河北省夏玉米生長(zhǎng)季干旱時(shí)空特征及對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響

番聰聰， 胡正華， 黃 進(jìn)， 申雙和， 尤新媛

(1.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心/大氣環(huán)境中心，江蘇南京 210044；2.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院/江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210044)

干旱是指在一定時(shí)期內(nèi)無(wú)降水或降水量偏少引起土壤水分虧缺，從而不能滿足作物正常生長(zhǎng)所需水分的一種氣候現(xiàn)象[1]。干旱具有普遍性和危害性，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)氣象災(zāi)害引起的損失約占自然災(zāi)害總損失的85%，其中干旱造成的災(zāi)損占50%左右[2]。中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，干旱已成為當(dāng)前最主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，每年平均干旱受災(zāi)面積約為2.2×107hm2，占各類災(zāi)害的40%以上，糧食損失達(dá)到1.2×1010kg[3-4]，探究干旱的特征及干旱對(duì)農(nóng)作物的影響很有實(shí)際意義與價(jià)值。

IPCC第5次評(píng)估報(bào)告指出，未來(lái)氣溫將繼續(xù)上升，而中緯度地區(qū)的平均降水將減少，會(huì)使干旱發(fā)生頻繁[5-6]。河北省位于中緯度，面對(duì)嚴(yán)峻的干旱形勢(shì)，對(duì)干旱進(jìn)行監(jiān)測(cè)就顯得十分必要。在干旱時(shí)空動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)方法中，氣象指數(shù)法具有一致性高、計(jì)算簡(jiǎn)便快捷、對(duì)干旱反應(yīng)靈敏、時(shí)間尺度靈活、數(shù)據(jù)易獲取等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)干旱研究中被廣泛應(yīng)用。其中指數(shù)SPI，采用降水量(干旱形成中的決定性因素)來(lái)計(jì)算干旱狀況，不僅計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便，而且對(duì)干旱反應(yīng)敏捷，標(biāo)準(zhǔn)化后在不同區(qū)域和不同時(shí)間尺度上都具有可比性[7-8]。其中，Guttman通過(guò)對(duì)比帕爾默干旱指數(shù)(Palmer drought severity index，PDSI)和SPI，得出SPI比PDSI更具有統(tǒng)計(jì)上的一致性[9]。Wu等研究表明，降水序列時(shí)間尺度越長(zhǎng)，SPI的結(jié)果越可靠，在干旱氣候條件下，應(yīng)更注重干旱持續(xù)時(shí)間，不再只是關(guān)注干旱強(qiáng)度[10]。袁文平等對(duì)我國(guó)不同氣候區(qū)的SPI及Z指數(shù)進(jìn)行比較，得出SPI消除了降水的時(shí)空分布差異，在各區(qū)域和各尺度均能很好地反映旱澇狀況，優(yōu)于廣泛應(yīng)用的Z指數(shù)的結(jié)論[11]。張利利等在石羊河流域的研究得出，不同時(shí)間尺度SPI對(duì)降水量變化的敏感程度存在較大差異，時(shí)間尺度越小，SPI對(duì)一次降水的反應(yīng)越明顯[12]。張建平等在西南地區(qū)的研究表明，月尺度的SPI指數(shù)與干土壤濕度相關(guān)性明顯，與氣象類干旱監(jiān)測(cè)指數(shù)Pa和MI也都呈顯著性相關(guān)[13]。車少靜等利用SPI分析了河北省旱澇時(shí)空變化分布特征，從年際和季節(jié)角度分析了旱澇狀況[14]。閆峰等則基于柵格尺度的SPI對(duì)河北省的干旱時(shí)空分布特征進(jìn)行了刻畫[15]。本研究選取54年的SPI作為干旱指標(biāo)，用來(lái)反映干旱特征。

