黑龙江省玉米干旱与低温冷害复合逆境对产量的影响*

姜丽霞 赵慧颖 曲辉辉 闫 平 李秀芬 翟 墨 于瑛楠

1 黑龙江省气象科学研究所，哈尔滨 150030 2 中国气象局东北地区生态气象创新开放实验室，哈尔滨 150030 3 黑龙江省气象院士工作站， 哈尔滨 150030

提 要： 利用1981—2016年黑龙江省玉米农业气象观测站的资料，引入中华人民共和国气象行业标准中水分亏缺指数(KCWDI)、≥10℃积温距平(H)指标，分别对玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害进行判识，规定同一站、同一年内干旱、冷害均有发生为两种灾害复合发生，并分析其时空分布特征，以数理统计方法构建KCWDI和H与玉米产量的关系模型，同时应用比较方法探讨两种灾害单一发生及复合发生的温水逆境对玉米产量的影响。研究结果表明：1981—2016年，研究区玉米出苗—乳熟期KCWDI、H的变化较好表达了研究区水资源空间配置特征及气候变暖趋势；分析期内，研究区玉米出苗—乳熟期累计发生单一干旱242站年，单一冷害76站年，干旱、冷害复合发生91站年；干旱、冷害复合发生随时间呈减少趋势，20世纪90年代中期以前密集发生，之后发生频率下降，空间上呈西多东少趋势，松嫩平原西部为频发区；玉米出苗—乳熟期H和KCWDI与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P<0.05或P<0.01)，在一定温度、水分范围内，H减少、KCWDI增大，玉米单产呈下降趋势；总体上，存在干旱、低温冷害单一发生或复合发生程度愈重则单产愈低的趋势。比较干旱、低温冷害复合发生和单一发生对玉米单产的影响可见，复合发生中干旱(低温冷害)的时间、日数、程度等与单一发生的干旱(低温冷害)相当时，则干旱(低温冷害)与低温冷害(干旱)复合发生对玉米单产的影响呈加重趋势。

引 言

黑龙江省土地条件居全国之首，境内松嫩和三江平原地势平坦，土壤肥沃，加之气候温凉，利于一季作物生长和产量形成，因此粮食生产逐年发展，现已成为保障国家粮食安全的压舱石。玉米为黑龙江省主栽作物，总产量占全国玉米总产量近30%，在全国粮食产量中处于重要地位。黑龙江省玉米生产受干旱和低温冷害影响巨大(杨卫东，2017)，两种灾害单一发生时常常造成玉米减产在15%以上(高松阳，2017；马树庆等，2003)，进而导致全国产量波动并影响粮食安全。随着全球气候变暖的持续，黑龙江省生长季干旱发生风险加大(杨晓晨等，2015)，程度加重(高蓓等，2014)，低温冷害虽总体减少，但21世纪以来有回升趋势(姜丽霞等，2016)，且区域性严重冷害发生频率加大(赵俊芳等，2009)，这种情况下两种灾害对玉米生产的威胁即随之加大，生产风险也进一步增加。干旱和低温冷害单一发生时的影响已然较大，那么两种灾害复合发生的影响将更为突出，因此研究玉米生长期干旱和低温冷害复合发生特征，明确两种灾害复合发生对玉米产量的影响机制，对于保障国家粮食安全、促进农业经济可持续发展具有重要意义。

