夏玉米气象灾害鉴定评价规范　第3部分：渍涝DB37／T 4144.3—2020.pdf

ICS 65.020 B 01 DB37 山东省 地 方 标 准 DB37/T 4144.3 2020 夏玉米气 象灾害鉴 定评价规 范 第3 部分：渍涝 Standard identification and evaluation of meteorological disasters for summer maizePart 3:Waterlogging 2020-09-25 发布 2020-10-25 实施 山 东 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB37/T 4144.3 2020 I 前 言 DB37/T 4144夏玉米气象灾害鉴定评价规范分为五个部分：第1部分：干旱；第2部分：高温；第3部分：渍涝；第4部分：风灾；第5部分：冰雹。本部分为DB37/T 4144的第3部分。本部分按照GB/T 1.12009给出的规则起草。本部分由山东省农业农村厅提出并组织实施。本部分由山东省农业标准化技术委员会种植业标准化分技术委员会归口。本部分起草单位：山东省农业科学院玉米研究所、山东省农业科学院作物研究所、山东农业大学。本部分主要起草人：李宗新、张慧、高英波、刘开昌、薛艳芳、钱欣、赵海军、方志军、任佰朝、代红翠、王良、李源方、成浩、单晶、刘元元、肖蓉、王慧敏。DB37/T 4144.3 2020 1 夏 玉米气 象灾害鉴 定评价 规范 第 3 部分：渍涝 1 范围 本标准规定了夏玉米渍涝灾害等级、渍涝灾害指标和科学的渍涝灾害损失率计算方法。本标准主要适用于山东省夏玉米渍涝灾害鉴定评价。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。GB/T 327522016 农田渍涝气象等级 3 术语和 定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 渍涝灾 害 water logging disaster 当农田土壤相对湿度90%时，土壤含水量处于过湿或饱和状态，土壤大孔隙充水，缺少空气，作物根部环境条件恶化，造成植株生长发育不良、作物产量下降的一种农业气象灾害。3.2 降水量 precipitation 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，单位为毫米（mm）。3.3 田间持 水量 soil field capacity（SFC）在地下水埋藏较深的条件下，土壤中所能保持的毛管悬着水的最大量，单位为百分率（%）。3.4 土壤相 对湿 度 relative soil moisture（RSM）土壤中实际含水量占田间持水量的百分比，单位为百分率（%）。3.5 降水日 precipitation day 日降水量（或夹有雾、露、霜量）0.1 mm时为一个降水日，单位为天（d）。3.6 DB37/T 4144.3 2020 2 降水日 数 precipitation days 一定时段（旬、月、年）内降水日的和，单位为天（d）。3.7 日照时 数 sunshine duration 太阳在一地实际照射地面的时数（地面观测地点受到太阳直接辐射辐射度120 W/m2的累计时间），单位为小时（h），取一位小数。3.8 可能日 照时 数 maximum sunshine duration 一日（旬、月、年）中，最大可能的日照时数，即白昼的总时数，单位为小时（h）,取一位小数。注：它决定于一地的纬度和季节。可通过地面气象观测常用表查算求得。