雖然基于SPI指數(shù)的干旱研究眾多，但大多數(shù)研究使用的SPI尺度為3個(gè)月(季節(jié)尺度)或12個(gè)月(年尺度)，本研究則使用1個(gè)月尺度的SPI值，討論在短時(shí)間尺度上SPI指數(shù)的適用性，及其表現(xiàn)出的干旱特征。在驗(yàn)證SPI指數(shù)的適用性上，很多研究均為2種或多種干旱指數(shù)相互比較[16-19]，并未與實(shí)際干旱情況作對(duì)比。短時(shí)間尺度的SPI指數(shù)能更好地反映短時(shí)降水等對(duì)農(nóng)作物的影響，這樣的干旱情況能更好地與農(nóng)作物的水分關(guān)鍵期相結(jié)合，因此本研究選取短時(shí)間尺度的SPI。研究區(qū)域?yàn)楹颖笔。靥幦A北平原北部，大陸性季風(fēng)氣候使得該省旱澇災(zāi)害頻發(fā)。特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，由于氣候變化極端氣象事件增多，干旱發(fā)生越發(fā)頻繁。根據(jù)相關(guān)資料，河北省每年的受旱面積平均達(dá)到238.3萬(wàn)hm2。河北省為夏玉米的主要種植省份，玉米是其第二大糧食作物，干旱災(zāi)害會(huì)嚴(yán)重威脅到糧食安全，對(duì)該區(qū)域夏玉米生長(zhǎng)季內(nèi)的干旱研究具有重要意義。本研究將基于1個(gè)月尺度的SPI值，用實(shí)際的干旱情況驗(yàn)證短時(shí)間尺度的SPI的適用性，研究河北省夏玉米生長(zhǎng)季(6—9月)的干旱時(shí)空分布特征，將干旱的描述更加精細(xì)化，同時(shí)分析研究區(qū)域的干旱變化趨勢(shì)，為今后的干旱災(zāi)害評(píng)估做準(zhǔn)備，并針對(duì)夏玉米這一作物，探究SPI與其生長(zhǎng)之間的關(guān)系，結(jié)合干旱特征為保障該區(qū)域的糧食安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 區(qū)域概況及資料來(lái)源

河北省位于113°27′～119°50′E，36°05′～42°40′N之間，總面積1 885萬(wàn)hm2。冬季寒冷干燥，夏季炎熱濕潤(rùn)，降水量分布特點(diǎn)為東南多西北少，降水主要集中在夏季，且主要為暴雨形式，旱澇災(zāi)害頻繁，干旱已成為當(dāng)?shù)氐闹饕獨(dú)庀鬄?zāi)害。

本研究采用的數(shù)據(jù)來(lái)自于河北省19個(gè)地面氣象站點(diǎn)1961—2014年的氣象資料，站點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。夏玉米1980—2011年的產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)自于河北省19個(gè)農(nóng)業(yè)氣象站點(diǎn)。1995—2014年受災(zāi)面積數(shù)據(jù)來(lái)自于河北省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.2 計(jì)算方法

1.2.1 SPI指數(shù) SPI是由Mckee等在1993年創(chuàng)建的干旱指標(biāo)，主要從降水量的角度來(lái)量化干旱。首先假設(shè)某一時(shí)段的降水量服從Gamma概率，再通過(guò)正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化，然后使用近似式計(jì)算最終得到SPI值。SPI的計(jì)算方法具體參見(jiàn)文獻(xiàn)[20]。本研究選取的是1個(gè)月短時(shí)間尺度的SPI，代表區(qū)域短時(shí)間內(nèi)的水分盈虧情況，能夠較好地反映農(nóng)作物的水分供給狀況。

干旱等級(jí)劃分參照Mckee等干旱等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21](表1)。SPI≤-1.0為干旱發(fā)生臨界界值。

表1 SPI等級(jí)分類

1.2.2 干旱評(píng)估指標(biāo)

