65年来濮阳市冬小麦干热风灾害特征分析

干热风是指小麦生育后期出现的一种高温低湿并伴有一定风力的农业气象灾害。干热风在我国北方麦区经常发生，一般年份可造成小麦减产1～2成，偏重年份可减产3成以上，对小麦产量和品质影响较大。杨霏云等学者对干热风的基本特征、变化规律、成因以及对小麦千粒质量影响等进行了大量的研究，也取得丰富的研究成果。

本文利用1961—2016年气象资料，研究高温低湿型干热风特征、变化规律及对冬小麦产量的影响，对今后做好干热风灾害评估、冬小麦产量预报和防灾减灾等都具有重要意义。

一、资料与方法

（一）干热风指标

干热风一般发生在小麦开花后20天左右至蜡熟期，其天气背景为温度突升，湿度骤降，并伴有较大的风速。

（二）气象资料

所用资料为1961—2016年濮阳市气象站逐日最高气温、14：00相对湿度和14∶00风速。冬小麦一般在4月下旬陆续进入开花期，5月为小麦灌浆期，旱地小麦收获期在5月28日前后，水浇地小麦收获期偏晚几天，在6月上旬。为了充分揭示干热风对小麦灌浆期的影响，选取每年5月的气象资料进行分析。

（三）研究方法

1.Mann-Kenda11突变检验法。采用Mann-Kenda11突变检验法分析干热风日数的时间变化规律，UF和UB曲线的交点显示该序列在该时段发生突变。

2.冬小麦干热风灾损评估。按照小麦生产的气象条件，利用下面公式计算发生干热风后的实测产量比5月未受灾的正常预计产量的减产百分比：

Yd=（Y0-Y）/Y0×100%

二、结果与分析

（一）干热风日数的时间变化

65年来，濮阳市干热风平均每年发生天数为1.5d，最大值为4.9d（2007年）；干热风主要集中在5月中下旬，占年总次数的86%，其中，5月中旬的干热风发生频率为29%，这期间正是小麦乳熟、灌浆期，受其影响，冬小麦麦粒干秕、皮白、腹沟深；5月下旬小麦已进入乳熟后期，旱地开始陆续收获，干热风对其产量影响不太大。

将年均干热风日数进行年代统计分析，可知2010以年以前，轻干热风日数、重干热风日数和总干热风日数规律一致，均为先减小后增大。最大值出现在20世纪60年代，最小值出现在20世纪80年代，且轻干热风递减速率大于重干热风，80年代之后干热风呈增加趋势。2010年后，轻干热风和总干热风日数有减小的趋势，而重干热风日数仍处于增加的趋势。

（二）干热风日数的突变检验

利用Mann-Kenda11突变检验法对1961—2016年濮阳市小麦灌浆期干热风日数进行分析，给定的显著性水平P=0.05，对应的临界值线Y=±1.96，结果表明：干热风日数的顺序列统计量变化曲线（UF曲线）基本小于0，表明65年来干热风呈减少趋势。

通过分析发现：UF和UB曲线在1973年、1999年、2002年、2007年、2013年、2015年前后相交，且交点在[-1.96，1.96]的置信区间内。对应的累积距平曲线在1973年前后出现了峰值，并开始下降，1999年出现低谷，随后开始上升，2007年前后出现相对较高值，然后又开始递减，表明干热风呈“先减少、后增加、又减少”的变化趋势。

（三）干热风灾害的气象要素分析

干热风灾害的气象指标主要包括日最高气温、14：00相对湿度和14∶00风速，分别对小麦灌浆期日最高气温≥32 ℃、14：00相对湿度≤30%、14：00风速≥ 3.0m/s的日数进行统计，并计算概率，结果表明：日最高气温≥32 ℃的概率为0.03～0.19，相对湿度≤30%的概率为 0.19～0.31，风速≥ 3.0m/s的概率为 0.26～0.65。

对比温、湿、风三要素，风速条件相对容易达到，其次相对湿度，最后是温度，三者的概率值分别为0.49、0.27、0.15。将三要素分别与干热风发生日数进行相关分析，发现干热风日数与温度概率的相关性最大，相关系数达0.86，相对湿度次之，相关系数为0.72，风速概率与干热风日数的相关系数为0.45，三者的相关系数均通过0.01水平显著性检验。可见温度条件是制约干热风发生日数的最主要的气象要素。

（四）干热风灾损评估

将冬小麦产量分离为趋势产量与气象产量之和，本文中趋势产量用5日滑动平均法拟合；气象产量通过进行气象要素温度、光照、降水的相关分析，建立拟合方程。对比冬小麦实测产量与模拟产量的结果，方程拟合准确率为92.2%，说明构建的模型可以反映气象条件对产量的影响。

按照上一年10月至翌年4月的气象条件，预计未发生干热风灾害的产量，选择干热风灾害严重年份，将实测产量与正常投入应得到的产量比较，计算减产百分比，结果显示，干热风危害下，小麦减产率在1.28%～8.66%，平均减产率为4.63%。

三、结论

65年来，濮阳市冬小麦干热风平均每年发生1.5d，从发生时段来看，干热风主要集中在5月中下旬。气候变化背景下，干热风发生日数整体上趋于减弱，但最近的20年又有所反弹。突变检验分析，干热风总日数在1973年前后出现了不显著的递减突变，1999年前后呈不显著的递增突变，2007年出现了递减突变。从干热风发生的气象要素来看，满足风速条件的日数概率＞相对湿度＞温度，温度条件是制约干热风灾害形成的最主要的气象要素。

根据光、温、水气象要素，构建冬小麦自播种至灌浆期（上一年10月至翌年4月）的气象产量统计模型，结合趋势产量，预计未发生干热风灾害的冬小麦产量。在干热风严重年份，对比干热风灾害发生后的实际产量与正常投入应得到的产量，进一步评估干热风灾害造成小麦减产率为1.28%～8.66%，平均减产率为4.63%。