山东小麦气象灾害预警指标规范

摘要：本文从山东小麦生产的实际情况出发，从影响小麦生产的主要气象灾害入手，对小麦旱灾、干热风、冷害等的指标及等级进行了综合分析，为小麦灾害预警系统的开发做准备。

关键词：山东省；小麦；气象灾害预警；指标；规范

中图分类号：S42（252）：S512.1+1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）05-0127-05

1适用范围

本标准规定了小麦各生产风险因子的定义、表征指标及其计算方法、等级划分、数据采集的具体内容等。

本标准适用于山东省小麦气象灾害预警评估，黄淮海其他气候相近地区可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

QX/T 81-2007 减产率 降水量距平百分率

3术语及定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1生产风险

指由于多种灾害因子造成的小麦区域产量低于预期正常产量所产生的随机不确定性。

3.2最高温度

一定时段内空气温度的最高值，常用的有日最高温度、月最高温度和年极端最高温度，单位均为摄氏度（℃）。

3.3相对湿度

在当时温度下空气中实际水汽压与饱和水汽压的比值，单位为百分率（%）。

3.速

空气水平移动所经过的距离与其所用时间的比值，单位为米/秒（m/s）。

3.5干热风日

在小麦扬花灌浆期间，某日内实际观测到的气象要素组合达到干热风发生的条件要求。

3.6小麦干热风灾害

在小麦扬花灌浆期间出现的一种高温低湿并伴有一定风力的灾害性天气，它可使小麦失去水分平衡，严重影响各种生理功能，使千粒重明显下降，导致小麦显著减产。

3.7小麦干热风类型

根据干热风气象要素组合对小麦的影响和危害的差异，对小麦干热风所作的分类。

3.8干热风天气过程

在小麦扬花灌浆期间，一次天气过程中出现1个或1个以上的干热风日。

3.9小麦干旱灾害

由于土壤干旱或大气干旱，小麦根系从土壤中吸收到的水分难以补偿蒸腾的消耗，使植株体内水分收支失衡，小麦正常生长发育受到严重影响乃至部分死亡，并最终导致减产和品质降低的现象。

3.10生育阶段的有效降水量

小麦某一生育阶段内，自然降水实际补充为小麦根层土壤中的净水量，以毫米（mm）表示。

3.11降水量

从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）水，未经蒸发、渗透、流失，而在水平面上积聚的深度。

3.12作物系数

小麦在不同生育期中的需水量与可能蒸散量之比值（KC）。

3.13小麦需水系数

小麦全生育期内蒸发蒸腾水量与收获的干物质量或产量之比，单位为毫米/千克（mm/kg）。

3.14生育阶段的土壤有效底墒

小麦某一生育阶段内麦田0～100 cm土层中凋萎湿度以上的土壤含水量，单位为毫米（mm）。

3.15生育阶段的需水量

小麦获得高产时某一生育阶段的植株蒸腾、棵间蒸发以及构成植株体的水量之和，单位为毫米（mm）。

3.16小麦需水临界期

小麦全生育期中因需水得不到满足，最易影响生长发育并导致减产幅度最大的时期。

3.17作物水分亏缺率

外界水分不能满足作物需水量的部分占作物需水量的比值，以百分率（%）表示。

3.18生育阶段的自然供水量

小麦某一生育阶段内的土壤有效底墒水、有效降水量及地下水供给量之和，单位为毫米（mm）。

3.19降水量距平百分率

某时段的降水量与常年同期气候平均降水量之差的绝对值占常年同期气候平均降水量的百分比，单位用百分率（%）表示。

3.20洪涝灾害

由于强降雨、冰雪融化、冰凌、堤坝溃决、风暴潮等原因引起江河湖泊及沿海水量增加、水位上涨而泛滥以及山洪暴发所造成的灾害称为洪水灾害；因大雨、暴雨或长期降雨过于集中而产生大量的积水和径流，排水不及，致使土地等渍水、受淹而造成的灾害称为雨涝灾害。由于洪水灾害和雨涝灾害往往同时或连续发生在同一地区，有时难以准确界定区别，所以常统称为洪涝灾害。