3.9 减产率 yield reduction rate 单位面积夏玉米趋势产量与实际产量之差占趋势产量的比率，以百分率（%）表示。4 符号 下列符号适用于本文件。R：旬降水量。Rmax：近三个年度的旬最大降水量。DR：旬降水日数。D：旬天数。S：旬日照时数。Smax：旬最大可能日照时数。Tw：渍涝持续日数。Sm：土壤相对湿度。5 渍涝灾 害鉴 定 5.1 渍涝灾 害等 级 依据GB/T 327522016农田渍涝气象等级中的玉米渍涝危害指标规定，综合考虑玉米不同生育阶段渍涝持续时间长短、植株形态指标和水分指标，划分不同的危害等级，分为轻度、中度和重度涝害3级。5.2 渍涝灾 害等 级划 分指标 5.2.1 渍涝灾 害气 象评 估指 数 渍涝灾害气象评估指数见公式（1）：max3 2max1b b bSSDDRRR.(1)DB37/T 4144.3 2020 3 式中：Qw 渍涝灾害气象评估指数；b1，b2，b3分别为降水量、降水日数和日照时数对渍涝灾害形成的影响系数，影响系数的参考 取值：b1为0.751，b2为0.751，b3为0.500.75。渍涝灾害气象评估指数所隶属的级别即为该渍涝灾害的评估等级按照表1执行。表1 基于渍 涝灾 害气 象评 估指 标所隶 属级 别划 分的 渍涝 灾害等 级 生育 时期 渍涝灾害等级 轻度 中度 重度 苗期 2 旬平均 0.7Qw1.0 2 旬平均 0.7Qw1.0，其中有 1 旬Qw1.2 2 旬平均 1.0Qw1.2，其中有 1旬 Qw1.3 穗期 2 旬平均 0.8Qw1.1 2 旬平均 0.8Qw1.1，其中有 1 旬Qw1.2 2 旬平均 1.2Qw1.3，其中有 1旬 Qw1.3 花粒期 2 旬平均 0.9Qw1.2 2 旬平均 0.9Qw1.2，其中有 1 旬Qw1.3 2 旬平均 1.2Qw1.4，其中有 1旬 Qw1.4 5.2.2 Tw 持续时 间与 玉米 植株 形 态指标 基于Tw长短和植株形态划分的夏玉米不同生育阶段渍涝灾害等级按照表2执行。表2 基于 Tw 和 植株 形态 的夏 玉 米不同 生育 阶段 渍涝 灾害 等级 5.2.3 基于土 壤相 对湿 度（050 cm）的夏 玉米 渍涝 等级 指 标 基于土壤相对湿度（050 cm）划分的夏玉米不同生育阶段渍涝灾害等级指标按照表3执行。渍涝等级 Tw持续时间与受渍涝危害植株形态 苗期 穗期 花粒期 轻度 3Tw5，植株株高下降5%，单株叶面积减少20%，地上部干物质重量下降20%。5Tw6，植株株高下降10%，单株叶面积减少30%，地上部干物质重量下降20%。6Tw8，单株叶面积减少5%，地上部干物质重量下降6%，减产5%20%。中度 4Tw6，植株株高下降 5%10%，单株叶面积减少 20%60%，地上部干物质重量下降 20%50%。5Tw7，植株株高下降 10%20%，单株叶面积减少 30%40%，单位面积有效株数减少20%，地上部干物质重量下降20%40%。7Tw9，单株叶面积减少 5%10%，单位面积有效株数减少10%，地上部干物质重量下降 6%30%，减产20%50%。重度 Tw6，植株株高下降10%，单株叶面积减少60%，单位面积有效株数减少40%，地上部干物质重量下降50%。Tw7，植株株高下降20%，单株叶面积减少40%，单位面积有效株数减少20%，地上部干物质重量下降40%。Tw8，单株叶面积减少10%，单位面积有效株数减少10%，地上部干物质重量下降30%，减产50%以上。