内蒙古春玉米生育期主要农业气象灾害研究

刘玉玲

摘要 内蒙古位于我国北部边疆，农牧业发达。春玉米是内蒙古地区的必备农作物，但因内蒙古地区气候变化频繁，极易对春玉米的生长栽培造成负面影响，导致内蒙古地区的春玉米一直深受农业气象灾害的侵袭和影响。为有效减轻因气象灾害造成的农业生产压力，以洪涝灾害和低温冷害灾害为例，针对内蒙古春玉米生育期的主要农业气象灾害展开研究，详细分析其灾害指标选取和等级确定，探究内蒙古地区的实际气象条件，以供参考。

关键词 内蒙古地区；春玉米；农业气象灾害；灾害指标；灾害等级

中图分类号：S513 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Study on the Main Agrometeorological Dis-

asters during the Growth Period of Spring Maize in Inner Mongolia

Liu Yu-ling （Songshan District Meteorological Bureau of Chifeng City， Chifeng， Inner Mongolia 024005）

Abstract Inner Mongolia is located in the northern border of our country， with developed agriculture and animal husbandry.Among them， spring corn is an essential crop in Inner Mongolia， but due to frequent changes in climate conditions in Inner Mongolia， it is easy to have a negative impact on the growth and cultivation of spring corn， leading to the invasion and impact of agricultural and meteorological disasters on spring corn in Inner Mongolia. Agrometeorological disasters can be mainly divided into extreme climatic conditions such as rainstorm， flood， drought， heat wave and freezing. In order to effectively promote the alleviation of agricultural production pressure caused by meteorological disasters， taking flood disasters and low-temperature cold damage disasters as examples， this study focuses on the main agricultural meteorological disasters during the growth period of spring corn in Inner Mongolia. The selection of disaster indicators and the determination of their levels are analyzed in detail， and combined with the actual meteorological conditions in Inner Mongolia， it is elaborated to provide valuable reference for relevant staff， At the same time， it also lays a theoretical foundation for relevant scholars research on agricultural disasters.

Key words Inner Mongolia region; Spring corn; Agricultural meteorological disasters; Disaster indicators; Disaster levels

中国位于亚欧大陆东部，受季风气候的影响，属极端气象灾害发生频率较高的国家之一，是气候变化的脆弱区域和敏感区域。农作物生长质量的高低取决于生长环境的优劣，而气象灾害为环境中的一部分，一旦发生恶劣的气象灾害，比如洪涝、干旱等，便极易导致农作物产量低下，进而影响人们的生存质量。

1 内蒙古地区的气象条件概况

内蒙古自治区位于我国北部边疆，与俄罗斯、蒙古国接壤，占地面积约为119万km2，占据中国国土面积的12.3%。内蒙古自治区的地理特征是地带狭长，中、东、西的长度是2 400 km，南北长度是1 700 km，属于中国地界内跨经度最长的区域[1]。内蒙古自治区的气候条件是温带大陆性气候，四季分明，且春季气温回升速度较快，但风尘天气较多，夏季的持续时间很短，该季节极为炎热，降雨量较大且集中。秋季的降温速度较快，基于早霜的原因，该地区的农作物极易受到影响。内蒙古地区的冬季极为寒冷，且持续时间较长。内蒙古地区全年的日照时数普遍为2 700 h或更多，最高可達3 400 h。

该地区全年平均风速不低于3 m/s，全年平均气温基本处于4～10 ℃，但气温年差较大，普遍在33～45 ℃之间。该地区的降雨量相对较少，一般处于50～500 mm范围内[2]。

内蒙古自治区的地形走势为自东向西，且自南向北为带状分布，涉及平原、山地、高原等地区。受地形地貌等相关因素的影响，大气环流和地表水热条件予以重新规划，导致该区域具备相对特殊的自然条件和资源[3]。因内蒙古自治区以农牧业为主，因此，该地区种植了大量的粮食作物，种类也极为丰富，包括小麦、玉米、葵花、马铃薯、水稻、大豆等，其中，春玉米是备受关注的农作物。

2 内蒙古春玉米生育期的农业气象灾害指标确定和等级划分

2.1 洪涝灾害

针对洪涝指标的确定，曾有相关学者对此开展了广泛研究，并确定了定量指标。现阶段应用概率较高的洪涝指标有湿度、降水距平百分率、Z指数。因内蒙古的地理位置较为特殊，极易受气候变化、下垫面性能和人类活动的影响，形成了较为突出的各区域降水差异。相关学者对以上3种常用的洪涝灾害指标进行对比研究，结果表明Z指数最佳。因此，该研究以Z指数为中心，将其视为内蒙古地区的洪涝灾害判定标准。