1.2.2.1 干旱頻率(Pi)Pi用來(lái)表征站點(diǎn)有資料年份內(nèi)發(fā)生干旱頻繁程度[22]，可用以下公式表示：

Pi=(n/N)×100%。

(1)

式中：n為發(fā)生干旱的年數(shù)；N為站點(diǎn)有氣象資料的總年數(shù)；i指代不同站點(diǎn)代號(hào)。

1.2.2.2 干旱站次比(Pj)Pj是以某區(qū)域內(nèi)干旱發(fā)生站點(diǎn)數(shù)占全部站數(shù)的比例來(lái)評(píng)價(jià)干旱影響范圍的大小，能表示一定區(qū)域里干旱發(fā)生范圍的大小，計(jì)算公式如下：

Pj=(m/M)×100%。

(2)

式中：m為發(fā)生干旱的站點(diǎn)數(shù)，M為研究區(qū)域內(nèi)總氣象站點(diǎn)數(shù)，j指不同年份代號(hào)。

1.2.2.3 較差值z(mì)為量化2組數(shù)據(jù)差異的一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)，計(jì)算公式如下：

z=(ke/E-kf/F)/(ke/E)。

(3)

式中：ke為受災(zāi)面積，kf為12個(gè)月的干旱站次比總和；E為受災(zāi)面積的閾值，F(xiàn)為站次比的閾值。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

1.3.1 Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法 干旱變化趨勢(shì)及顯著性采用氣象學(xué)中常用的Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)(簡(jiǎn)稱MK檢驗(yàn))，對(duì)SPI指數(shù)的時(shí)間序列進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)。MK檢驗(yàn)是一種檢驗(yàn)時(shí)間序列變化趨勢(shì)的非參數(shù)檢驗(yàn)方法，由于允許缺測(cè)值存在，且不用證明數(shù)據(jù)服從一定的分布，使用方便[23]。

1.3.2 反距離權(quán)重插值法 在ArcGIS中利用空間分析(spatial analysis)模塊，通過(guò)反距離權(quán)重(inverse distance weighted，IDW)插值法繪制出干旱頻率的空間分布圖。其中，IDW是一種常見(jiàn)、易于操作的空間插值方法，以插值點(diǎn)與樣本點(diǎn)之間的距離為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均，離插值點(diǎn)越近的樣本點(diǎn)賦予的權(quán)重越大。

1.3.3 相關(guān)性分析 運(yùn)用SPSS軟件對(duì)19個(gè)站點(diǎn)1980—2011年的SPI與夏玉米產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)季干旱時(shí)間特征

2.1.1 干旱站次比時(shí)間變化 站次比能夠代表研究區(qū)域的干旱發(fā)生范圍，將整年發(fā)生干旱的站次比與統(tǒng)計(jì)年鑒中對(duì)應(yīng)年的干旱受災(zāi)面積進(jìn)行對(duì)比，討論1個(gè)月尺度的SPI在河北省的適用性。從圖2中可以看出，河北省1995—2014年干旱受災(zāi)面積與計(jì)算出的干旱站次比的變化趨勢(shì)大致相同。其中，2000、2006—2012年等站次比表征的干旱范圍與實(shí)際受災(zāi)面積出入略大，總體上2005年前變化趨勢(shì)更相近，而2005—2014年二者雖然趨勢(shì)相似，但站次比的情況比實(shí)際受災(zāi)面積更嚴(yán)重些。為了量化對(duì)比二者間的差異，將受災(zāi)面積與SPI值分別除以其自身閾值，得到的比值求差再除以受災(zāi)面積的比值，得到歸一化后的較差值進(jìn)行分析。較差值z(mì)越小說(shuō)明二者間變化差異越相近，其中2001—2003年的數(shù)值小于0.1，變化十分相近。且除了2011、2012年的數(shù)值小于 -1，其余的都在-1.9和0.6之間波動(dòng)。所以1個(gè)月尺度的SPI值能夠反映出河北省干旱情況，有較好的適用性。