多年来，国内外专家学者对气象灾害监测及影响评估方法的研究不断发展(谢五三等，2019；左冰洁和孙玉军，2019)，形成多元化模式(郭建平，2016；姜丽霞等，2019；金燕等，2018；Dai，2013；Anjum et al，2017；Ali et al，2017；Yin et al，2016；Beck et al，2007)，在灾害指标(毛留喜和魏丽，2015；李秀芬等，2017)、监测评估(di Fenza et al，2017)、风险研究(曹雯等，2019)、灾害影响(高素华和刘玲，2007)等方面取得长足进展。研究表明，玉米在不同发育期均可能会遭受干旱或低温冷害的威胁，灾害发生区域、程度及时期不同，对玉米所造成的负效应影响也不尽相同，但总体趋势基本一致，多数表现为玉米生长受到抑制，发育期延长，并最终导致玉米产量下降(张建平等，2012；王静等，2011)。单从一种灾害对玉米产量的影响来看，马树庆等(2015)研究指出，干旱致使玉米出苗期延迟1 d，单产即下降2.9%，而季节性干旱影响更重，2003年黑龙江省春夏连旱导致玉米单产下降为该省1994—2014年谷值(杨卫东，2017)，且最新研究表明，一季轻旱、中旱导致玉米减产率在20%以下，旺盛生长时期的重旱导致玉米减产在40%～50%，而春、夏、秋三季连旱则使玉米几乎绝产，减产率高达70.5%(马晓刚等，2019)。对于低温冷害而言，张建平等(2012)分析不同发育期冷害对玉米产量的影响，发现灌浆初期低温影响最大，苗期最小，减产率在2.1%～16.99%，郭春明等(2018)试验表明，冷害导致玉米穗长和穗粒数显著减少，穗粒重显著降低，且温度越低，持续时间越长，影响越重。

黑龙江省位于中国最北部，大陆性季风气候明显，干旱和低温冷害常常在玉米生长期内复合发生，但两种灾害复合发生对玉米产量的影响机制仍未十分明确，同时，随着黑龙江省新型农业的发展，经营主体规模大、单产水平高，受多种灾害影响损失更大，其对气象灾害和防灾减灾技术研究的需求十分迫切(陈莉等，2019)，但现有研究多侧重于单一灾害对玉米生产的影响，而对两种灾害复合发生的影响研究较少。基于此，利用更新气象数据、采用中华人民共和国气象行业标准，分析玉米生长期内干旱、低温冷害复合发生的时空演变特征，研究干旱、低温冷害复合发生对玉米产量的影响，为深入探讨多种灾害造成作物产量损失的量化细化及其影响机制提供技术支撑，以期为“藏粮于技”战略及农业防灾减灾提供气象参考。

1 资料和方法

1.1 资料来源

黑龙江省现有22个玉米农业气象观测站，考虑资料完整一致性，选取其中15个站作为研究区，该15个站均匀分布在黑龙江省玉米主产区内，玉米年种植面积多在1×105hm2以上，能够代表黑龙江省玉米生产实际情况，其地理位置也能够很好反映温度、水分等气候因子分布概况和趋势，保证了研究的客观性及科学性，同时为了更加细致分析干旱、低温冷害对不同区域玉米的影响，根据15个站的地理位置和气候特征，将研究区划分为松嫩平原和三江平原，并再将松嫩平原细划为4个区域，具体见表1。所用资料包括15个站1981—2016年逐日平均气温、降水资料及玉米发育期观测数据，均来自黑龙江省气象局整编资料。15个站玉米单产来自黑龙江省统计局。玉米发育期观测资料按照中国气象局《农业气象观测规范》(中国气象局，2016)的要求进行，为保证资料连续性，作物观测保持了观测方法的一致性，所观测品种的熟型在研究期间基本保持一致，田间管理与当地大田保持一致，且耕作方式不变。

1.2 研究方法

1.2.1 玉米干旱、低温冷害判识

研究选择玉米出苗—乳熟期为研究时间段，该时间段内的玉米出苗期、拔节期、抽雄期和乳熟期采用《农业气象观测规范》(中国气象局，2016)中规定观测的普遍发育期。《北方春玉米干旱等级》(中国气象局，2015)、《北方春玉米冷害评估技术规范》(中国气象局，2012)中规定了玉米干旱、低温冷害的评估指标，本文以上述标准中水分亏缺指数(KCWDI)、≥10℃积温距平(H)作为判识玉米干旱、低温冷害的指标，并参照2个标准做如下规定：对于干旱，分两个发育时段进行判识，在玉米出苗—拔节期，当水分亏缺指数KCWDI>50%时判识发生干旱，在拔节—乳熟期，水分亏缺指数KCWDI>35%时发生干旱，并规定两个发育时段均发生干旱或任一时段发生干旱即为出苗—乳熟期发生干旱，标准中未规定作物熟型，因此本文在判识时不考虑作物熟型，即所定指标普适于任意熟型品种。对于低温冷害，在玉米出苗—乳熟期，当H<-45℃·d、H<-50℃·d、H<-55℃·d时，分别判识玉米早熟、中熟、晚熟品种发生延迟型冷害。

