夏玉米气象灾害鉴定评价规范　第1部分：干旱DB37／T 4144.1—2020.pdf

ICS 65.020 B 01 DB37 山东省 地 方 标 准 DB37/T 4144.1 2020 夏玉米气 象灾害鉴 定评价规 范 第1 部分：干旱 Standard identification and evaluation of meteorological disasters for summer maizePart1:Drought 2020-09-25 发布 2020-10-25 实施 山 东 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB37/T 4144.1 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1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。本部分主要起草人：高英波、李宗新、张慧、刘开昌、赵海军、薛艳芳、钱欣、代红翠、王良、李源方、成浩、蒋丽萍、单晶、刘元元、于正贵、肖蓉、王慧敏。DB37/T 4144.1 2020 1 夏 玉米气 象灾害鉴 定评价 规范 第 1 部分：干旱 1 范围 本标准规定了夏玉米受干旱影响干旱程度分级、干旱灾害指标和科学的干旱灾害损失率计算方法。本标准主要适用于夏玉米干旱灾害鉴定评价。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 32136 农业干旱等级 3 术语和 定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 干旱灾 害 drought disaster 一定时期内降雨偏少，造成大气干旱，土壤缺水，使作物体内水分亏缺，影响其正常生长发育造成减产的现象。3.2 土壤相 对湿 度 relative soil moisture（RSM）土壤相对湿度是指土壤含水量与田间持水量的百分比。3.3 土壤相 对湿 度指 数 relative soil moisture index（RSMI）作物根层平均土壤相对湿度与作物发育期调节系数的乘积，以百分率（%）表示。3.4 作物水 分亏 缺指 数 crop water deficit index（CWDI）外界水分不能满足作物需水量的部分占作物需水量的比例，以百分率（%）表示。3.5 农业干 旱评 估 agricultural drought assessment 通过对作物生长状况和致灾气象要素监测，依照干旱灾害发生状况及经济损失，对干旱发生的区域、范围、等级和损失情况进行及时评价的过程。3.6 DB37/T 4144.1 2020 2 减产率 yield reduction rate 单位面积农作物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 干旱灾 害鉴 定 4.1 干旱灾 害等 级 依据GB/T 32136中的农业干旱等级标准规定的农业干旱指标来划分农业干旱等级，分为轻旱、中旱、重旱和特旱四级。4.2 干旱灾 害等 级划 分指 标 4.2.1 土壤相 对湿 度 基于玉米田土壤相对湿度（RSM）划分的干旱等级指标按表1执行。表1 基于土 壤相 对湿 度（RSM）的不同 类型 土壤 干旱 等级（%）干旱等级 土壤类型 砂土 壤土 粘土 轻旱 45 RSM55 50 RSM60 55 RSM65 中旱 35 RSM45 40 RSM50 45 RSM55 重旱 25 RSM35 30 RSM40 35 RSM45 特旱 RSM25 RSM30 RSM35 土壤相对湿度计算原理及方法按照附录A执行。4.2.2 土壤相 对湿 度指 数 基于玉米田土壤相对湿度指数（RSMI）划分的夏玉米不同生育阶段干旱等级指标按表2执行。表2 基于土 壤相 对湿 度指 数（RSMI）的夏 玉米 不同 生育 阶 段干旱 等级（%）干旱等级 生育阶段 播种-出苗 出苗-拔节 拔节-抽雄 抽雄-乳熟 乳熟-成熟 轻旱 55RSMI65 50RSMI60 60RSMI70 65RSMI75 60RSMI 70 中旱 45RSMI55 40RSMI50 50RSMI60 55RSMI65 50RSMI60 重旱 40RSMI45 35RSMI40 45RSMI50 50RSMI55 45RSMI50 特旱 RSMI40 RSMI35 RSMI45 RSMI50 RSMI45 土壤相对湿度计算原理及方法按照附录A执行。4.2.3 作物水 分亏 缺指 数 基于作物水分亏缺指数（CWDI）划分的夏玉米不同生育阶段干旱等级指标按表3执行。