將6—9月的干旱站次比數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，夏玉米生長(zhǎng)季內(nèi)站次比的年平均值為15.8%，最大站次比出現(xiàn)在2000年，1973年則沒(méi)有干旱發(fā)生。1961—2014年6—9月各個(gè)月發(fā)生干旱的站點(diǎn)數(shù)分別為162、168、167、151，表明每個(gè)月發(fā)生干旱的范圍面積相差不大，均在25%左右。

2.1.2 干旱發(fā)生次數(shù)時(shí)間變化 基于SPI值，整理出1961—2014年河北省發(fā)生不同等級(jí)干旱的次數(shù)(圖3)。在干旱類型分布中，中旱占比最高，為57%，重旱占27%，極端干旱發(fā)生次數(shù)最少，為16%，越嚴(yán)重的干旱發(fā)生的次數(shù)越少。從年際變化來(lái)看，干旱發(fā)生次數(shù)沒(méi)有明顯的規(guī)律。以年代際干旱發(fā)生均次來(lái)分析，20世紀(jì)60、70、80年代干旱發(fā)生均次為 11.9、10.9、11.9次；20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)10年代則達(dá)到13.9、14.1次，20世紀(jì)90年代后干旱發(fā)生明顯增多，干旱形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻。

2.2 生長(zhǎng)季干旱空間特征

2.2.1 干旱頻率分布特征 從圖4可以看出，河北省1961—2014年6—9月發(fā)生干旱的頻率均在9%～24%之間，總體干旱狀況比較嚴(yán)重。遵化、張家口、南宮這3個(gè)站點(diǎn)，4個(gè)月的干旱頻率均達(dá)到了16.7%以上，相對(duì)其他站點(diǎn)干旱較為嚴(yán)重；張北、懷來(lái)、石家莊、饒陽(yáng)、豐寧、唐山、青龍這7個(gè)站點(diǎn)干旱頻率起伏較大，容易引發(fā)農(nóng)作物旱災(zāi)；蔚縣、邢臺(tái)、圍場(chǎng)、承德這4個(gè)站點(diǎn)，干旱頻率較低，均在16.7%以下，表明降水較為豐沛，發(fā)生干旱情況偏少。通過(guò)6—9月4個(gè)月的相互對(duì)比，9月降水最多，干旱發(fā)生最少，月平均干旱頻率為 14.7%；7月干旱情況較為嚴(yán)重，月平均干旱頻率為16.4%；6月除了個(gè)別干旱頻率高，其他站點(diǎn)干旱頻率較低；8月西北和東部干旱頻率較高。

2.2.2 干旱趨勢(shì)分布特征 運(yùn)用MK檢驗(yàn)對(duì)SPI的時(shí)間序列做趨勢(shì)分析，河北省6—9月SPI的趨勢(shì)空間分布見(jiàn)圖5，以通過(guò)0.05、0.01顯著水平分別為顯著和極顯著。從圖5可以看出，6—9月中，有顯著或極顯著下降趨勢(shì)的站點(diǎn)共19個(gè)，占25%；顯著或極顯著上升的站點(diǎn)11個(gè)，占14.5%。各個(gè)月份之間的趨勢(shì)變化存在差異，表現(xiàn)出時(shí)間和空間上的復(fù)雜性。河北省6月和9月SPI呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，分別有31.6%、57.9%的站點(diǎn)有變濕潤(rùn)的趨勢(shì)，主要為唐山、青龍、饒陽(yáng)等幾個(gè)站點(diǎn)，分布于河北省東部靠海區(qū)域。7月和8月的SPI變化則呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，7月有31.6%的站點(diǎn)變干，分別為圍場(chǎng)、青龍、唐山、蔚縣、保定這幾個(gè)站點(diǎn)，8月則有高達(dá)68.4%的站點(diǎn)會(huì)變干燥，分布于河北省東部、西北部及南部，范圍較大。綜合來(lái)看，唐山、青龍、張北、黃燁、石家莊、邢臺(tái)這些站點(diǎn)在不同月份有不同的變化趨勢(shì)，即月份間的干濕差異更加明顯；只有秦皇島和豐寧無(wú)變干的趨勢(shì)，且秦皇島的9月降水將增多，其他站點(diǎn)在7月和8月都有或多或少的變干趨勢(shì)，所以河北省干旱情形可能出現(xiàn)更加嚴(yán)重的狀況。