本文依据如上指标对玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害分别进行判识，若在同一站点、同一年份内，玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害均有发生，则规定为干旱、低温冷害复合发生，若仅有一种灾害发生，则视为无干旱、低温冷害复合发生。

表1 研究站点概况

1.2.2 数据处理及分析

国家标准(中国气象局，2012；2015)已对玉米出苗—乳熟期KCWDI及H的计算方法阐述详细，本文不再赘述。利用上述标准中的方法计算KCWDI及H并进行判识。本文常年值取1981—2010年的平均值。利用气候统计方法先对所有研究站点各项数据进行统计处理，再根据表1将15个研究站点进行平均处理获取全研究区数据，同时依照表1分区情况分别进行区域平均处理，计算得到松嫩平原、三江平原及松嫩平原西部、松嫩平原北部等区域数据，最后根据研究需求以SPSS Statistics 17.0软件分别进行单站或区域数据分析。采用数理统计方法研究玉米干旱、低温冷害复合发生的变化特征。利用逐步回归方法分析KCWDI和H与玉米产量的关系。

2 结果与分析

2.1 干旱、低温冷害单一发生特征

基于KCWDI对玉米干旱进行判识，结果显示：1981—2016年，研究区玉米出苗—乳熟期累计发生干旱333站年，各站发生干旱为16～30 a，肇源站发生最多，海伦站、方正站、五常站最少。时间分布上，不同区域干旱年分布略有差异，大部分站点干旱年相对密集于21世纪00年代，21世纪10年代以来，KCWDI有所下降，干旱发生减少。空间上，以松嫩平原西部和南部站点的干旱年数居多，平均每站在23 a 以上。

利用H对玉米低温冷害进行判识，结果表明：1981—2016年，研究区玉米出苗—乳熟期累计发生低温冷害167站年，各站发生低温冷害为9～16 a，富裕站发生最多，青冈站、勃利站最少。研究期间，H基本呈少到多的变化，各站部分年份的距平值低于指标阈值，形成低温冷害，低温冷害年主要密集于20世纪90年代中期前，之后积温距平多为正值或高于指标阈值，形成低温冷害的年份骤然减少，但21世纪10年代以来积温距平呈下降态势，低温冷害发生出现回升趋势。空间上，不存在明显变化规律，松嫩平原西部较多，平均每站在12 a以上。

2.2 干旱、低温冷害复合发生特征

为了更加清晰直观地表达1981—2016年玉米出苗—乳熟期的干旱、低温冷害复合发生年份，如图1 所示，取纵坐标1～15代表研究站点，如纵坐标1 代表龙江站，横坐标为各站干旱、低温冷害复合发生的年份，如龙江站干旱、低温冷害复合发生的年份分别为1981、1982、1988、1991、1992、1993、1995年。由图1可见，1981—2016年，研究区玉米干旱、低温冷害复合发生共计91站年，各站发生年数为3～9 a，总体来看，干旱、低温冷害复合发生呈减少趋势，20世纪80年代是干旱、低温冷害集中高发期，大部站点发生年数为3～6 a；90年代发生年数下降，多数为1～3 a；21世纪00年代以后持续偏少，但部分站点21世纪10年代干旱、低温冷害复合发生有回升趋势。空间分布呈西多东少态势，发生年数的高值区处于松嫩平原西部，年数为9 a；低值中心处于五常、方正一带，年数为3 a；其他区域处于中间状态，年数为4～7 a。