DB37/T 4144.1 2020 3 表3 基于作 物水 分亏 缺指 数（CWDI）的夏 玉米 不同 生育 阶 段干旱 等级（%）类型 生育阶段 播种-出苗 出苗-拔节 拔节-抽雄 抽雄-乳熟 乳熟-成熟 轻旱 35CWDI45 40CWDI55 20CWDI35 10CWDI25 35CWDI50 中旱 45CWDI50 55CWDI65 35CWDI55 25CWDI45 50CWDI65 重旱 50CWDI55 65CWDI75 55CWDI65 45CWDI55 65CWDI75 特旱 CWDI55 CWDI75 CWDI65 CWDI55 CWDI75 作物水分亏缺指数计算原理及方法按照附录B执行。4.2.4 农田与 玉米 植株 形态 指标 基于农田土壤墒情和植株形态划分的夏玉米不同生育阶段干旱等级指标按表4执行。表4 基于农 田土 壤墒 情和 植株 形态的 夏玉 米不 同生 育阶 段干旱 等级 类型 农田与作物干旱形态 播种期 出苗期 生长发育阶段 轻旱 出现干土层，干土层厚度3 cm 70%出苗率90%玉米植株下部叶片中午出现短暂卷曲萎蔫 中旱 3 cm干土层厚度6 cm 50%出苗率70%玉米植株上、下部叶片中午均发生短暂萎蔫 重旱 6 cm干土层厚度12 cm 30%出苗率50%玉米植株上、下部叶片出现昼夜萎蔫，叶片枯萎 特旱 干土层厚度12 cm 出苗率30%玉米植株干枯死亡 4.2.5 受旱面 积百 分比 农业干旱发生面积应该在实地调查的基础上根据农业干旱指标，采用统计资料、卫星遥感等资料计算，所采用资料应该区分不同干旱等级发生的面积。受旱面积是指农作物因干旱减产10%以上的面积。100%01AASi.(1)式中：A1区域内作物受旱面积（hm2）；A0区域内作物种植总面积（hm2）。基于受旱面积划分的干旱等级指标按表5执行。表5 基于受 旱面 积的 干旱 等级 干旱等级 轻旱 中旱 重旱 特旱 作物受旱面积比 Si（%）10Si30 31Si50 51Si80 Si80 4.2.6 成灾面 积百 分比 成灾面积指农作物因灾减产30%以上的面积。成灾面积百分比是指农作物因旱灾减产30%以上的面积与粮食播种面积的比值。100%1 AAScz.(2)式中：DB37/T 4144.1 2020 4 Ac因旱农作物产量减少30%以上面积（hm2）；A1区域内作物受旱面积（hm2）。基于成灾面积划分的干旱等级指标按表6执行。表6 基于成 灾面 积的 干旱 等级 干旱等级 轻旱 中旱 重旱 特旱 成灾面积比 Sz（%）10Sz20 20Sz40 40Sz60 Sz60 4.3 干旱灾 害鉴 定原 则 当具有连续土壤水分观测资料时，采用土壤相对湿度或土壤相对湿度指数划分农业干旱等级。当具有计算作物水分亏缺指数所需要的观测资料时，使用作物水分亏缺指数划分农业干旱等级。当上述两者划分的农业干旱等级出现分歧时，以作物水分亏缺指数划分的等级为准。当前面两者资料均不具备时，采用农田与作物干旱形态指标、受旱面积或成灾面积百分比划分农业干旱等级标准。5 干旱灾 害产 量损 失评 估方 法 5.1 干旱灾 害产 量损 失评 估 5.1.1 等级划 分 将干旱影响作物产量损失评估等级划分为轻度、中度、重度和严重减产4级。5.1.2 评估方 法 利用趋势模拟产量与实际产量相对比值，作为干旱对农作物产量影响的评估指标，表述为减产率Iy，计算方法如下。%hh100 YY YIy.(3)式中：Iy 减产率（%）；Yh 趋势产量（计算原理及方法按附录C执行）；Y 实际产量。5.1.3 评估指 标 基于减产率（Iy）划分的产量损失评估等级按表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 15Iy20 15Iy25 20Iy30 重度 20Iy25 25Iy35 30Iy40 严重 Iy25 Iy35 Iy40 DB37/T 4144.1 2020 5 5.2 干旱灾 害评 估流 程 5.2.1 干旱监 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、土壤湿度、气温、降水、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，以及民政、农业等有关部门的灾情监测信息。5.2.2 实地调 查和 灾情 会商 当玉米生长发育过程中，有较大范围和程度的干旱发生时，到重点灾区进行灾情考察。并及时进行灾情会商。5.2.3 进行干 旱等 级鉴 定 当发生干旱灾害时，结合干旱灾害评估指标4.2.14.2.6进行农业干旱等级评估。5.2.4 进行灾 后干 旱等 级鉴 定和 产量损 失评 估 在旱灾发生后，结合旱灾评估指标4.2.14.2.6和5.1进行农业干旱等级及产量损失评估。5.2.5 撰写综 合评 估报 告 根据上述各项评估结果，结合天气气候信息，对农业干旱发生和损失情况进行综合评价，撰写干旱等级和产量损失评估报告。