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中国北方苹果干旱等级指标构建及危险性评价

2021-01-29杨建莹霍治国2王培娟邬定荣毛红丹

应用气象学报 2021年1期
关键词:盛花萌芽期发育阶段

杨建莹 霍治国2)* 王培娟 邬定荣 毛红丹 孔 瑞

1)(中国气象科学研究院,北京 100081) 2)(南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044)

引 言

苹果为中国第一大水果品种,种植面积和产量均居世界首位[1]。2010—2015年中国苹果种植面积从2.14×106hm2增加到2.33×106hm2,年平均增长率达1.70%;产量由3.333×107t增加到4.26×107t,年增长率为5.08%。渤海湾产区、黄河故道和黄土高原产区是中国北方苹果主产区,形成全国85%以上的苹果生产能力[2]。然而,近50年中国北方干旱面积迅速扩大,特别是西北和黄淮地区[3-5]极端干旱事件频发,给北方苹果生产带来影响,威胁苹果产量和品质。因此,科学评价干旱环境对苹果生产的危险程度,量化苹果干旱风险,对苹果的防旱减灾意义重大。

国内外学者对苹果干旱灾害的研究,主要包括干旱对苹果的影响、干旱相关指标、苹果干旱指标等方面。干旱对苹果的影响研究多基于控制试验,主要通过人工控制干旱时长和强度,对苹果生理生态指标[6-8]、产量[9]以及果实品质[10]等方面进行研究,研究成果揭示苹果不同干旱时长和强度对苹果生产及品质的影响。干旱相关指标研究多基于天气气候尺度,从气象干旱的定量分析和评估出发,通过气象灾害的时空分异特性和苹果关键发育阶段结合,揭示区域干旱天气条件对苹果的影响。常用指标包括降水距平[11-12]、干燥度[13]等。该类指标虽然能在一定程度上反映区域干旱对苹果生产的影响,但由于未考虑果树不同发育阶段对水分需求的差异,针对性明显不足[6]。苹果干旱指标是苹果干旱危险性分析的基础,但相关研究报道较少。马延庆等[14]基于果园蒸散量、有效降水量、土壤含水量3个因子构建渭北旱塬果区的干旱评价指标;王景红等[15]基于果树水分供需平衡原理,利用苹果不同发育期需水量、实际降水量、发育期总日数、发育期无降水日数4个因子构建黄土高原区富士系苹果干旱指数。

上述指数或指标可为我国北方部分地区苹果干旱研究提供参考,但在实际应用中存在局限性:一方面,指标构建多基于地面观测资料,灾情资料往往作为辅助资料用于指标验证,针对历史灾害本身发生发展过程的研究较少,没有明确的干旱等级判识阈值;另一方面,受研究区域的限制,现有指标难以应用于中国北方的苹果干旱研究。总体上,目前适用于中国北方苹果主产区的干旱等级指标鲜见报道。

除地面观测资料外,历史新闻报道、农业普查或调查及统计年鉴等资料常被用于历史灾害资料加工与再分析[16]。本文以中国北方苹果主产区为研究对象,在历史苹果干旱灾情资料加工和再分析基础上,通过指数构建、灾情反演、独立性检验和统计分析等方法,构建适用于中国北方苹果主产区的苹果干旱等级指标体系,并在此基础上开展苹果干旱危险性评价,为中国北方苹果干旱防灾减损气象服务、灾害保险提供基础支撑。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

基于《中国农业气象资源图集》[17]确定研究区域为中国北方富士系苹果主产区,包括环渤海湾产区的北京、天津、山东、河北全省和辽宁省部分县市,黄土高原产区的陕西、山西全省和甘肃、宁夏回族自治区的部分县市,黄河故道产区的河南省(如图1所示)。该区域年平均气温为8~14℃,年降水量为350~1100 mm,冬干夏湿。该区域2016年苹果种植面积约2×106hm2,产量约3.9×107t,种植面积和产量均占全国总面积和总产量的80%以上[18]。