图1 研究区玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害复合发生年份示意图

2.3 干旱、低温冷害对玉米产量的影响

2.3.1H和KCWDI与玉米单产关系

首先探究两个判识指标与玉米产量的关系，采用逐步回归方法分别分析H和KCWDI与玉米单产的相关关系，结果见表2，表中y为玉米单产(单位：kg·hm-2)，x1为H(单位：℃·d)，x2为KCWDI(单位：%)。由表可见，研究区全区、各分区及73%单站的H和KCWDI与玉米单产呈显著或极显著(P<0.05或P<0.01)相关关系，且相关性表征不尽相同，从相关因子来看，全研究区、松嫩平原、松嫩平原4个分区及20%单站为双因子相关，而三江平原及53%单站为单因子相关，且单因子相关因子多为H；从相关显著性看，不同区域、不同站点存在差异，龙江、海伦、佳木斯、方正4站不存在显著相关关系，富裕站、勃利站通过0.05显著性水平检验，其余均通过0.01显著性水平检验，且总体上区域好于单站，松嫩平原多数站点好于三江平原，双因子相关性最好为松嫩平原，R2高达0.721，单因子相关性最好为集贤站，R2为0.440。由表2还可看出，在一定温度、水分范围内，随着H的下降、KCWDI的增大，玉米单产呈下降趋势，即在H、KCWDI均达到灾害阈值指标值的情况下，H下降幅度越大(表征低温程度越重)，KCWDI增大幅度越大(表明干旱程度越重)，玉米单产下降越多。在一定水分条件下，H每下降1℃·d，玉米单产下降1.6～16.5 kg·hm-2；在一定温度条件下，KCWDI每增加1%，玉米单产下降55.3～174.7 kg·hm-2。

2.3.2 干旱、低温冷害对玉米产量的影响

如上分析，KCWDI和H与玉米单产相关关系能够直接反映干旱、低温冷害对玉米的影响，为进一步明晰两种灾害对玉米产量的影响机制，本文分别对单一干旱、单一低温冷害及两种灾害复合发生的温水逆境条件对玉米影响进行深入探讨。考虑同一站、临近年份具有更好可比性，因此筛选各站连续发生单一干旱、单一低温冷害以及干旱和低温冷害复合发生年份的资料进行分析。

2.3.2.1 干旱、低温冷害单一发生对玉米产量的影响

2000—2004年安达站连续5年出现干旱，未出现冷害，为典型的连续单一干旱年，较具代表性，另据气象灾害大典(温克刚，2007)记载，期间安达站未发生其他重大气象灾害，因此其他气象条件视为正常。由表3可见，2000年的出苗—乳熟期平均KCWDI最大，最长连续干旱日数最多，最长连续干旱期间平均水分亏缺指数较大，产量最低；而2002年各项数据均为最小，产量最高。2000年相对于2001年，总干旱时间略短，但持续干旱时间长且KCWDI大，产量低；2003年相对于2004年，总干旱时间较短，持续干旱时间仅少2 d，但其持续干旱期间KCWDI偏高10.5%，产量低。分析其他站点连续干旱年的情况与此基本一致。因此，从单一干旱影响来看，基本表现为干旱时间长、水分亏缺量大，玉米产量低，期间持续干旱时间愈长，程度愈重，则影响愈大。

从单一低温冷害对玉米的影响来看，以1983—1986年的龙江站为例，该站连续4年出现冷害，未出现干旱，为典型的连续单一冷害年，据气象灾害大典(温克刚，2007)记载，其间未发生其他重大气象灾害。由表4可见，1983年出苗—乳熟期H较低，总低温日数最长，最长连续低温日数最多，且最长连续低温期间气温距平较低，18 d中有17 d气温距平低于-3.0℃，产量最低，1984—1986年，各年总低温日数、最长连续低温日数相差较小；1984年的H较高，表明其低温程度相对较小，其产量最高；1985年相对于1986年，最长连续低温日数略多，且H偏低78.2 ℃·d，其产量低于1986年。分析其他站点连续冷害年的情况与此基本一致。由此可见，单一低温冷害对玉米影响与干旱相似，基本表现为低温时间长、低温程度重，玉米产量低，期间持续低温时间愈长，程度愈重，则影响愈大。

