莫力达瓦旗地区低温冷害特征分析及预测模型建立-于文超.doc

成都信息工程大学硕士学位论文分类号：P49 U D C：D10621-347-（2010）-0密 级： 公 开 编 号：z120351044成都信息工程大学硕士学位论文莫力达瓦旗地区低温冷害特征分析及预测模型建立姓名于文超学号z120351044学院电子工程学院学位类型学术型 专业学位学习形式全日制 非全日制学科/领域农业信息化研究方向大气探测导师校内杨玲 教授校外黄文震 高级工程师第vi页 共 37 页成都信息工程大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文莫力达瓦旗地区低温冷害特征分析及预测模型建立，是本人在指导教师杨玲和黄文震指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日成都信息工程大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解成都信息工程大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；学校可以复制、赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容。（保密学位论文在解密后遵守此规定）除非另有科研合同和其他法律文书的制约，本论文的科研成果属于成都信息工程大学。论文作者签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日本学位论文密级属于 级，保密期限为 年，解密后适用本授权书。密 级解密时间年 月 日学位论文作者签名年 月 日指导教师签名年 月 日学校保密办公室审核情况年 月 日（公章）注：答辩通过后，每份定稿提交的论文中，均须附由作者本人签名的原创声明及使用授权书。莫力达瓦旗地区低温冷害特征分析及预测模型建立 学科领域名称：农业信息化研究生：于文超 指导教师：杨玲教授、黄文震高级工程师摘 要低温冷害是指农作物生育期间，某一时期或整个生育期间的气温低于作物生长要求，引起农作物生育期延迟或生殖器官的生理机能受到损害，从而造成农业减产的一种自然灾害。由于不同地区农作物的种类不同，或者同一农作物在不同的发育时期，对温度条件的要求不同，因此，低温冷害具有明显的地域性。本文对低温冷害的概念、发展方向进行简述。通过研究，选择或者确定适合莫旗地区的低温冷害指标，发现莫旗地区低温冷害发生的规律，并根据莫旗地区冷害发生特征，进行低温冷害的预报预测。本研究的主要内容有：（1）农作物产量与5-9月的气温相关性最好。根据粮豆作物的综合减产幅度确定适合于莫旗地区的低温冷害年指标。通过短序列延长订正，对莫旗各乡镇近10年T5-9 进行统计，发现莫旗地区低温冷害发生的规律。（2）划分低温冷害风险区划。低温冷害风险=危险性+暴露性+脆弱性。风险区划的主要划分方式是使用层次分析法（AHP）对各影响因素建立权重，加权计算得到。根据历史低温冷害数据结合RS和GIS技术、地理、社会、经济数据，建立包含暴露性、危险性、脆弱性、防灾减灾能力的莫旗低温冷害风险区划模型，并绘制风险区划图，为政府决策提供气象服务参考。（3）建立低温冷害趋势预测模型。使用灰色GM(1，1)模型，预测未来近三次莫旗的低温冷害可能发生的年份。 分析结果表明：莫旗低温冷害的发生频率呈现下降趋势，根据气象灾害风险区划综合分析，莫旗地区西南部及东南部乡镇受低温冷害影响较低，为中低风险区；中部乡镇及北部个别乡镇为中高风险区；塔温敖宝、坤密尔堤及东北部乡镇为高风险区，易受到冷害影响。未来的三次冷害年分别为2021年，2032年，2044年关键词：莫旗；低温冷害；指标；发生特征；风险区划； 趋势预测Low Temperature and Cold Damage Feature Analysis /Prediction Model Establishment in Morin Dawa Banner Area Disciplines Name: Agricultural InformationStudent Name: Yu Wenchao Mentor: Prof. Yang Ling, SE. Huang wenzhenAbstractLow Temperature and Cold Damage refers to a kind of natural disaster resulting in the reduction of crops yield during their growth period, for the temperature, lower than the required level for growth in a certain period or the whole growth period, leads to the delay in growth period and the damage to the physiology of reproductive organs. Low Temperature and Cold Damage is quite regional because of the great variety of crops in different regions and of different requirements to temperature condition for the same crop in different growth periods. This paper will give a brief introduction of the concept as well as the development trend of the Low Temperature and Cold Damage. The research carried out aims to select or define the damages index, find the laws explaining why it occurs in Morin Banner area, and then make good predictions according to the characteristics it shows up in this area. The main contents of this study are:(1) Crop yields are most closely related to the temperature from May to September. The annual index of Low Temperature and Cold Damage suitable to Morin Banner area can be determined by the integrated production failure range of grains and beans. The laws of the Low Temperature and Cold Damage in the Morin Banner area can be found in the T5-9 statistics of recent 10 years in each towns