2.3 干旱與夏玉米產(chǎn)量的關(guān)系

SPI值與夏玉米產(chǎn)量的相關(guān)性見(jiàn)表2，從各月上來(lái)看，7月、8月呈顯著性相關(guān)的站點(diǎn)多于6月、9月。其中，6月19個(gè)站點(diǎn)僅有懷來(lái)和廊坊分別呈顯著和極顯著相關(guān)，占比為10.5%；9月僅邢臺(tái)1個(gè)站點(diǎn)有顯著相關(guān)性；7月有4個(gè)站點(diǎn)呈顯著相關(guān)，4個(gè)站點(diǎn)呈極顯著相關(guān)，占比達(dá)42.1%；8月有3個(gè)站點(diǎn)呈顯著相關(guān)，1個(gè)極顯著相關(guān)，占21.1%。由于在夏玉米的出苗期(大約6月中下旬)降水量的不足對(duì)產(chǎn)量的形成影響并不明顯；9月夏玉米處于乳熟期，降水量對(duì)于其產(chǎn)量的影響也較小。而7—8月是夏玉米的拔節(jié)-抽雄-開(kāi)花期，是關(guān)鍵的水分敏感生育期，其中7月，夏玉米正在7葉-拔節(jié)的生長(zhǎng)時(shí)期，干旱影響會(huì)更加明顯地作用到產(chǎn)量上；8月為夏玉米抽雄-灌漿期，開(kāi)始轉(zhuǎn)為生殖生長(zhǎng)階段，干旱會(huì)直接對(duì)穗數(shù)產(chǎn)生影響。從站點(diǎn)分布上來(lái)講，總體來(lái)說(shuō)河北中部區(qū)域站點(diǎn)相關(guān)性較顯著。

3 討論

3.1 1個(gè)月尺度SPI指數(shù)的適用性

采用了1995—2014年河北省實(shí)際干旱受災(zāi)面積與計(jì)算出的站次比進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)以1個(gè)月為尺度計(jì)算得到的SPI指數(shù)，能夠反映出河北省的干旱狀況。將1個(gè)月、3個(gè)月、12個(gè)月尺度的SPI計(jì)算出的站次比與實(shí)際干旱面積的較差值對(duì)比，結(jié)果顯示3個(gè)尺度較差范圍分別為-1.9～0.6、-5.1～0.4、-4.1～0.2，1個(gè)月尺度的較差值的波動(dòng)較小，而3個(gè)月尺度和12個(gè)月尺度則在1995、1996、2011—2013幾年中較差值均小于-2，在時(shí)間序列的前后部分都出現(xiàn)較大差異，所以本研究選擇1個(gè)月尺度的SPI作為干旱指標(biāo)。研究中發(fā)現(xiàn)降水的累積效應(yīng)并不明顯，僅考慮短時(shí)間尺度的降水，也能很好地反映干旱的特征。不過(guò)由于干旱實(shí)際情況復(fù)雜，實(shí)際受災(zāi)面積可能受人為灌溉等因素的影響，所以站次比與受災(zāi)面積之間存在差異，但1個(gè)月尺度的SPI指數(shù)變化特征基本上符合實(shí)際干旱的變化特征，說(shuō)明短尺度的SPI指數(shù)也能夠反映出河北干旱的實(shí)際情況。

