智慧农业（中英文）,2021,3(2):126-137doi:10.12133/j.smartag.2021.3.2.202106-SA004
信息处理与决策
2.农业农村部规划设计研究院，北京100121
2.AcademyofAgriculturalPlanning&Engineering,MinistryofAgricultureandRuralAffairs,Beijing100121,China
收稿日期:2021-06-01修回日期:2021-06-28网络出版日期:2021-08-25
Received:2021-06-01Revised:2021-06-28Online:2021-08-25
作者简介Aboutauthors
关键词：干旱;洪涝;标准化降水指数SPI;标准化降水蒸散指数SPEI;产量;春玉米;东北三省
Keywords：drought;flood;standardizedprecipitationevapotranspirationindex;yield;springmaize;threenortheastprovincesofChina
本文引用格式
王蔚丹,孙丽,裴志远,马尚杰,陈媛媛,孙娟英,董沫.东北三省地区生长季旱涝对春玉米产量的影响[J].智慧农业（中英文）,2021,3(2):126-137.doi:10.12133/j.smartag.2021.3.2.202106-SA004
WANGWeidan,SUNLi,PEIZhiyuan,MAShangjie,CHENYuanyuan,SUNJuanying,DONGMo.EffectofGrowingSeasonDroughtandFloodonYieldofSpringMaizeinThreeNortheastProvincesofChina[J].SmartAgriculture,2021,3(2):126-137.doi:10.12133/j.smartag.2021.3.2.202106-SA004
图1东北三省气象站点及春玉米空间分布
Fig.1DistributionofmeteorologicalstationsandmaizeinthreenortheasternprovincesofChina
Table2Correlationbetweenmulti-scaledroughtindexandtherateofcropdroughtdisaster
注：P<0.05（*），P<0.01（**），下同。为简化表内容，在不影响分析SPI、SPEI与因旱受灾率关系的情况下，部分数据未列出，用“—”表示
Table3Correlationbetweenmulti-scaledroughtindexandtherateofcropwaterlogdisaster
注：为简化表内容，在不影响分析SPI、SPEI与因涝受灾率关系的情况下，部分数据未列出，用“—”表示
图2东北三省SPEI与玉米受灾率的关系
Fig.2RelationshipbetweenSPEIandtheratesofcropdisasterinthreenortheasternprovincesofChina
Table4Correlationbetweenrelativemeteorologicalyieldandratesofdrought/waterlogdisasterinthreenortheasternprovincesofChina
注：P>0.05（N），P<0.05（*），P<0.01（**）
Fig.3RelationshipbetweenSPEIandrelativemeteorologicalyieldatgrowthstagesofspringmaizeinthreenortheasternprovincesofChina
作物在不同生育阶段对水分的敏感程度不同，以SPEI2-M（M=5，6，7，8，9）表示各生育阶段的干湿状况，分析各生育阶段旱涝对春玉米产量的影响。根据回归拟合结果，选择相应的模型。三省在播种—出苗阶段均不显著，表明该生育阶段水分条件变化对春玉米产量影响不明显。
图4东北三省春玉米各生育阶段SPEI与相对气象产量的关系
注：S1、S2、S3、S4和S5分别表示对应的各生育阶段，其中不显著的未列出
Fig.4RelationshipbetweenSPEIandrelativemeteorologicalyieldatdifferentgrowthstagesofspringmaizeinthreenortheasternprovincesofChina
辽宁省春玉米产量在拔节—抽穗期主要受干旱影响，气候越干旱，对春玉米产量越不利，生长季后期受洪涝的影响较前期加重，旱涝均对产量有很大影响，随着春玉米生长并逐渐进入成熟期，产量对雨涝的响应越来越敏感。吉林省和黑龙江省主要受旱灾影响，尤其是吉林省，抽穗—乳熟期的SPEI与相对气象产量呈线性关系。
气象指标的旱涝标准简单易用，但不能表征特定区域特定作物旱涝状况，只有综合区域、作物品种等特性后，才可用于农业旱涝灾害评估。本研究将东北春玉米不同生育阶段SPEI与相对气象产量回归分析，得到因旱涝减产的对应SPEI阈值范围，由于该阈值是旱涝发生规律、作物品种以及不同生育阶段对水分需求等多种因素共同作用的结果，因此认为可以用于该区域春玉米旱涝灾害的预测评估。
（3）春玉米产量对旱涝的敏感性在不同生育阶段存在差异，各省区SPEI与相对气象产量在播种—出苗阶段回归分析均不显著，水分条件对春玉米产量的影响有限；在拔节—抽穗、抽穗—乳熟期均显著，春玉米对这两个生育时段的干湿状况更为敏感。辽宁省在拔节—抽穗期接近重度湿润时，玉米可达到最高产，该阶段主要对干旱影响敏感，生长季后期受洪涝灾害影响较前期加重，旱涝灾害对产量均有影响。吉林省在出苗—拔节、拔节—抽穗期当SPEI=1.0左右可达到最高产，抽穗—乳熟期受干旱影响严重。黑龙江省春玉米关键生育期主要受干旱影响，在出苗—拔节、拔节—抽穗期正常偏湿年份可达到最高产量，但中度及以上雨涝会导致玉米减产，抽穗—乳熟期在轻度湿润时可实现高产，重度湿润时才会因涝减产。