图1 研究区域内气象站点分布Fig.1 Distribution of weather stations in study area

1.2 资料来源

气象资料来源于国家气象信息中心,包括1981—2018年研究区内150个国家级基本气象站逐日降水量、逐日平均风速、逐日平均温度、日最高气温和日最低气温等,对其中个别缺测采用该日相邻两日该要素的平均值替代。苹果发育期包括果树萌动期、萌芽期、盛花期和成熟期,其中苹果果树萌动期以平均温度稳定通过3℃为依据确定[19]。苹果萌芽期、盛花期和成熟期资料来源于《中国农业气象资源图集》中记载的富士系苹果发育期资料。苹果干旱历史灾情资料来源于《中国气象灾害大典》(河北、山东、河南、陕西、山西、甘肃、宁夏、北京、天津)[20-28]、《中国气象灾害年鉴》[29]、苹果灾情调查、果树灾害专题调查,以及果业基地县县志、果业基地县民政部门的灾情记录以及媒体报道。灾害记录覆盖1981—2017年。

1.3 苹果干旱指标构建

1.3.1 干旱指数

考虑苹果不同发育阶段的水分需求和降水供给情况,以及前期水分盈亏状况对当前发育阶段苹果生长的影响,在苹果不同阶段水分盈亏指数计算的基础上,构建苹果干旱指数。

1.3.1.1 水分盈亏指数

借鉴农作物干旱识别指标,采用水分盈亏指数表征苹果阶段水分供需状况。水分盈亏指数计算公式如下:

(1)

式(1)中,WDi为某年某站点苹果第i个发育阶段内的水分盈亏指数;ETci和Pi分别为该年该站点苹果第i个发育阶段需水量和降水量,单位为mm。作物需水量(ETc)采用FAO推荐的参考作物蒸散量乘以作物系数法计算苹果各发育阶段需水量:

ETc=ET0×Kc。

(2)

式(2)中,E为苹果某发育阶段的需水量,单位为mm;ET0为对应时段的参考作物蒸散量,单位为mm,计算方法采用FAO推荐的Penman-Monteith公式[30];Kc为苹果该发育阶段作物系数,参考1998年FAO-56推荐的分段单值平均作物系数法[30]和文献[31-32],苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期3个发育阶的Kc分别为0.60,0.80,0.95。

1.3.1.2 苹果干旱指数

在构建苹果干旱指数时,考虑当前阶段及前60 d 水分盈亏情况。采用权重递减的思路,即假定当前的水分盈亏指数对该阶段的干旱指数贡献最大,随着时间前移,过去60 d的水分盈亏指数对当前阶段的干旱指数贡献随时间前移递减。考虑到水分盈亏指数适用于旬以上尺度的干旱监测和评估,故以10 d为步长,累计统计过去60 d(即6个步长)的水分盈亏指数,并设置所有因子总权重为 1。WDi为当前阶段的水分盈亏指数,其权重系数为7/28;WDi-1即前1~10 d的水分盈亏指数,其权重系数为6/28;WDi-2即前11~20 d的水分盈亏指数,其权重系数为5/28;以此类推。

具体公式如下:

(3)

式(3)中,DIi为第i阶段的苹果干旱指数,最大值为1;WDi为第i阶段的水分盈亏指数。

1.3.2 灾害样本干旱指数序列构建

根据灾情记录中的苹果干旱发生时间、地点,结合苹果发育期资料,分别反演对应年份、对应气象站点、对应发育阶段(苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期)的苹果干旱指数。构建历史灾害样本集合,样本类型为地点-年份-苹果发育阶段-干旱指数。反演得到1981—2017年苹果3个发育阶段(果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期)历史干旱实际受灾样本序列3组,共207个。其中,苹果果树萌动-萌芽期干旱样本25个,萌芽-盛花期干旱样本50个,盛花-成熟期干旱样本132个。不同年代各发育阶段的样本量如表1所示,20世纪80年代苹果干旱的灾情记录较少,反演得到样本量最少,共13个。90年代后,关于苹果干旱的记录逐渐丰富,反演得到样本量略有增加,1991—2000年、2001—2010年和2011—2017年灾害样本量分别为66,61和67。