3.2 夏玉米生長(zhǎng)季干旱時(shí)間變化

用干旱發(fā)生次數(shù)描述河北省干旱的時(shí)間變化，首先發(fā)現(xiàn)6—9月的不同類型干旱發(fā)生情況，中旱發(fā)生次數(shù)最大，干旱等級(jí)越嚴(yán)重，發(fā)生的次數(shù)越少。相似的結(jié)論也有研究指出，如申海鳳等基于SPI指數(shù)研究了河北邢臺(tái)的農(nóng)作物生長(zhǎng)期內(nèi)干旱的時(shí)間變化，得到邢臺(tái)縣干旱發(fā)生以中旱和重旱為主[24]。而河北省干旱的年際變化雖較為雜亂，但年代際之間還是存在差距，其中20世紀(jì)60—80年代的干旱次數(shù)少于20世紀(jì)90年代和2000年之后，20世紀(jì)90年代后干旱情況加重。而趙林等研究中，根據(jù)12個(gè)月尺度的SPI值得到黃淮海區(qū)域20世紀(jì)60年代和20世紀(jì)90年代干旱有加重趨勢(shì)，特別是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，干旱加重顯著，2000年以來(lái)干旱有所減輕使得該時(shí)段干旱加重的趨勢(shì)有所減弱[25]，同本研究的河北區(qū)域年代際的干旱趨勢(shì)相似。自2000年以來(lái)的干旱情況相反，可能是由于SPI尺度選用尺度不相同造成的。河北省干旱情況加劇的結(jié)論與很多學(xué)者在類似研究區(qū)域的干濕變化規(guī)律結(jié)論[26-28]相符。

3.3 夏玉米生長(zhǎng)季干旱空間變化

1961—2014年各站點(diǎn)發(fā)生干旱的頻率分布中反映，6月、9月相對(duì)7月、8月干旱發(fā)生頻率較小。結(jié)合SPI的趨勢(shì)變化進(jìn)行分析，6月和9月SPI呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，主要是分布于河北省東部靠海區(qū)域的唐山、青龍、饒陽(yáng)等站點(diǎn)；而7月和8月SPI則呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中，唐山、青龍、張北、黃燁、石家莊和邢臺(tái)等站，不僅干旱頻率較大且月份間的干濕差異也將會(huì)更加明顯；秦皇島和豐寧無(wú)變干的趨勢(shì)，所以干旱情形可能出現(xiàn)更加嚴(yán)重的狀況。車少靜等2010年對(duì)河北省的旱澇時(shí)空特征分析中也指出，從長(zhǎng)期變化趨勢(shì)看，春秋季干旱呈弱減輕趨勢(shì)，夏季干旱呈弱加劇趨勢(shì)[14]，與本研究7—8月有明顯干旱趨勢(shì)相一致。王素萍等基于SPI指數(shù)線性變化趨勢(shì)的研究得出，華北地區(qū)的干旱主要由夏季趨于干旱引起的[29]，與本研究結(jié)論相似。而空間特征上，車少靜等的研究顯示河北省的旱澇差異主要表現(xiàn)為南北差異，也存在一定的東西差異[14]。本研究中則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)南北差異，而東西差異較明顯，存在局地性的特點(diǎn)。造成差異的原因可能是利用了不同尺度的SPI值，短尺度的降水會(huì)受到極端降水的影響更加明顯，使得空間的分布更加零散。變干燥的7月、8月，正好是干旱頻率較大的2個(gè)月，變濕潤(rùn)的6月、9月，是干旱頻率較小的月份，呈現(xiàn)出很好的相互促進(jìn)作用。所以今后河北省夏玉米的生長(zhǎng)季內(nèi)，7—8月的干旱狀況將會(huì)對(duì)夏玉米的生長(zhǎng)造成更多的威脅，需要更加緊密的關(guān)注。