DB37/T 4144.3 2020 4 表3 基于土 壤相 对湿 度（050 cm）的夏 玉米 不同 生育 阶 段渍涝 灾害 等级 渍涝等级 土壤 050 cm 相对湿度（Sm，%）苗期 穗期 苗期 轻度 85Sm100 90Sm105 95Sm110 中度 100Sm120 105Sm125 110Sm130 重度 Sm120 Sm125 Sm130 5.2.4 基于作 物水 分盈 余指 数的 夏玉米 渍涝 等级 指标 综合考虑夏玉米不同生育阶段渍涝的土壤水分指标（表4）和土壤质地类型，以作物水分盈余指数（Q，计算原理及方法按照附录B执行）作为指标，夏玉米不同生育阶段渍涝灾害等级按照表5执行。表4 基于作 物水 分盈 余指 数的 夏玉米 不同 生育 阶段 渍涝 灾害等 级 渍涝等级 土壤类型 作物水分盈余指数（Q）苗期 穗期 花粒期 轻度 砂土 1.20Q1.35 1.25Q1.50 1.50Q1.80 壤土 1.30Q1.50 1.40Q1.70 1.70Q1.90 黏土 1.90Q2.20 2.20Q2.50 2.50Q2.90 中度 砂土 1.35Q1.55 1.50Q1.80 1.80Q1.95 壤土 1.50Q1.80 1.70Q1.90 1.90Q2.15 黏土 2.20Q2.70 2.55Q2.90 2.90Q3.20 重度 砂土 Q1.55 Q1.80 Q1.95 壤土 Q1.80 Q1.90 Q2.15 黏土 Q2.70 Q2.90 Q3.20 5.2.5 渍涝灾 害发 生面 积百 分比 在实地调查的基础上，结合气象数据、生产统计资料、卫星遥感等资料，再根据渍涝灾害等级指标，确定渍涝灾害的实际发生面积。按照公式（2）执行计算受灾面积所占比例，以此判定渍涝灾害等级。100%01 AASi.(2)式中：A1区域内作物渍涝灾害发生面积（hm2）；A0区域内作物种植总面积（hm2）。基于受灾面积划分的渍涝灾害等级按照5执行。表5 基于受 灾面 积的 渍涝 灾害 等级 渍涝灾害等级 轻度 中度 重度 作物受灾面积比 Si（%）Si20 20Si50 Si50 5.2.6 成灾面 积百 分比 DB37/T 4144.3 2020 5 统计作物因渍涝灾害减产30%以上的面积，按照公式（3）执行计算其与作物合计受灾面积的比值，以此判定渍涝灾害等级。100%1 AAScz.(3)式中：Ac因渍涝灾害致夏玉米产量减少30%以上面积（hm2）；A1区域内作物渍涝灾害合计面积（hm2）。基于成灾面积划分的渍涝灾害等级指标按照表6执行。表6 基于成 灾面 积的 渍涝 灾害 等级 渍涝灾害等级 轻度 中度 重度 成灾面积比 Sz（%）Sz20 20Sz50 Sz50 6 渍涝灾 害产 量损 失评 估 6.1 渍涝灾 害产 量损 失评 估 6.1.1 等级划 分 将渍涝灾害影响夏玉米产量损失评估等级划分为轻度减产、中度减产和重度减产3级。6.1.2 评估方 法 利用趋势模拟产量与实际产量相对比值，作为渍涝灾害对夏玉米产量影响的评估指标，表述为减产率Iy，按照公式（4）执行。%hh100 YY YIy.(4)式中：Iy 减产率（%）；Yh 趋势产量，计算原理及方法按照附录A执行；Y 实际产量。6.1.3 评估指 标 夏玉米产量减产率评估渍涝灾害等级按照表7执行。表7 不同区 域产 量损 失评 估等 级 评估级别 减产率（%）省 市 县 轻度 10Iy15 10Iy15 10Iy20 中度 15Iy25 15Iy30 20Iy35 重度 Iy25 Iy30 Iy35 6.2 渍涝灾 害评 估流 程 DB37/T 4144.3 2020 6 6.2.1 渍涝监 测信 息收 集 在玉米生长发育季节，收集玉米种植区域内各台站的玉米生长发育进程、长势、降水、气温、空气湿度、日照等要素的观测资料，收集农业气象、农学、遥感等多学科信息，以及气象、民政、农业等有关部门的灾情监测信息。