表2 研究区玉米出苗—乳熟期H、KCWDI与玉米单产的相关关系

表3 2000—2004年安达站玉米出苗—乳熟期干旱代表年份的水分逆境概况及产量表现

表4 同表3，但为1983—1986年龙江站低温冷害代表年份

2.3.2.2 干旱、低温冷害复合发生对玉米产量的影响

从各站干旱、低温冷害复合发生年份的温水条件看，其逆境形式一般表现为先干旱后低温冷害，或先低温冷害后干旱，或两种灾害伴随发生。龙江站在1991—1993年连续出现干旱、低温冷害复合发生逆境，代表性较强，分析龙江站1991—1993年玉米出苗—乳熟期的KCWDI、气温，结合表5、图2可见，在3个代表年份中，KCWDI均呈波动式变化，1991年、1993年KCWDI波动减小，玉米拔节后基本无旱，而1992年则呈减小—增大的交替式变化，其平均KCWDI、总干旱日数、总干旱日数占出苗—乳熟期总日数的比率以及最长连续干旱日数均为最大，总干旱日数超出了出苗—乳熟期间总日数的50%以上，且最长连续干旱时间达1月之久，并出现于较为关键的发育时段拔节—乳熟期内，可见1992年的干旱程度相对较重，而1991年、1993年次之；从温度变化看，1992年日均温波动最剧烈，部分时间温度偏低幅度较大，H最低，为-227.5 ℃·d，即1992年低温程度相对最重，其次为1991年、1993年。另外1992年的逆境形式表现为先低温后低温、干旱伴随发生。再比较3年的产量可见，1992年较1991年减产20.6%，1991年较1993年减产5.7%，1992年较1993年下降更多，减产25.1%。统计龙江站3 a玉米出苗—乳熟期间的日照及乳熟至成熟期间气象数据，结合气象灾害大典(温克刚，2007)分析，3年的日照及后期总体光、温、水条件基本相当，差异不大，且未出现其他重大气象灾害，因此日照、后期条件及其他灾害所造成的产量差异也不大。分析其他站点连续复合发生年份的情况与此基本一致。由此可见，玉米出苗—乳熟期干旱、低温冷害复合发生逆境条件不同，对玉米产量影响不同，总体上表现为干旱、低温冷害复合发生程度重则产量低的趋势，这与表2所体现的结论相一致，因此在一定程度上可以说明，较重干旱伴随较重低温冷害复合发生的逆境条件对玉米影响更大。

表5 1991—1993年玉米出苗—乳熟期龙江站干旱和低温冷害复合发生代表年份的温水逆境概况及产量表现

图2 1991年(a)、1992年(b)和1993年(c)龙江站玉米出苗—乳熟期干旱和低温冷害复合发生代表年份的温度与KCWDI变化

2.3.2.3 干旱、低温冷害复合发生与单一发生对玉米产量影响比较

研究区干旱、低温冷害复合发生共计91站年，与单一干旱比较，91站年中，有12站年的产量损失高于全部单一干旱年的产量损失，有56站年的产量损失高于单一干旱年中50%年份的产量损失，其余23站年的产量损失高于单一干旱年中8%～46%年份的产量损失；与单一冷害比较，91站年中，有16站年的产量损失高于全部单一冷害年的产量损失，有35站年的产量损失高于单一冷害年中50%年份的产量损失，其余40站年的产量损失高于单一冷害年中14%～43%年份的产量损失。通过以上分析发现，两种灾害复合发生与单一发生相比的产量损失表征较为复杂，并非所有复合发生年份产量损失最大，而部分单一干旱或单一冷害年的产量损失高于两种灾害复合发生年的产量损失。再对干旱、低温冷害复合发生与单一发生状态进行分析，发现其发生机制十分复杂，发生形式多样，因此其对玉米生长和产量的影响机制也较为复杂，这可能是造成其影响不同的主要原因之一。

根据上文分析，与单一干旱、低温冷害比较，分别有12和16站年复合发生年份的产量损失最高，其中有8站年为重复年份，即青冈站的1989年，巴彦站的1982年、1984年和1989年，方正站的1996年，哈尔滨站的1982年，双城站的1985年，集贤站的1983年，因此总计20站年，进一步分析该20站年温水逆境，由表6可见，总体存在两种灾害发生程度均较重或干旱(冷害)时间长、程度重的特征。