注：“*”“**”分別表示顯著相關(guān)(P<0.05)、極顯著相關(guān)(P<0.01)。

3.4 夏玉米生長(zhǎng)季干旱與產(chǎn)量的關(guān)系

將1980—2011年的河北省夏玉米的產(chǎn)量數(shù)據(jù)與SPI值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，6—9月呈顯著性相關(guān)的站點(diǎn)數(shù)依次為7月>8月>6月>9月。對(duì)應(yīng)河北省夏玉米的生育期分析，6月夏玉米基本處于播種和出苗期，降水量不足對(duì)產(chǎn)量形成影響不明顯；7月(夏玉米處于7葉-拔節(jié)期)發(fā)生干旱會(huì)更明顯地影響到產(chǎn)量；8月(夏玉米為抽雄-灌漿期)干旱的發(fā)生會(huì)直接對(duì)穗數(shù)產(chǎn)生影響；進(jìn)入9月夏玉米為乳熟期，此時(shí)發(fā)生干旱對(duì)其產(chǎn)量的影響較小。郁凌華等在黃淮海地區(qū)夏玉米生長(zhǎng)季內(nèi)的旱澇災(zāi)害分析中，也指出在玉米的拔節(jié)到抽雄、抽雄到乳熟階段，降水量對(duì)玉米生長(zhǎng)量以及產(chǎn)量積累的影響最大[30]。在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，應(yīng)關(guān)注這個(gè)時(shí)段的降水，從而更好地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。而河北省正好是7—8月的干旱發(fā)生頻率較高，所以干旱會(huì)對(duì)夏玉米造成更嚴(yán)重的影響，且7—8月的變干趨勢(shì)顯著，使得河北省夏玉米的干旱風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，在實(shí)際生產(chǎn)生活中，更要注重7—8月的干旱監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)做出夏玉米的災(zāi)害監(jiān)測(cè)及預(yù)警。

本研究雖然得出6—9月各月之間的干旱差異及對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響，但沒(méi)有深入每個(gè)生育階段算出對(duì)應(yīng)的SPI值，從夏玉米的生育期角度去詳細(xì)分析干旱的影響；也僅基于SPI 1個(gè)指數(shù)對(duì)河北省6—9月進(jìn)行了分析，沒(méi)有引入其他干旱指數(shù)或選擇其他SPI尺度的共同分析，今后將進(jìn)一步進(jìn)行深入研究分析。

4 結(jié)論

(1)1個(gè)月尺度的SPI指數(shù)能夠較好地描述河北省干旱實(shí)際情況。(2)河北省夏玉米生長(zhǎng)季干旱頻數(shù)的年代際變化特征為20世紀(jì)60、70、80年代的干旱發(fā)生均次分別為 11.9、10.9、11.9次，20世紀(jì)90年代和2000—2014年的干旱發(fā)生均次達(dá)到13.9、13.4次，20世紀(jì)90年代后干旱形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻。生長(zhǎng)季內(nèi)6月、9月，干旱發(fā)生頻率均低于16%，并且SPI有變濕潤(rùn)的趨勢(shì)；7月、8月的干旱發(fā)生情況較嚴(yán)重，均高于16%，SPI也有變干的趨勢(shì)。總體來(lái)看，夏玉米生長(zhǎng)季干旱形勢(shì)嚴(yán)峻。(3)河北省夏玉米生長(zhǎng)季干旱的空間分布特征為張家口、遵化、南宮干旱發(fā)生頻率較高，均達(dá)到17.6%以上；邢臺(tái)、承德、圍場(chǎng)較為濕潤(rùn)，干旱發(fā)生頻率在13.9%以下。總體來(lái)看，河北省東北部和南部干旱發(fā)生頻率小，西北部和中部干旱頻率較高。(4)夏玉米產(chǎn)量與生長(zhǎng)季SPI的相關(guān)性分析表明，7月、8月呈顯著相關(guān)的站點(diǎn)占比較高。7—8月夏玉米處于拔節(jié)-抽雄-開(kāi)花期，是關(guān)鍵的水分敏感期，SPI與產(chǎn)量顯著相關(guān)。

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