表1 不同年代苹果干旱样本量Table 1 Number of apple drought samples in different decades

1.3.3 无灾样本干旱指数序列构建

为验证构建的干旱指数在苹果干旱研究中的有效性,筛选历史丰水年(1991年、2003年)中的无灾站点,计算并提取无灾站点苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期的干旱指数值,构建苹果3个发育阶段无灾样本干旱指数序列。由于中国北方降水季节性波动大,苹果不同发育阶段内降水不均,即使丰水年份(1991年、2003年),苹果某个发育阶段依然存在水分亏缺情况。因此,为有效剔除未记录的有灾样本,无灾站点筛选的基本原则为该站区域常年种植苹果且该站1991年或2003年苹果发育阶段降水量大于该阶段历史同期降水量平均值。筛选并构建1991年、2003年3个苹果发育阶段无灾样本干旱指数序列共6组,包括1991年果树萌动-萌芽期无灾样本106个,萌芽-盛花期无灾样本131个,盛花-成熟期无灾样本38个;2003年果树萌动-萌芽期无灾样本92个,萌芽-盛花期无灾样本103个,盛花-成熟期无灾样本118个。

1.3.4 苹果干旱指数的有效性检验

采用独立样本T检验方法,分别对苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期有灾样本和1991年、2003年各发育阶段无灾样本共6组干旱指数序列进行差异性检验,检验苹果不同发育阶段有灾样本干旱指数和无灾样本干旱指数是否取自同一总体。独立样本T检验,适用于完全随机设计的两样本均数比较[33],其目的是检验两样本代表的总体均数是否相等。如样本来自同一总体,则表明干旱指数对苹果干旱的表征不敏感;如样本来自不同总体,则说明本文构建的干旱指数能有效表征苹果干旱,可用于中国北方苹果干旱等级评价指标构建。

1.3.5 苹果干旱等级指标构建

利用样本分布理论研究极端事件的统计特征,已被广泛应用于研究极端天气气候事件[34]。本文在干旱指数有效性检验的基础上,采用K-S(Kolmogorov-Smirnov)非参数检验方法,对不同发育阶段的有灾样本干旱指数序列共3组进行分布性概率密度函数拟合检验,判断样本序列的最优理论概率分布类型。采用最优拟合序列累积概率反函数值方法,估计样本的重现水平,进行不同等级苹果干旱等级阈值率定。

1.3.5.1 干旱指数分布拟合检验

正态分布、指数分布、均匀分布在农业气象灾害相关研究,如水稻洪涝[35-36]、玉米冷害[37]、水稻高温热害[38]的灾害样本拟合中较为常用。采用K-S检验方法对苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期干旱指数的正态分布、指数分布、均匀分布显著性进行检验,判断样本序列最优分布类型。K-S检验方法的基本思想是检验观测样本的累积频率与假设的理论概率分布之间的差异程度[39]。

1.3.5.2 累积概率反函数值阈值率定

在干旱指数分布拟合的基础上,采用干旱指数序列25%,50%,75%累积概率的反函数值,进行不同等级苹果干旱等级阈值率定。以25%累积概率的反函数值作为达到苹果干旱的最低值,即轻度干旱的下限;以50%累积概率的反函数值作为达到苹果中度干旱的最低值,即中度干旱的下限、轻度干旱的上限;以75%累积概率的反函数值作为达到苹果重度干旱的最低值,即重度干旱的下限、中度干旱的上限;重度干旱不设上限。

1.4 苹果干旱危险性指数

苹果干旱危险性是指给定地理区域内一定时段内苹果轻度、中度、重度干旱发生的可能性,即研究给定区域内苹果干旱的发生概率或重现期。苹果干旱危险性指数表征为

(4)

式(4)中,M为苹果干旱危险性指数,Qi为第i个等级苹果干旱的强度,n为干旱的等级数量,本文n=3,Pi为第i个等级的干旱发生的概率。苹果干旱发生概率(Pi)为依据干旱等级评价指标计算得到的1981—2018年各等级干旱的风险概率,计算方法采用信息扩散法[40]。

2 结果与分析

2.1 干旱指数有效性检验

筛选并提取1991年、2003年无灾站点苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期干旱指数值,分别与3个发育阶段有灾样本干旱指数值进行统计分析,详细信息如表2所示。相同发育阶段,有灾样本干旱指数值与无灾样本存在显著差异,有灾样本干旱指数值显著大于无灾样本干旱指数值。苹果果树萌动-萌芽期有灾样本干旱指数中位数为0.88,提取得到的1991年和2003年无灾样本干旱指数中位数分别为0.17,0.22。萌芽-盛花期有灾样本干旱指数和1991年、2003年无灾样本干旱指数中位数值分别为0.85和0.08,0.13;盛花-成熟期有灾样本和1991年、2003年无灾样本干旱指数中位数值分别为0.76和-0.28,-0.38。果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期有灾样本的下四分位数分别为0.82,0.79和0.69,上四分位数分别为0.92,0.90和0.88。有灾样本与1991年、2003年无灾样本干旱指数共6对样本T检验结果表明:苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期3个发育阶段的灾害样本干旱指数与无灾样本干旱指数来自均质显著差异的独立总体,本文构建的干旱指数可以作为苹果不同发育阶段干旱的指示性因子。