表6 产量损失最高的复合发生年份的温水逆境

深入比较分析干旱、低温冷害复合发生与单一发生对玉米产量的影响，鉴于临近年份比较性更强，本文选取15个单站连续3年均发生灾害的年份，选取模式为2年干旱1年复合发生、2年低温冷害1年复合发生、1年干旱1年低温冷害1年复合发生，共选出所有符合条件的59例。分析表明，59例中25例复合发生年份产量最低，24例干旱年份产量最低，10例低温冷害年份产量最低。受篇幅限制，本文给出6个代表站的比较情况(表7)，当发生单一干旱(或低温冷害)时，表中关于低温冷害(或干旱)的各项数据未统计。由表7可见，单一干旱年和低温冷害年产量最低年份的逆境条件存在干旱和低温总日数长，或持续时间长，或程度重的趋势，而其中的复合发生年份逆境条件则表现为干旱和低温总时间相对短，或持续时间相对短或其伴随发生时间相对短或程度轻；25例产量最低的复合发生年份逆境条件与表6相似，也表现为干旱和低温较重发生，或其中的干旱(或低温冷害)较重发生的趋势，表7中青冈站两种灾害复合发生年份产量较单一灾害年份产量下降幅度高达50%以上，细致分析其温水条件可见，青冈站1989年6月9日至7月30日出现4个低温时段，各段低温持续时间分别为14、9、7和7 d，8月3—27日出现干旱，干旱持续近1月之久，干旱期间又出现阶段性低温，此种复合发生特征表现为先低温冷害后干旱且后期相伴发生，其具体逆境条件表征为H达-262.5 ℃·d，低温日数为53 d，最长连续干旱时间达25 d，且处于需水量较大的开花—吐丝期；1989年与1988年低温冷害相比，冷害程度、总低温日数、持续低温日数等相差较少；1989年与1990年干旱相比，1990年总干旱日数较长，但5月18日至8月9日为间断性干旱，且6月12日至7月21日的关键生长期无旱，8月10—31日持续干旱22 d，期间平均KCWDI为57.3%，1989年5月30日至8月2日未出现干旱，8月3日至8月27日持续干旱25 d，期间平均KCWDI为58.2%，可见这两年的干旱状态较为相似。总体来看，青冈站1989年低温程度重，关键期干旱持续时间长，在低温逆境已造成负效应影响前提下，后期干旱及干旱、低温相伴发生的逆境继续产生不利影响，造成负效应影响加重，这可能是导致1989年较1988年、1990年产量大幅度下降的主要原因之一。

如上文分析，自然条件下干旱和低温冷害复合发生、单一发生的随机性较强，发生机制复杂，其对玉米的影响机制也较为复杂，因此复合发生与单一发生对玉米影响的可比性偏弱，但总体上存在这样的趋势，即当与单一干旱(低温冷害)比较时，复合灾害中干旱(低温冷害)的时间、日数、程度等与之相当时，则干旱(低温冷害)与低温冷害(干旱)复合发生对玉米产量的影响呈加重趋势。

表7 研究区代表站玉米出苗—乳熟期连续3年干旱、低温冷害复合发生及单一发生的温水逆境及产量比较

3 结 论

(1)1981—2016年，研究区玉米出苗—乳熟期KCWDI变化准确表达了研究区水资源空间分布状况。H对气候变暖具有极强指示性，并能够较好反映研究区热量资源的空间配置。

(2)分析期内，研究区玉米出苗—乳熟期累计发生干旱333站年，其中单一干旱242站年；累计低温冷害167站年，其中单一低温冷害76站年；累计干旱、低温冷害复合发生91站年。干旱、冷害复合发生总体呈减少趋势，20世纪90年代中期以前密集发生，之后明显减少，但部分站点21世纪10年代开始有回升趋势。空间分布呈西多东少趋势，松嫩平原西部为频发区。

