2020年吉林省玉米生长季农业气象条件评价

2021-07-30王冬妮李忠辉李军伟吴志彬

气象灾害防御 2021年2期

王冬妮李忠辉李军伟吴志彬

（1.吉林省气象科学研究所，吉林长春 130062；2.空军航空大学，吉林长春 130062）

1 引言

吉林省位于我国东北地区中部，全省耕地面积553.78万hm2，占全省土地总面积的29.6%，是中国黄金玉米带的核心区域，也是我国重要的商品粮基地之一，玉米单产位居全国前列。吉林省属于温带大陆性季风气候，光、热、水等气候资源季节、区域差异较大。吉林省以往的农业气象评价多采用定性评价方法，主观性强，结论因人而异。随着农业气象技术不断向定量化发展，气候适宜度方法成为开展农业气候资源定量分析和评价的重要方法[1-2]，在农业气候资源评价、农作物生长发育的气候适宜性评价及粮食作物产量预报等业务中得到广泛应用。农作物气候资源适宜度是将温度、光照及降水等气候因子的数量变化，通过模糊数学中隶属函数的方法转化为对作物生长发育和产量形成的适宜程度[3-4]。近几年，吉林省农业气象业务中发展了基于气候适宜度的评价方法，并在农业气象条件评价、作物产量预报业务中得到了应用[5-6]。本文应用玉米气候适宜度评价方法，采用定性与定量相结合的方法，对2020年吉林省玉米生长季农业气象条件进行评价，以期为客观认识2020年农业气象条件对玉米生育影响提供依据。

2 玉米生长季农业气象条件评价

2020年玉米生长季（5—9月），吉林省各地≥10℃积温为2 534～3 226℃·d，较常年偏多26～240℃·d；全省各地平均气温为16.7～21.1℃，普遍高于常年。全省各地降水量为359～1 092mm，大部地区多于常年，尤其是西部大部比常年多50%～100%。全省各地日照时数为761～1 642h，呈中东部偏多、西部偏少趋势。全省大部初霜出现在10月6—7日，比常年晚10d左右。综合来看，玉米生长季内全省大部热量、水分、光照资源充足，土壤墒情适宜，光温水匹配较好，对玉米生长发育和产量形成较为有利。根据玉米气候适宜度模型计算结果表明，2020年玉米全生育期平均气候适宜度指数（0.79）略高于前5a平均（0.75）和2019年（0.76），除7月外，各月气候适宜度指数均高于前5a平均（图1）。玉米生长季内主要的农业气象灾害，一是西部地区大部抽雄前期发生干旱，玉米生殖生长受到一定影响；二是8月末至9月初的3个台风带来的强风雨，造成处于灌浆中后期的玉米倒伏和局地内涝，对玉米生长发育和产量形成有一定不利影响。

图1 玉米生长季旬气候适宜度指数

2.1 播种—拔节期（5—6月）农业气象条件评价

对于吉林省来说，首场透雨出现的早晚，对春季玉米适时播种和幼苗生长均有较大影响。播种期前无透雨，易引发播种期干旱，导致播种、出苗延迟。透雨越晚，说明该年春季干旱越严重。2020年4月19—23日全省大部出现降水，多数县（市）降水量达到首场透雨指标（连续3日累积降水量≥10mm），雨后全省土壤相对湿度均达到60%（适宜播种下限指标）以上。此次降水改善了西部土壤水分不足的状况，为全省玉米适时播种奠定了良好的水分基础。

5月全省平均气温14.9℃，比常年高0.1℃，冷暖阶段性变化明显，其中上旬比常年高2.0℃，中、下旬分别比常年低0.9℃和0.8℃。5月全省平均降水量60.5mm，比常年多9%，其中上旬比常年少45%，中、下旬分别比常年多51%和24%，十年九春旱的西部地区多数县（市）降水量比常年多50%～250%（表1）。偏多的降水使正处在发芽阶段的玉米种子和生长阶段的玉米幼苗一直处于适宜墒情状态下，这也是2020年无春旱的重要因素。据计算，2020年5月平均气候适宜度指数为0.80，明显高于2019年的0.66和前5a平均值的0.71，良好的气候条件是苗情好的重要基础。据农业农村厅农情调度信息，2020年全省玉米平均保苗率达到96.06%，比2019年高2.06%，为近5a来最高水平。

6月全省平均气温20.4℃，比常年高0.5℃，其中上旬、中旬分别比常年高0.8℃、1.2℃，下旬比常年低0.4℃。6月全省平均降水量89mm，比常年少7%，其中上、中旬分别比常年少1%、49%，下旬比常年多26%，降水量呈西多东少趋势，西部多数县（市）月降水量在100mm以上，比常年多20%～100%。6月全省平均日照时数259.8h，比常年多28.9h，其中上、中旬分别比常年多10h和29h，下旬比常年少7h（表1）。2020年6月平均气候适宜度指数为0.92，比前5a平均0.86偏高，比2019年的0.95稍低。6月水热条件匹配，尤其是中西部粮食主产区温光水适宜度均较高，非常利于玉米光合作用及干物质积累，进而促进玉米根、茎、叶的生长和分化。