表2 不同发育阶段有灾样本、无灾样本干旱指数详细信息及独立样本T检验显著性Table 2 Detailed information of DI in disaster and non-disaster samples and independent sample T-test in different stages

2.2 等级评价指标构建

2.2.1 灾害样本干旱指数序列拟合检验

分别对苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期干旱指数序列进行均匀分布、正态分布、指数分布概率函数的K-S检验。结果表明:苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期3组样本干旱指数序列服从正态分布;果树萌动-萌芽期和萌芽-盛花期样本干旱指数序列服从均匀分布;3组样本干旱指数序列均未通过指数分布。3组灾害样本干旱指数序列的正态分布拟合优于均匀分布和指数分布。

2.2.2 干旱等级阈值率定

基于苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期3组干旱指数正态分布函数,利用累积概率反函数值方法,对苹果不同发育阶段干旱等级阈值进行率定。3组灾害样本的正态分布累积概率函数如图2所示,正态分布拟合参数及25%,50%和75%累积概率反函数值如表3所示。依据苹果3个发育阶段25%,50%和75%累积概率反函数值,确定苹果干旱等级指标区间,以果树萌动-萌芽期干旱等级指标的确定过程为例进行阐释。果树萌动-萌芽期干旱指数25%,50%和75%累积概率反函数值分别为0.83,0.88和0.92,即当干旱指数达到0.83时,苹果干旱发生累积概率为25%;干旱指数达到0.88时,苹果干旱发生累积概率为50%;干旱指数达到0.92时,苹果干旱发生累积概率为75% 。以25%累积概率的反函数值作为达到苹果果树萌动-萌芽期干旱的最低值,即干旱指数达到0.83时,苹果发生轻度干旱;以该发育阶段50%累积概率的反函数值作为达到苹果中度干旱的最低值,即干旱指数达到0.88时,苹果发生中度干旱。由此可确定苹果果树萌动-萌芽期轻度干旱的指标范围为0.83≤DI<0.88。同理,根据50%和75%累积概率反函数值,确定苹果果树萌动-萌芽期中度干旱的指标范围为0.88≤DI<0.92。当干旱指数达到该时段灾害样本干旱指数75%累积概率反函数值,即DI≥0.92时,认为发生苹果重度干旱,重度干旱不设上限。由此,确定果树萌动-萌芽期轻、中、重度干旱指标分别为0.83≤DI<0.88,0.88≤DI<0.92和DI≥0.92。依次类推,得到萌芽-盛花期和盛花-成熟期的干旱等级指标(表4)。萌芽-盛花期轻、中、重度干旱指标分别为0.80≤DI<0.85,0.85≤DI<0.91和DI≥0.91;盛花-成熟期轻、中、重度干旱指标分别为0.71≤DI<0.78,0.78≤DI<0.85和DI≥0.85。

图2 苹果不同发育阶段干旱指数正态分布累积概率函数Fig.2 Normal distribution cumulative probability of DI at different stages

表3 干旱指数正态分布拟合参数及25%,50%和75%累积概率反函数值Table 3 Normal distribution parameters of DI and 25%,50% and 75% cumulative probability inverse values

表4 苹果不同发育阶段干旱等级指标Table 4 Evaluation level of apple drought at different stages

2.3 干旱危险性

基于已构建的中国北方苹果干旱等级评价指标、150个气象站点资料,利用信息扩散法,计算1981—2018年150个站点苹果轻、中、重度干旱的风险概率,苹果不同发育阶段不同干旱等级风险概率的站次比如图3所示。超过45%的气象站点苹果果树萌动-萌芽期轻、中、重度干旱发生概率大于5%,其中发生概率大于20%的重度干旱站次比高于中度和轻度干旱;96.00%的气象站点苹果萌芽-盛花期轻度干旱发生概率小于20%,47.33%的气象站点无重度干旱发生,11.33%的站点苹果萌芽-盛花期重度干旱发生概率大于20%;盛花-成熟期干旱以轻为主,中度次之,71.34%的气象站点重度干旱发生概率为0。

