóng)業(yè)氣象條件評價[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2014，35(1):116-118.

[33]譚方穎，趙秀蘭，張蕾.2014年冬小麥、油菜全生育期農(nóng)業(yè)氣象條件評價[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2014，35(4):482-484.

[34]婁秀榮，沙奕卓.1997年夏季(6—8月) 氣候?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，1997，18(6):51-53.

Identification and validation of climatic suitability indicator of maize in Northeast China

TAN Fang-ying1, SONG Ying-bo1, MAO Liu-xi1, WANG Jian-lin2

(1.National Meteorological Center, Beijing 100081, China;2.NingxiaMeteorologicalService,Yinchuan,Ningxia750002,China)

In order to assess the effects of meteorological conditions on growth and yield of maize scientifically and quantifiably, Northeast China was taken as an example using fuzzy mathematics to establish suitability functions for temperature, moisture and sunshine, combined with the biological characteristics of maize and agricultural meteorological business services index. As a result, the climatic suitability of maize was calculated by geometric mean formula. Considering the objective differences in influence intensities on growth of maize by weather conditions, the correlation analysis was used to calculate the weight for each ten-day to every growth stage. Then the climate suitable index of maize from sowing to any stages of development in growth period was built by weighted average method. Through the uses of historical maximum, minimum and average climate suitable index, different grades climate suitable evaluation indexes were set up, by which the Climatic suitability indicators of every growth period were divided into four grades and the correlation between climatic suitability grades and yield of maize was analyzed from 1993 to 2011. The results showed good relations between climatic suitability grades and meteorological conditions during the growing season of maize in Northeast China. There was a significant correlation (P≤0.05) existing between climatic suitability grades of three developmental stages (seeding to jointing, seeding to milky maturity, and seeding to maturity) and the margin of increase or decrease in yield of maize. In addition, the more related between climatic suitability grades and yield, the closer to maturity it is. The climatic suitability grades can evaluate the change of climate condition during every developmental stage and reflect accurately the actual fluctuations of yield year by year and the typical years of poor harvest for maize. This method is advantageous for popularization and application.

maize; climate suitability; climate suitable index; evaluation indicators

1000-7601(2016)05-0234-06

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.05.36

2015-06-15

公益性行業(yè)(氣象)科研專項(GYHY201206022)

譚方穎(1982—)，女，吉林東豐人，碩士，工程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣象科研與服務(wù)業(yè)務(wù)工作。 E-mail：tanfangying0803@163.com。

S165+.27

A