频繁增加的降雨量是造成洪涝灾害的重要原因之一，洪涝灾害的严重与否在一定程度上能够参考某一时段的降雨量与同期降雨量均值之间的差值。相关数据结果表明：针对某区域，降雨历史值并未遵循正态分布，而通过Pearson-lll型分布却对某时段时间序列降雨量有着显著的拟合结果，且该分布形式可以被转化成Z变量的规范化正态分布[4]。如果降雨量满足Pearson-lll型曲线，则概率密度函数公式如下所示：

f（x）=（x-a0）α-1e-β（x-a0）（1）

式（1）中：α代表形状参数，β代表尺度参数，γα代表伽马函数，x代表降雨量，a0代表最小降雨量数值。

将式（1）转换成正态分布，转换公式如下所示：

（2）

式（2）中，Zi代表指数，其数值的高低代表洪涝等级的高低，数值越大，等级越高，灾害后果更严重[5]。Cs代表偏态系数，其作用是监测和检查降雨量对正态分布的服从程度。φi代表降水标准变量，其能够处理掉因降水平均值差异而造成的影响。

Cs=（3）

φi=（4）

σ =（5）

式（3）、（4）、（5）中，n代表样本数量，

Pi代表降雨量，P代表多年间某时刻的尺度降雨量平均值。将降雨量由偏态分布转化成标准的正态分布，能够有效消除各个地区和时间层面的气候差异性，以此使其在时空尺度层面上更具可比价值，也可更加精确地呈现出降雨正负异常情况[6]。针对洪涝灾害Z指数洪涝等级的区分，详细划分内容如表1所示。

2.2 低温冷害灾害

内蒙古地区位于中高纬度区域，其年均温度普遍不高，热量条件存在较为剧烈的波动。在春玉米生育期内，若出现气温条件不稳定的情况，春玉米获取的热量不能满足其生长，便极易遭到低温冷害灾害的侵袭，进而导致作物的产量严重降低。尽管全球气候呈现出持续变暖的趋势，逐渐提升的气温使得内蒙古地区的热量条件得到有效改善，能够在一定程度上减轻低温冷害对春玉米的影响，但因部分地区和阶段性的低温冷害依旧会时常出现，加上气温的频繁变化，使得现阶段极端气候事件的发生概率逐渐上升[7]。

因气温逐渐升高，内蒙古地区的春玉米种植范围出现了北移东扩的情况，如此使得热量条件稀缺的高纬度区域得到了有效补充，原本不适合种植春玉米的地区也逐渐开始种植。不仅如此，有研究表明，气候变化对内蒙古地区的农作物生长均产生了剧烈影响。结合气象观测材料和作物生育期材料，仔细研究气候变化对内蒙古地区重点农作物物候期和种植面积的干预情况，发现针对春玉米等需要一定热量的作物，气候条件转化使其生育期延长了10～20 d。针对需要一定凉温条件的小麦和大豆等作物，气候变暖使其生育期明显缩短。

研究将某年限视作时间节点，全面研究气象突变前、后期春玉米在各个区域种类熟型于低温冷害灾害方面的识别影响情况。针对冷害识别方面，应用了中国气象局早期公布的北方春玉米冷害评估标准内含有的积温距平指标识别，通过该识别方法，精准明确内蒙古地区春玉米生育期的低温冷害灾害[8]。

内蒙古地区春玉米从萌芽出苗至各个生育期，需依靠不低于10 ℃的积温距平才可使春玉米不受到低温的侵袭，同时这也是判定春玉米延迟型低温冷害灾害的指标。计算公式如下所示。

H=（6）

式（6）中，H代表该气象站于某年某时段内≥10 ℃的积温距平数值（℃·d），Tai代表该计算时段内≥10 ℃日平均气温中的第i天，n代表该时段≥10 ℃日平均气温的天数，T代表该时段中≥10 ℃活动积温的平均数值（℃·d）。

有效运算春玉米生育期各个阶段不低于10 ℃的积温距平，得出内蒙古地区春玉米生育期受到低温冷害灾害的详细指标（表2）。

通过表2内容可知，早熟春玉米低温冷害灾害指标是早熟品种与中熟品种指标的均值，中晚熟春玉米指标是中熟品种和晚熟品种指标的均值。将5—9月逐月平均温度总和的常年平均值的距平当作内蒙古春玉米延迟型低温冷害出现阶段的强度指标，可以呈现出各个种植区域春玉米当年遭受的低温冷害灾害强度情况。计算方法如下：