图3 北方苹果不同发育阶段不同等级干旱发生概率站次比Fig.3 Station ratio of drought probability at different stages of northern apple in different development stages

在考虑不同等级苹果干旱灾害发生概率和灾害强度的基础上,计算苹果干旱危险性指数,研究中国北方苹果干旱危险性分布情况,结果如图4所示。总体上,苹果不同发育阶段干旱危险性从大到小依次为萌芽-盛花期、果树萌动-萌芽期和盛花-成熟期。北方苹果主产区大部分属半干旱半湿润地区,春季少雨,降水主要集中在7—9月,导致苹果生长前期干旱较为严重。果树萌动-萌芽期干旱危险性指数由南向北逐渐递增(图4a),区域平均值为0.40,高值区域集中在环渤海湾主产区的北京、天津、河北北部和黄土高原产区的山西北部、陕西北部、宁夏中部地区,危险性指数超过0.6,为果树萌动-萌芽期干旱危险性高值区域。苹果萌芽-盛花期干旱危险性指数区域均值为0.44,高值区域与果树萌动-萌芽期一致,环渤海湾主产区北部和黄土高原产区北部地区危险性指数超过0.6(图4b)。盛花-成熟期干旱危险性指数区域平均值为0.25,高值区域集中在黄土高原产区北部和环渤海湾产区西北部,该区域干旱危险性指数超过0.5(图4c)。盛花-成熟期是影响苹果产量和品质的关键时期,但近年夏季干旱化趋势显著[41],苹果干旱危险性增加。从整个苹果树体活跃期 (图4d) 看,苹果干旱危险性指数区域平均值为1.09,干旱危险性高值区域主要包括环渤海湾产区和黄土高原产区的北部,北京、天津、河北、山西和陕西干旱指数超过1.25。因此,渤海湾产区及黄土高原产区北部是苹果干旱的高危险区域。

续图3

图4 北方苹果干旱危险性指数空间分布(a)果树萌动-萌芽期,(b)萌芽-盛花期,(c)盛花-成熟期,(d)树体活跃期Fig.4 Spatial distribution of apple drought hazard index in northern China(a)tree germinating to flower budding,(b)flower budding to full bloom,(c)full bloom to mature,(d)tree active period

3 结论和讨论

以中国北方苹果主产区为研究对象,在构建干旱指数(DI)的基础上,以历史灾情反演、灾害样本重建和历史灾害过程解析为主线,构建适用于中国北方苹果主产区的苹果干旱等级指标体系,并在此基础上开展苹果干旱危险性评价,主要结论如下:

1) 基于苹果发育阶段降水量和需水量,构建苹果干旱指数,通过苹果果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期、盛花-成熟期3个发育阶段有灾样本和无灾样本干旱指数的独立性T检验,证明本文构建的干旱指数能有效表征苹果不同发育阶段的干旱灾害。

2) 从历史灾情再分析出发,通过对苹果3个发育阶段干旱指数序列的分布型拟合检验、累积概率函数拟合,构建适用于北方苹果主产区的苹果干旱等级指标。果树萌动-萌芽期轻、中、重度干旱指标分别为0.83≤DI<0.88,0.88≤DI<0.92和DI≥0.92;萌芽-盛花期轻、中、重度干旱指标分别为0.80≤DI<0.85,0.85≤DI<0.91和DI≥0.91;盛花-成熟期轻、中、重度干旱指标分别为0.71≤DI<0.78,0.78≤DI<0.85和DI≥0.85。

3) 苹果不同发育期干旱危险性从大到小依次为萌芽-盛花期、果树萌动-萌芽期和盛花-成熟期。果树萌动-萌芽期和萌芽-盛花期干旱危险性较高区域主要集中在环渤海湾和黄土高原产区的北部地区,盛花-成熟期干旱危险性高值区域集中在黄土高原产区北部和环渤海湾产区西北部。

