65年來濮陽市冬小麥干熱風災害特征分析

干熱風是指小麥生育后期出現的一種高溫低濕并伴有一定風力的農業氣象災害。干熱風在我國北方麥區經常發生，一般年份可造成小麥減產1～2成，偏重年份可減產3成以上，對小麥產量和品質影響較大。楊霏云等學者對干熱風的基本特征、變化規律、成因以及對小麥千粒質量影響等進行了大量的研究，也取得豐富的研究成果。

本文利用1961—2016年氣象資料，研究高溫低濕型干熱風特征、變化規律及對冬小麥產量的影響，對今后做好干熱風災害評估、冬小麥產量預報和防災減災等都具有重要意義。

一、資料與方法

（一）干熱風指標

干熱風一般發生在小麥開花后20天左右至蠟熟期，其天氣背景為溫度突升，濕度驟降，并伴有較大的風速。

（二）氣象資料

所用資料為1961—2016年濮陽市氣象站逐日最高氣溫、14：00相對濕度和14∶00風速。冬小麥一般在4月下旬陸續進入開花期，5月為小麥灌漿期，旱地小麥收獲期在5月28日前后，水澆地小麥收獲期偏晚幾天，在6月上旬。為了充分揭示干熱風對小麥灌漿期的影響，選取每年5月的氣象資料進行分析。

（三）研究方法

1.Mann-Kenda11突變檢驗法。采用Mann-Kenda11突變檢驗法分析干熱風日數的時間變化規律，UF和UB曲線的交點顯示該序列在該時段發生突變。

2.冬小麥干熱風災損評估。按照小麥生產的氣象條件，利用下面公式計算發生干熱風后的實測產量比5月未受災的正常預計產量的減產百分比：

Yd=（Y0-Y）/Y0×100%

二、結果與分析

（一）干熱風日數的時間變化

65年來，濮陽市干熱風平均每年發生天數為1.5d，最大值為4.9d（2007年）；干熱風主要集中在5月中下旬，占年總次數的86%，其中，5月中旬的干熱風發生頻率為29%，這期間正是小麥乳熟、灌漿期，受其影響，冬小麥麥粒干秕、皮白、腹溝深；5月下旬小麥已進入乳熟后期，旱地開始陸續收獲，干熱風對其產量影響不太大。

將年均干熱風日數進行年代統計分析，可知2010以年以前，輕干熱風日數、重干熱風日數和總干熱風日數規律一致，均為先減小后增大。最大值出現在20世紀60年代，最小值出現在20世紀80年代，且輕干熱風遞減速率大于重干熱風，80年代之后干熱風呈增加趨勢。2010年后，輕干熱風和總干熱風日數有減小的趨勢，而重干熱風日數仍處于增加的趨勢。

（二）干熱風日數的突變檢驗

利用Mann-Kenda11突變檢驗法對1961—2016年濮陽市小麥灌漿期干熱風日數進行分析，給定的顯著性水平P=0.05，對應的臨界值線Y=±1.96，結果表明：干熱風日數的順序列統計量變化曲線（UF曲線）基本小于0，表明65年來干熱風呈減少趨勢。

通過分析發現：UF和UB曲線在1973年、1999年、2002年、2007年、2013年、2015年前后相交，且交點在[-1.96，1.96]的置信區間內。對應的累積距平曲線在1973年前后出現了峰值，并開始下降，1999年出現低谷，隨后開始上升，2007年前后出現相對較高值，然后又開始遞減，表明干熱風呈“先減少、后增加、又減少”的變化趨勢。

（三）干熱風災害的氣象要素分析

干熱風災害的氣象指標主要包括日最高氣溫、14：00相對濕度和14∶00風速，分別對小麥灌漿期日最高氣溫≥32 ℃、14：00相對濕度≤30%、14：00風速≥ 3.0m/s的日數進行統計，并計算概率，結果表明：日最高氣溫≥32 ℃的概率為0.03～0.19，相對濕度≤30%的概率為 0.19～0.31，風速≥ 3.0m/s的概率為 0.26～0.65。

對比溫、濕、風三要素，風速條件相對容易達到，其次相對濕度，最后是溫度，三者的概率值分別為0.49、0.27、0.15。將三要素分別與干熱風發生日數進行相關分析，發現干熱風日數與溫度概率的相關性最大，相關系數達0.86，相對濕度次之，相關系數為0.72，風速概率與干熱風日數的相關系數為0.45，三者的相關系數均通過0.01水平顯著性檢驗。可見溫度條件是制約干熱風發生日數的最主要的氣象要素。

（四）干熱風災損評估

將冬小麥產量分離為趨勢產量與氣象產量之和，本文中趨勢產量用5日滑動平均法擬合；氣象產量通過進行氣象要素溫度、光照、降水的相關分析，建立擬合方程。對比冬小麥實測產量與模擬產量的結果，方程擬合準確率為92.2%，說明構建的模型可以反映氣象條件對產量的影響。

按照上一年10月至翌年4月的氣象條件，預計未發生干熱風災害的產量，選擇干熱風災害嚴重年份，將實測產量與正常投入應得到的產量比較，計算減產百分比，結果顯示，干熱風危害下，小麥減產率在1.28%～8.66%，平均減產率為4.63%。

三、結論

65年來，濮陽市冬小麥干熱風平均每年發生1.5d，從發生時段來看，干熱風主要集中在5月中下旬。氣候變化背景下，干熱風發生日數整體上趨于減弱，但最近的20年又有所反彈。突變檢驗分析，干熱風總日數在1973年前后出現了不顯著的遞減突變，1999年前后呈不顯著的遞增突變，2007年出現了遞減突變。從干熱風發生的氣象要素來看，滿足風速條件的日數概率＞相對濕度＞溫度，溫度條件是制約干熱風災害形成的最主要的氣象要素。

根據光、溫、水氣象要素，構建冬小麥自播種至灌漿期（上一年10月至翌年4月）的氣象產量統計模型，結合趨勢產量，預計未發生干熱風災害的冬小麥產量。在干熱風嚴重年份，對比干熱風災害發生后的實際產量與正常投入應得到的產量，進一步評估干熱風災害造成小麥減產率為1.28%～8.66%，平均減產率為4.63%。