(3)研究期间，H和KCWDI与玉米单产存在显著或极显著的相关关系(P<0.05或P<0.01)，在一定温度、水分条件范围内，H降低、KCWDI增大，玉米单产呈减少趋势，反之呈增加趋势，换言之，温度、水分适宜与否对玉米单产的形成具有重要影响，温度降低、水分亏缺量增大对玉米增产不利。

(4)比较干旱、低温冷害单一发生和复合发生对玉米产量的影响可见，复合发生中干旱(低温冷害)的时间、日数、程度等与单一发生的干旱(低温冷害)相当时，则干旱(低温冷害)与低温冷害(干旱)复合发生对玉米产量的影响呈加重趋势。在一定程度上，较重干旱伴随较重低温复合发生的逆境条件对玉米影响更大。

4 讨 论

本文基于中华人民共中国气象行业标准《北方春玉米干旱等级》(中国气象局，2015)、《北方春玉米冷害评估技术规范》(中国气象局，2012)中规定的KCWDI、H判识玉米干旱、低温冷害，两个指标均考虑了玉米生育期及主要气候因子，赋予了指标生物学和气象学意义，使作物灾害辨识性及科学性显著提升。以KCWDI、H对干旱、低温冷害判识效果较为理想，与高松阳(2017)、杨卫东(2017)、郭建平和马树庆(2009)采用其他研究方法的判识结果基本一致，对1982、2000、2001、2003、2016年等有代表性的干旱年以及1983、1987、1989、1992年等比较典型的低温冷害年判识较为准确。另外，从KCWDI、H变化看，KCWDI具有西高东低的空间分布特征，这准确表达了研究区水资源分布状况，体现出黑龙江省松嫩平原西部和南部偏干易旱特点，与陈立亭和孙玉亭(2000)研究所指出的该区素有“十年九旱”之说相吻合。同时，H呈显著增加趋势，此种变化对气候变暖趋势存在极强的指示性，充分体现积温距平具有判识低温冷害和评价气温变化趋势性的双重指标作用。可见，KCWDI、H是干旱和低温冷害分析及气候变化方面较为可靠的指标，它们在辨识作物灾害及甄别气候变化趋势及农业气候资源时空分布上效果显著。

与过去单一灾害的影响分析相比(姜丽霞等，2016；曹雯等，2019)，本文利用KCWDI和H与玉米单产数据，建立了同一区域、同一时期气候-作物-两种灾害间的相互影响关系，通过KCWDI和H两个气候因子的变化趋势反映产量变化趋势，并进而体现干旱、低温冷害两种灾害复合发生逆境对玉米产量的影响模式，结合干旱、低温冷害复合发生逆境对玉米产量的影响，分析可见，在玉米出苗—乳熟期总体存在干旱、低温冷害复合发生程度愈重、负效应影响愈大的趋势。另从两个因子与玉米单产的相关关系可见，H与玉米单产相关性更好，可见在黑龙江省，就热量与水分比较而言，热量条件为制约玉米生产的相对关键因素，这与陈立亭和孙玉亭(2000)的研究结论一致。

玉米出苗—乳熟期干旱和低温冷害两种灾害单一发生、复合发生以及对玉米的影响情况较为复杂，两种灾害单一发生或复合发生的形式不同、程度不同、出现时间不同、出现的发育时段不同、持续时间不同等，其影响均不相同，如龙江站1992年最长连续干旱出现时间不同于1991年和1993年，其出现于拔节—乳熟期，该发育期包含玉米水分临界期，此时期干旱对玉米会造成巨大的负效应影响，这可能也是导致玉米大幅度减产的原因之一，因此玉米在不同生长时期遭遇不同灾害的影响，玉米产量损失不尽相同，且其影响机制较为复杂，后续可采取田间试验、模拟试验等方法进一步探索灾害复合发生对作物的影响，研究提炼复合灾害产量损失的临界阈值，并研究更新作物适宜气象指标，分析区域气候资源最新匹配特征，开展区域易发频发农业气象灾害风险区划及灾害影响的精细化评估，探索作物高产稳产区域，以充分发挥区域资源优势，进而保障国家粮食安全，此部分内容应在今后工作中进行深入研究。