6.2.2 实地调 查和 灾情 会商 玉米生长季有较大范围和程度的渍涝灾害发生时，及时到重点灾区进行灾情考察，并开展灾情会商。6.2.3 进行渍 涝等 级鉴 定 当发生渍涝灾害时，结合渍涝灾害评估指标5.2.15.2.6进行渍涝灾害等级评估。6.2.4 进行灾 后渍 涝等 级鉴 定及 产量损 失评 估 渍涝灾害发生后，结合渍涝灾害等级划分指标5.2.15.2.6和6.1开展渍涝灾害等级及产量损失评估。6.2.5 撰写综 合评 估报 告 根据上述各项评估结果，结合渍涝灾害发生区域气象信息，对渍涝灾害发生和夏玉米产量损失情况进行综合评价，撰写评估报告。评估报告应坚持内容真实、数据准确、信息全面、分析客观、文字简练和通俗易懂的原则。评估报告应包括标题、前言、主体、结尾、署名、成文日期和印章部分。DB37/T 4144.3 2020 7 A A 附 录 A（规范 性附 录）实际产 量分 解及 趋势 产量 模拟计 算方 法 A.1 实际产 量分 解 作物生产是一个自然再生产和社会经济再生产的过程，农作物产量受到多种因素的相互作用，主要是各种自然因素和非自然因素的综合影响。长时间序列的作物产量变化不仅与气象因子有关，也与科技进步、物质投入、环境、政策等有密切关系，其中科技进步水平对粮食单产的影响力最大。国内外研究者大多将这些因素按影响性质和时间尺度划分为农业技术措施、气象条件和随机“噪声”三大类。因此一般将作物产量分解为趋势产量、气象产量和随机产量3部分。趋势产量可看作是反映某一历史时期某一生产区域生产力发展水平的长周期产量分量；气象产量是以气象要素为主的短周期变化因子影响的产量分量；随机产量是由一些没有考虑的偶然因素以及统计误差所产生的产量分量。其中随机产量一般忽略不计，可将粮食实际产量视作趋势产量和气象产量之和。实际产量计算公式如下：hwY Y Y.(A.1)式中：Y 为实际产量，单位为kg/hm2；Yh 为趋势产量，单位为kg/hm2；Yw 为气象产量，单位为kg/hm2。A.2 趋势产 量模 拟 一般情况下，尤其是在大范围的农业生产中，农艺技术措施对作物产量的影响在时间序列上是一个变化比较平缓的过程。相邻两年间的产量一般不会因农艺技术措施的变化而发生剧增或锐减。一项农业技术措施的变革往往是逐渐发生、扩大（推广），并且持续多年方得以完成。因此，在具体处理时，通常把年序或其它时间参数简单地作为“自变量”，而以种种函数关系去逼近模拟农业技术措施这类稳定的非自然因素对作物产量的影响。通称为时间趋势产量或技术趋势产量，简称为趋势产量。实际上，在天气-产量统计模式中，趋势产量代表气象产量模拟所用因素以外的所有非自然与自然因素对产量贡献的总和，也就是除农艺技术措施的影响外，还包括其它对产量有类似于农业技术措施那样起作用的所有自然与非自然因素的影响。换言之，它是产量历史演变曲线中的长周期（或低频）波动部分。A.3 趋势产 量模 拟计 算方 法：滑动平 均法 滑动平均法是一种古典的数据处理方法，在一组动态测试数据中，利用点函数值表示其确定性变化规律，消除动态测试数据中的随机起伏，进而对确定性成分和不确定性成分进行分离。作物趋势产量的计算则是一种线性回归模型结合滑动平均法进行模拟计算的方法，需要将产量的时间序列在某一阶段内发生的变化看作是线性函数，随着确定的某一时间阶段的连续后延滑动，得到的直线不断变化位置，以此求得各个阶段的线性回归模型，各时间点上获得的直线滑动回归模拟的均值即是所求的趋势产量，可反映产量历史演变的趋势变化。DB37/T 4144.3 2020 8 某阶段的线性趋势方程为：(t)a(t)i i iYb.(A.2)式中：i i=n-k+1，表示方程个数；k 表示滑动步长（一般取奇数）；n 表示样本量的序列总数；t 表示时间序列。