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 4144.1 2020 6 A A 附 录 A（规范 性附 录）土壤相 对湿 度和 土壤 相对 湿度指 数的 计算 方法 A.1 土壤相 对湿 度的 计算 方法 土壤相对湿度是表征土壤干旱的指标之一，能直接反映作物可利用水分的状况。本标准采用的土壤相对湿度在作物播种期和苗期土层厚度取0 cm20 cm，其它生长发育阶段取0 cm50 cm。土壤相对湿度按式（A.1）计算：100%Wf.(A.1)式中：W 土壤相对湿度（%）；土壤含水量（%）；f 土壤田间持水量（%）。A.2 土壤相 对湿 度指 数的 计算 方法 土壤相对湿度指数按式（A.2）计算：n%100 an1 iciismfwR/)(=.(A.2)式中：Rsm 土壤相对湿度指数（%）；a 作物发育期调节系数，苗期为1.1，水分临界期为(孕穗到乳熟)0.9，其余发育期为1；wi 第i层土壤湿度（%）；fci 第i层土壤田间持水量（%）；n 作物发育阶段对应土层厚度内相同厚度（以10 cm为划分单位）的各层观测层次土壤湿度测 值的的个数（在作物播种期和苗期n=2，其他生长阶段n=5）。DB37/T 4144.1 2020 7 B B 附 录 B（规范 性附 录）作物水 分亏 缺指 数计 算方 法和适 用范 围 作物水分亏缺指数是表征作物水分亏缺程度的指标之一，作物水分亏缺作为作物需水量与实际供水量之差，以百分率（%）表示。能够较好地反应土壤、植物和气象3个方面因素的影响，比较真实的反映出作物水分亏缺状况，是常用的作物干旱诊断指标之一。由于水分亏缺指数是反映一段时间内的作物水分亏缺情况，时间段可以根据需求而定，可以以旬为单位计算夏玉米不同生育阶段平均水分亏缺指数（Imean）本指数适用范围为气象要素观测齐备的各种农区。第1步，计算夏玉米生育期内逐旬的水分亏缺指数ICWDj：.(B.1).(B.2)式中：ICWDj第j旬的水分亏缺指数，%；ETCj第j旬需水量，mm；Pj 第j旬降雨量，mm；Ij 第j旬灌溉量，mm；Cj 降水和灌溉总量远大于需水量时的盈余系数，由公式（B.2）计算：当旬降水量与灌溉量 之和大于ET且小于2倍ET时，盈余效果好；当旬降水量与灌溉量之和大于2倍ET时，盈余能 力减弱；旬降水量与灌溉量之和大于3倍ET时，多余水分基本成为径流流失，水分盈余稳 定，Cj=1.5。旬需水量ETCj可由下式计算：.(B.3)式中：ET0j为某旬参考作物蒸散量（mm）；Kcj 为夏玉米生育期内某旬的作物系数。第2步：在旬水分亏缺指数基础上，考虑到水分亏缺的累计效应及对后期作物生长发育的影响，再计算第j旬累计水分亏缺指数（ICWDSj），以该旬为基础向作物生长前期推4旬（共5旬）进行计算：I I I I I I I4-j CWD 3-j CWD 2-j CWD 1-j CWD j CWD j CWD CWDSje d c b a a+=.(B.4)式中：ICWDj、ICWDj-1、ICWDj-2、ICWDj-3、ICWDj-4旬的水分亏缺指数，%；a、b、c、d、e 各时间单位水分亏缺指数的权重系数，a取值为0.3；b取值为 0.25；c取值为0.2；d取值为0.15；e取值为0.1。各地可根据 当地情况，通过历史资料分析或者田间试验确定系数值。第3步：再将各生育阶段内所有旬的累计水分亏缺指数进行平均，得到生育阶段平均水分亏缺指数Imean：DB37/T 4144.1 2020 8 I ICWDSjn1 jmeann1=.(B.5)式中：Imean 夏玉米某生育阶段平均水分亏缺指数，%；ICWDSj生育阶段内第j旬（不足整旬按整旬计算）的累计水分亏缺指数，%；n 某生育阶段内包含的总旬数。DB37/T 4144.1 2020 9 C C 附 录 C（规范 性附 录）实际产 量分 解及 趋势 产量 模拟计 算方 法 C.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.(C.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。C.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。C.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 4144.1 2020 10 某阶段的线性趋势方程为：(t)(t)i i iY a b.(C.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.(C.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。_