表1 2020年5月、6月吉林省各地区月气候要素及变化

2.2 拔节—抽雄（7月）农业气象条件评价

7月全省平均气温23.4℃，比常年高1.0℃，其中上旬、中旬、下旬分别比常年高0.2℃、1.2℃、1.5℃。7月全省平均降水量80.4mm，比常年少51%，居历史同期少雨的第3位，其中上、中、下旬分别比常年少40%、49%、61%。中西部和延边州降水较常年少50%～66%，白城、洮南、镇赉、九台4县（市）突破历史同期少雨极值。7月全省平均日照时数295h，比常年多92.6h，其中上、中、下旬分别比常年多28h、27h、38h（表2）。2020年7月平均气候适宜度指数为0.79，比2019年（0.87）和前5a平均（0.82）均偏低，其中水分适宜度为0.50，明显低于2019年的0.7和前5a平均的0.65，是导致气候适宜度指数偏低的主要因素。7月在持续高温少雨的环境条件下，水分适宜度指数偏低，温度、光照适宜度指数偏高，水热条件不匹配，全省大部玉米出现水分胁迫，西部地区多地发生不同程度农业干旱，给玉米穗分化带来一定不利影响。

表2 2020年7月吉林省各地区月气候要素及变化

2.3 抽雄—成熟期（8—9月）农业气象条件评价

8月全省平均气温22.5℃，比常年高1.1℃，其中上、中、下旬分别比常年高0.9℃、1.1℃、1.0℃。8月全省平均降水量184.1mm，比常年多39%，其中上旬比常年少15%，中、下旬分别比常年多48%、100%，白城市和辽源市较常年多1倍以上。8月全省平均日照时数211.3h，比常年少2.6h，其中上、中旬分别比常年多9h、3h，下旬比常年少15h（表3）。2020年8月平均气候适宜度指数为0.87，略高于2019年的0.78和前5a平均的0.79。8月气温偏高，降水偏多，光照正常，水热条件匹配较好，气候适宜度指数较高，气象条件利于玉米灌浆。受台风“巴威”影响，8月26—28日全省大部出现大雨，部分地方出现强风雨天气，造成局地玉米倒伏或被淹，给农业生产造成一定损失。

9月全省平均气温15.8℃，比常年高0.8℃，其中上、中、下旬分别比常年高0.9℃、0.6℃、1.0℃。9月全省平均降水量226.7mm，比常年多335%，居历史同期多雨的第1位，较第2位多近1倍。上、中旬分别比常年多780%、23%，下旬比常年少37%。镇赉、洮南等42县（市）突破历史同期多雨极值。9月全省平均日照时数169.1h，比常年少52.5h，上、中、下旬分别比常年少28h、22h、2h（表3）。2020年9月平均气候适宜度指数为0.57，略高于2019年的0.54，与前5a平均0.57持平。9月全省气温偏高，降水明显偏多，全省大部未出现霜冻，初霜较常年偏晚，气候适宜度接近常年，农业气象条件总体上有利于玉米后期灌浆及成熟，但受台风“美莎克”和“海神”的接连影响，导致大范围玉米倒伏、局地内涝等灾害。

表3 2020年8月、9月吉林省各地区月气候要素及变化

3 主要的农业气象灾害

3.1 干旱

7月1日后全省进入高温少雨期，一直持续到7月末。7月有3个高温时段，分别出现在1—4日、9—18日和21—31日，高温时段全省平均气温分别较常年高1.3℃、1.8℃和1.5℃。在高温期间，全省降水偏少，特别是中西部和延边州降水较常年少50%～60%，其他地市少30%～40%。7月日照时数明显多于常年。受高温少雨天气影响，土壤失墒较快。西部大部分县（市）和东南部部分县（市）土壤相对湿度在70%以下，发生轻、中度农业干旱。至7月21日，西部干旱进一步发展，东南部受较明显降水影响旱情缓解或解除。进入8月后，降水过程频繁，转入高温多雨时段，西部旱情也逐步解除。

3.2 台风

8月26日—9月9日，吉林省连续受到8号台风“巴威”、9号台风“美莎克”和10号台风“海神”直接影响。3次台风影响期间，全省累计平均降水量达225.1mm，比常年同期多4倍多，突破历史同期极值。全省各地降水量都达到150～250mm，除长白山外均突破各地历史极值。期间吉林省大部出现6级以上大风，瞬时风速达22.6～32.1m/s（9～11级）。半个月时间内，吉林省接连受到3个台风直接影响，为历史首次。3个台风的风雨影响都是全省性的，由于风雨强度大、持续时间长，影响效应叠加，造成大范围玉米倒伏，局地发生内涝、渍涝，影响玉米后期灌浆成熟和收获。