苹果干旱的形成及强度是天气气候、地形地貌、土壤结构及果树耐旱能力、人类活动等多种因素综合作用的结果,其中干旱天气条件是其发生发展的致灾危险性因素。由于降水不足,且得不到有效供水,苹果树体内水分收支或供求不平衡,形成的持续水分短缺现象,往往造成树体损伤、苹果减产和品质下降[42]。本文参考农田作物干旱指数构建方法,考虑林果苹果的可利用根系较深,在土壤底墒利用、抗干旱能力等方面较农田作物更具优势,采用当前阶段和前60 d水分供需状况构建苹果干旱指数。程雪等[43]研究表明:中国北方苹果盛花-成熟期平均降水量为454 mm,平均需水量为610 mm;苹果成熟-落叶期降水量平均为26 mm,需水量平均为45 mm。即苹果越冬前便出现降水亏缺现象,针对北方冬春季干旱少雨或无雨的特点,认为苹果干旱指数考虑当前阶段和前60 d水分供需状况是合理的。与以往单纯考虑当前阶段水分供需的苹果干旱研究相比,本文构建的苹果干旱指数理论上更具可行性。该干旱指数适用于冬春干旱地区的苹果干旱研究,而对于冬季降水丰富地区的苹果成熟林,越冬前降水可增加深层土壤中水分存储,春季是否干旱与越冬前降水密切相关,需根据区域气候特征和果树生长特性适当调整干旱指数计算的区间跨度。

苹果干旱等级评价指标构建过程基于对历史灾情的加工整理和再分析。所采用的灾害样本覆盖北方苹果主产区,且灾情记录时间跨度大,20世纪80年代至2010年后均有分布。通过对历史灾害样本的统计分析,如最优分布型检验、概率反函数值等方法,重溯北方苹果干旱发生发展过程。本文构建的苹果干旱等级指标兼具科学性和区域代表性。

在实际生产中,苹果干旱灾害的发生不仅与降水、林果需水特征密切相关,苹果树龄、品种、地形地势及灌溉状况很大程度上影响苹果干旱灾害的形成。苹果通常种植于山地或丘陵地带,一般南向坡地由土壤表面和树体蒸发到空气中的水分比北向坡地多,低洼坡地较易集水保墒,高地势易于水分再分配[44]。不同树龄对土壤水分的利用存在差异。相关研究表明:成熟苹果林在干旱年份对深层土壤的水分利用率高于幼林,在降水平年对不超过2 m 深度土壤水分利用率较高[45]。果园灌溉措施、人为抗灾能力,如保水剂的使用等,也会影响苹果干旱是否成灾。高温环境通过加剧叶片蒸腾,可加剧干旱的形成和发展,如2019年渤海湾产区的高温天气与干旱环境叠加,造成苹果大面积减产。值得注意的是,气候变化背景下干旱环境暴露程度影响苹果抗旱能力的形成和训练。长期以来,黄土高原产区气象干旱较环渤海湾产区、黄河故道产区频发重发,干旱胁迫一定程度上提升了该区域苹果的抗旱能力。本文构建的苹果干旱等级指标,在中国北方苹果主产区具有普适性,可为有针对性地开展苹果干旱监测、预警和评估提供依据。

本文采用等级权重与历史发生概率乘积的方法构建危险性指数。该指数构建方法多见于农业气象灾害,如农业洪涝[46]、水稻高温热害[47]等风险指数的构建。不同发育阶段干旱对苹果树体或果实所致的影响或损失存在差异,萌芽前干旱主要影响树体生长和发育,开花后干旱影响果实产量及品质。由于苹果灾损资料限制,无法通过苹果关键发育阶段干旱强度和等级分阶段量化灾损情况。此外,由于苹果发育期数据的限制,本文未对苹果果实生长阶段进行更加详细的划分。幼果期、果实膨大期和着色-成熟期等关键发育阶段的水分需求存在差异,如苹果果实膨大期的需水量达 315 mm 左右,是着色-成熟期的1.7倍左右[48]。将苹果幼果期、果实膨大期和着色-成熟期划分为盛花-成熟期整体评估,一定程度上降低了苹果关键发育阶段干旱判识的灵敏性及危险性评价结果的适用性。建议增加区域尺度苹果物候期观测站点及关键物候期观测频率,有针对性地丰富苹果关键物候期资料。随着产量和品质资料的不断完善,灾情和发育期资料的补充,土壤水分存储能力、果园管理、抗旱能力等资料的丰富,如何细化苹果发育阶段,优化和修订苹果干旱指数算法和干旱等级指标,并针对不同阶段干旱影响权重进行赋值,还需要进一步研究。

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