3.21风雹灾害

强对流发展成积雨云后出现狂风、暴雨、冰雹、龙卷风、雷电等所造成的灾害，因有时难以区别界定，统称为风雹灾害。沙尘暴所造成的灾害，也一并计入风雹灾害。

3.22晚霜冻害

晚霜冻害是指在冬小麦拔节期内，气温低于0℃或叶面温度低于-4℃时，就可能遭受霜冻害，但拔节后的日数不同，冬小麦的耐寒能力也不同，则其受害程度、部位和症状也不同。其中以拔节后10～15天小麦雌雄蕊分化期耐寒能力最差（即低温敏感期），此时出现低温，则受冻最重。

4小麦干旱灾害预警指标及其量值计算

针对小麦干旱灾害比较严重的山东麦区，编制一套计算比较简便的等级指标，形成统一配套体系，以方便不同用户的使用。选取小麦生育阶段的作物水分亏缺率、降水量距平百分率作为小麦干旱灾害预警的致灾因子。

4.1作物水分亏缺率

依据农田水分平衡原理，小麦某一生育阶段的水分亏缺率可以描述为小麦生育阶段的自然供水量与需水量差的绝对值占需水量的百分比。

小麦某一生育阶段的作物水分亏缺率计算公式：

G=|W-E|1E×100%

式中：G――小麦生育阶段的水分亏缺率，单位为百分率（%）；W――小麦生育阶段的自然供水量，单位为毫米（mm）；E――小麦生育阶段的需水量，单位为毫米（mm）。

4.1.1小麦生育阶段的需水量小麦某一生育阶段的需水量计算公式：

E=KC×ET0

式中：KC――作物系数，小麦不同生育阶段的取值见表1，全生育期平均KC取0.85；ET0――可能蒸散量，采用联合国粮农组织推荐的FAO Penman-Monteith公式求得，单位为毫米（mm）。

4.1.2小麦生育阶段的自然供水量小麦某一生育阶段的自然供水量（W）包括三部分：生育阶段内的土壤有效底墒、有效降水量和地下水供给量。计算公式为：

W=W1+W2+W3

式中：W1――小麦生育阶段内的土壤有效底墒，单位为毫米（mm）；W2――小麦生育阶段内的有效降水量，单位为毫米（mm）；W3――小麦生育阶段内的地下水供给量，单位为毫米（mm）；

（1）小麦生育阶段内的土壤有效底墒（W1）

小麦生育阶段内某一厚度土层的土壤有效底墒。计算公式：

W1=（Wt-Wd）×ρ×h×0.1

式中：Wt――小麦生育阶段开始时的实际土壤湿度，单位为百分率（%）；Wd――凋萎湿度，单位为百分率（%）；ρ――土壤容重，单位为克/立方厘米（g/cm3）；h――土层厚度，单位为厘米（cm）；0.1――单位换算系数。

（2）小麦生育阶段内的有效降水量（W2）：自然降水中实际补充到小麦根层土壤水分的部分。计算见下式：

W2=P-V-Q-F

式中：P――实际降水量，单位为毫米（mm）；V――植物截留量，单位为毫米（mm）；Q――径流量，单位为毫米（mm）；F――深层渗漏量，单位为毫米（mm）。

在微雨的情况下，植物截留量可达3 mm左右。在山东地区，小麦生育期内降水量较小，强度也不大，故忽略径流量、深层渗漏量和植被截留量，近似取小麦全生育期的降水量为有效降水量。

（3）小麦生育阶段内的地下水供给量（W3）：地下水进入小麦根层中的水量。小麦根层底部界面上下某一厚度的地下水供水量（W3）。计算公式为：

Wb=（Wx×ρx-Ws×ρs）×h×0.1

式中：当Wb0时，

W3=（Wi+1-Wi）×ρs×h×0.1

式中：Wb ――小麦根层底部界面下层与上层土壤含水量的差，单位为毫米（mm）；ρx ――小麦根层底部界面下层的土壤容重，单位为克/立方厘米（g/cm3）；Wx ――小麦根层底部界面下层的土壤湿度，单位为百分率（%）；Ws ――小麦根层底部界面上层的土壤湿度，单位为百分率（%）；ρs ――小麦根层底部界面上层的土壤容重，单位为克/立方厘米（g/cm3）；h ――土层厚度，上下层取值相同，单位为厘米（cm）；Wi ――第i时刻小麦根层底部界面上层的土壤湿度，单位为百分率（%）；Wi+1 ――第i+1时刻小麦根层底部界面上层的土壤湿度，单位为百分率（%）。