ΔT=Ti-T（7）

式（7）中，ΔT代表本年度5—9月的月平均温度总数的距平（℃），Ti代表该时段平均温度总数，T代表的是该时段温度平均值。Ti的计算公式如下：

Ti=T5i+T6i+T7i+T8i+T9i（8）

式（8）中，T5i、T6i、T7i、T8i、T9i分别代表的是第i年上述时段的平均温度。

3 內蒙古春玉米生育期的农业气象灾害评估指标

3.1 灾害发生频率

内蒙古春玉米生育期的农业气象灾害发生频率用表示，可以呈现出气象站于相应统计年度内发生农业气象灾害的次数。具体计算方法如下：

Pi=×100%（9）

式（9）中，Pi代表灾害发生频率，N代表该气象站整合资料的总年数，n代表气象站发生灾害的总年数和差异性灾害等级下发生灾害的年数。通过分析内蒙古春玉米生育期发生的差异性灾害等级洪涝和低温冷害等灾害的数量，准确运算并得出内蒙古农作物生育期各个气象灾害等级和其发生概率[9]。

3.2 灾害发生范围

内蒙古春玉米生育期的农业气象灾害站次比Pj可以有效呈现出农业气象灾害对该地区的干预规模。其含义是该地区内农业气象灾害发生阶段的站点数占总站数的比值。其计算方法如下：

Pj=×100%（10）

式（10）中，m代表区域性气象灾害发生站数，M代表的是区域性农业气象站总数，Pj代表区域性农业气象灾害站次比，能够非直接性地呈现出内蒙古地区春玉米生育期气象灾害的影响强弱。

通过分析某年度蒙古春玉米生育期发生的轻度等级以上的低温冷害灾害气象站占区域总气象站的比值，明确呈现该地区的冷害覆盖范围，覆盖形式可划分为局部性低温冷害、区域性低温冷害、大范围低温冷害。

3.3 灾害发生强度

以干旱气象灾害的强度为例，干旱强度可以有效呈现出干旱灾害发生阶段的强弱程度，其计算方法如下：

Sij=|SPEIi|（11）

式（11）中，m代表内蒙古地区发生干旱灾害时的站数，|SPEIi|代表第i个站点干旱发生时SPEI的绝对数值，Sij代表干旱灾害轻度。针对干旱气象灾害的强度予以等级划分（表3）。

上文通过洪涝指标Z指数划分某气象站洪涝等级的基础上，继续通过区域性洪涝指数HL表征区域旱涝的空间分布和旱涝等级。计算方法如下：

I=（12）

L=（13）

式（12）、（13）中，n1、n2、n3代表的是洪涝灾害中重涝、大涝、偏涝发生的站点数量，n5、n6、n7代表的是偏旱、大旱、重旱的站点数量，n代表所有气象站点数量，l、L代表洪涝灾害指标和干旱灾害指标。区域洪涝指数的计算公式如下：

HL=（1-L）×100%（14）

利用式（14）成功计算出HL的数值之后，根据表4内容划分区域性的旱涝灾害等级（表4）。

4 结束语

因内蒙古自治区所处的地理位置较为特殊，加之其受气候条件变化的影响，该地区的春玉米在生育期极易受到各种农业气象灾害的侵蚀，进而使得内蒙古区域的农作物产量严重下降。基于此，该研究以此为切入点，详细分析内蒙古地区的气候情况，并在此基础上研究洪涝、低温冷害气象灾害的评估指标和等级划分，以此为后续相关学者研究气象灾害对内蒙古农作物的影响提供理论依据。

参考文献

[1] 包佳婧，刘瑾宇，杨松.2021年河套灌区春玉米全生育期农业气象条件评述[J].农业灾害研究，2022，12（8）：91-93.

[2] 贺晨昕.基于气候变化的农业气象灾害对春玉米产量的影响[J].种子科技， 2023，41（8）：133-135.

[3] 叶晓冰.农业气象灾害损失评估方法在产量预报中的应用[J].广东蚕业，2021， 55（11）：44-45.

[4] 崔雅祺.中國主要粮食作物气象灾害标准体系评价[D].沈阳：沈阳农业大学，2020.

[5] 尹佳琪.东北地区玉米延迟型低温冷害时空分布及综合风险评估[D].沈阳：沈阳农业大学，2020.

[6] 乌日罕，姜晓芳，娜木拉.农业气象灾害防灾减灾能力构建探究[J].南方农业， 2019，13（8）：172-173.

[7] 佟金鹤.气候变化条件下农业低温灾害特征分析[D].北京：中国农业科学院， 2016.

[8] 杨若子.东北玉米主要农业气象灾害的时空特征与风险综合评估[D].北京：中国气象科学研究院，2015.

[9] 桑婧.近30年中国主要农业气象灾害典型场时空格局及干旱风险评估[D].南京：南京信息工程大学，2018.