当i=1时，t=1，2，3，k；当i=2时，t=2，3，4，k+1；当i=n-k+1时，t=n-k+1，n-k+2，n-k+3，n。计算每个趋势方程在t点的函数值Yi(t)，对t点上的p个函数值进行平均后得到该点模拟值：1(t)(t)iipYyji p.(A.3)滑动平均法的优点：一方面，计算方法简便，计算量相对较小，由于计算过程采用的是递推形式，可节省贮存单元，在处理非平稳数据时便于快速且实时计算；另一方面，该方法计算上存在一定的主观性、任意性，由于该方法的应用效果在很大程度上是取决于各类算法参数的选定，因此需要依据经验尽量合理地选定滑动平均算法的参数。DB37/T 4144.3 2020 9 B B 附 录 B（规范 性附 录）作物水 分盈 余指 数计 算方 法 根据农田土壤水分平衡原理，综合考虑降水量、作为需水量、土壤持性、前期旱涝的影响以及夏玉米不同生长发育时期对渍涝的敏感程度，利用旱作农田水分供需平衡基本模型计算作物水分盈余指数。B.1 土壤储 水量（Wi）土壤储水量是指定面积和土层内储存水分的数量。土壤储水量通常有两种方式表示，一种是用水分的容积表示；另一种是用水深表示，即储存水分相当于相同面积水层的厚度。土壤储水量计算公式如下：W i=.(B.1)式中：Wi 为某时段结束时土壤水分储存量（mm）；Wi-1 为该时段初始时土壤水分储存量（mm）；P 为该时段内的降水量（mm）；ETm 为该时段内的作物耗水量（mm）；D 为该时段内深层水分渗漏量（mm）。（1）初始土壤含水量Wi-1可以按照实际观测的土壤湿度折算成水层厚度，由公式（B.2）计算出：Wi-1=100/10d B h.(B.2)式中：h 为土壤厚度，由于玉米根系主要分布在040 cm的土层内，且50 cm以下土壤湿度变化幅度较 小，本标准取h=50 cm，单位为厘米（cm）；Bd 为该时段初始时土壤水分储存量（mm）；P 为050 cm土壤容重平均值（g/cm3）；为050 cm土壤平均含水量（%）。（2）该时段内的降水量P可以取自当地气象观测数据。（3）该时段内的降水量ETm可以通过参考作物蒸散量与相应时段的作物系数相乘得到，ETm=KcET0。ET0可以取自当地气象观测数据，也可由蒸腾仪或光合仪测取。作物系数（Kc）与作物种类、生长发育阶段等因素有关，根据黄淮海夏玉米生长特点和生长季所处时段，确定山东省5-9月逐旬Kc的具体取值（表B.1）。DB37/T 4144.3 2020 10 表B.1 月上旬 至9 月中 旬逐 旬作 物 系数（Kc）取 值 旬次（旬/月）Kc 旬次（旬/月）Kc 旬次（旬/月）Kc 旬次（旬/月）Kc 旬次（旬/月）Kc 上旬/5 1.13 上旬/6 0.80 上旬/7 1.20 上旬/8 1.20 上旬/9 0.95 中旬/5 0.75 中旬/6 1.05 中旬/7 1.20 中旬/8 1.20 中旬/9 0.95 下旬/5 0.70 下旬/6 1.20 下旬/7 1.20 下旬/8 1.20 下旬/9 0.95（4）只有当土壤含水量大于田间持水量时，才有深层渗漏量（D）。因此D可以由以下公式（B.3）计算：D=Wi-Wmax（WiWmax时，D值为0）.(B.3)式中：Wi 为土壤实际含水量（mm）；Wmax为发生渗漏时土壤田间持水量（mm）。B.2 计算作 物水 分盈 余指 数（Q）作物水分盈余指数能够表征作物水分盈余程度,是农业生产监测的重要指标之一。作物水分盈余指数计算公式如下：P FCiW WWQ.(B.4)式中：WFC 为某地块土壤田间持水量（mm）；WP 为该地块植株调萎湿度（mm），二者之差表示土壤最大有效水分。_