对于北方麦区，在实际计算小麦供水量时，地下水供水量可忽略不计。

4.2降水量距平百分率

小麦生育阶段的降水量与常年同期气候平均降水量差的绝对值占常年同期气候平均降水量的百分率。可用于表征小麦生育阶段降水量较常年值偏少的程度，能直观反映降水异常引起的小麦干旱。某一站点小麦某一生育阶段的降水量距平百分率计算公式：

Pa=|P-P|1P×100%，P

式中：Pa ――小麦生育阶段的降水量距平百分率，单位为百分率（%）；P ――小麦生育阶段的降水量，单位为毫米（mm）；P――同期气候平均降水量，单位为毫米（mm）。

4.3小麦干旱灾害等级

依据小麦主要发育期、全生育期的作物水分亏缺率、降水量距平百分率，确定小麦干旱等级指标；其中作物水分亏缺率、降水量距平百分率均适用于山东麦区，将小麦干旱灾害等级分为轻旱、中旱、重旱、严重干旱四级，见表3。表4给出了小麦全生育期不同干旱等级相应减产率的参考值。

5小麦干热风灾害预警指标及其量值计算

小麦干热风是一种高温、低湿并伴有一定风力的灾害性天气，在山东麦区产量形成关键期极易发生。危害轻的年份，减产在10%以下，危害重的年份减产在10%～20%甚至20%以上。各地在进行小麦干热风灾害监测、预警和评估时，选择的致灾因子、确定的等级指标差异较大，时空可比性较差，不利于国家农业防灾减灾对策的制定和实施。

5.1小麦干热风指标

山东省小麦干热风主要是高温低湿型，采用日最高气温、14时相对湿度和14时最大风速组合确定干热风指标（见表5），在小麦扬花灌浆过程中都可能发生，一般发生在小麦开花后20天左右至蜡熟期。小麦受害症状为干尖炸芒，呈灰白色或青灰色，造成小麦大面积干枯逼熟死亡，产量显著下降。

5.2空气相对湿度

空气相对湿度为实际观测值。

5.3干热风年型等级指标

根据干热风指标判定干热风日，用干热风天气过程中出现的干热风日等级天数组合取得过程等级，用过程等级组合确定年型的轻重。

6小麦冻害指标

山东地区易发生初冬冻害、越冬期冻害、早春冻害和晚霜冻害。

初冬冻害一般由骤然强降温引起，常称为初冬温度骤降型冻害。11 月中下旬至 12 月中旬，最低气温骤降10℃左右，达-10℃以下，持续2～3 天，小麦的幼苗未经过抗寒性锻炼，抗冻能力较差，极易形成初冬冻害。 越冬期冻害是小麦越冬期间（12 月下旬至翌年2 月中旬）持续低温（多次出现强寒流）或越冬期间因天气反常造成冻融交替而形成的小麦冻害。一般分为冬季长寒型和交替冻融型两种类型，冬季长寒型是由于长期受严寒天气的影响而导致的小麦地上部严重枯萎甚至成片死苗；交替冻融型是进入越冬期的麦苗因气温回升而恢复生长，抗寒力下降，又遇到强降温而形成的冻害。当冬季有两个月以上平均气温比常年偏低2℃以上，最低气温在-15～-13℃的天数较多，无积雪麦田及积雪不稳定地区，易发生冬季长寒型冻害。 早春冻害是指小麦返青至拔节期间（2 月下旬至3月中旬）发生的冻害。返青后麦苗植株生长加快，抗寒力明显下降，如遇寒流侵袭则易造成冻害，此类冻害发生较为频繁且程度较重，是黄淮麦区的主要冻害类型。 晚霜冻害是小麦在拔节至抽穗期间（3 月下旬至4月中旬）发生的霜冻冻害，这一阶段小麦生长旺盛，抗寒力很弱，对低温极为敏感，若遇气温突然下降，极易形成霜冻冻害。形成的原因主要是由于气温回暖后又突然下降形成的霜冻。

本标准从最低气温、最低地表温度、最低叶面温度3个方面给出小麦冻害指标，见表8。

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收稿日期：2013-11-15

作者简介：王成超（1963-），男，高级农艺师，郯麦98和阳光10小麦品种育成人，长期从事小麦育种与推广工作。E-mail：