through short sequence extension revision. (2) Zone the Cold Damage Risk Division. Risk of Low Temperature and Cold Damage = Danger + Exposure+ Vulnerability. The main zoning method of risk region is calculated by weighting each influence factors through the Analytic Hierarchy Process (AHP). Based on the historical statistics of Low Temperature and Cold Damage, the RS and GIS technology as well as the geological, social and economical statistics, a model for the Low Temperature and Cold Damage division is established showing the exposure, danger, vulnerability, disaster prevention and mitigation capabilities, also a risk division map is drawn for the government decision-making meteorological service reference in Morins Banner Area. （3）Establish the Low Temperature and Cold Damage Trend Prediction Model. The grey GM (1, 1) model can be used to forecast the year when the next 3 Low Temperature and Cold Damages may occur in Morin Banner Area. The analysis results indicate that the occurrence frequency of Low Temperature and Cold Damage is showing an downward trend. According to a comprehensive study of the meteorological disaster risk division, the towns in the southwest and southeast part of Morin Banner Area are classified as the low-to-medium risk area for the low impact of Low Temperature and Cold Damage; Towns in the central part and a few in north part are medium to- high risk zone; while Tawen Aobao, Kunmi Erti as well as towns in the northeast part are high-risk zone vulnerable to cold damage. The next 3 Low Temperature and Cold Damages will happen in 2021, 2032, and 2044. Key Words: Morin Banner; Low Temperature and Cold Damage; Index; Occurrence Characteristics; Risk Division; Trend Prediction目 录论文总页数：32页第一章 绪论11.1低温冷害与冷害分类定义11.1.1 低温冷害的概念11.1.2 低温冷害类型11.2北方作物低温冷害研究现状11.2.1低温冷害机理研究21.2.2低温冷害指标研究21.2.3低温冷害监测技术31.2.4作物低温冷害预测技术41.3本文待解决的问题51.3.1低温冷害的风险划分51.3.2低温冷害的监测及预测能力5第二章 莫旗研究期气候特点及变化分析62.1莫旗研究期简介62.2莫旗气候特征72.3莫旗低温冷害事件72.4 低温对主要作物的影响8第三章 莫旗地区低温冷害指标及分析93.1低温冷害指标的建立93.1.1低温冷害总热量指标93.1.2常见低温冷害指标93.1.3主要作物延迟型冷害指标103.2资料与方法103.2.1 资料选取103.2.2 分析方法103.3莫旗低温冷害特征分析123.3.1 莫旗近50年变化特征123.3.2 年代变化特征133.3.3 保证率及重现期分析133.3.4 低温冷害突变检验143.4莫旗各乡镇低温冷害特征分析143.4.1粮食作物低温冷害分析143.4.2 主要作物低温冷害分析173.4.3 方法对比20第四章 莫旗低温冷害风险区划建立214.1气象灾害风险基本概念214.2低温冷害风险区划模型的建立214.2.1模型算法214.2.2 数据来源214.2.3 等级划分224.3莫旗低温冷害风险分析224.3.1致灾因子危险性224.3.2暴露性234.3.3脆弱性224.3.4低温冷害综合风险区划23第五章 灰色模型255.1灰色模型简介255.2莫旗未来低温冷害年的预测25第六章 结论与展望266.1结论266.2展望26参考文献27作者在读期间科研成果简介31致 谢32vi成都信息工程大学硕士学位论文第一章 绪论1.1低温冷害与冷害分类定义1.1.1 低温冷害的概念莫旗农业气象灾害种类繁多，低温冷害对农业生产生活影响较大，20世纪6070年代，东北地区发生大范围的低温冷害，莫旗是发生低温冷害的地区之一，农业生产造成严重的经济损失。21世纪初以来，全球气候逐渐变暖的趋势愈发明显，基本上没有发生覆盖范围大和影响较为严重的低温冷害，但时常发生区域性的和阶段性的低温冷害，而且极端气候事件逐渐增多，使得气温变化的波动幅度较大，低温冷害发生的几率明显增强1。冷害对农业和农业经济的影响非常严重，每年都会有或轻或重的低温冷害发生，严重影响农业产量，造成的巨大的经济损失。因此，开展对低温冷害的分析和研究，加强低温冷害的防御，搞好冷害的监测、预测及防御，对于促进莫力达瓦地区农业生产和防灾减灾具有重要意义。在不同的年代、不同的地区，甚至是针对不同的农作物，低温冷害的定义都有差别，但其实质基本一致，根据各地低温冷害发生的实际情况、灾害的形成机理角度以及对农作物产生的危害，我们把低温冷害定义为：农作物生长发育期内，发生日最低气温在0以上，却出现日平均气温低于该作物生长和发育适宜温度最低指标的较长时间的持续性低温天气或短期的强低温天气过程，使农作物的生育进程延迟或对农作物生理组织造成严重的影响而引起的农业自然灾害。1.1.2 低温冷害类型低温冷害的分类从形成机理和冷害发生的时期可以有不同的分类，按照低温冷害形成机理区分，可以分为延迟性冷害、障碍型冷害、混合型冷害3种类型，具体如下：延迟型冷害即在农作物生长期间出现了较长时间的持续性低温天气过程，致使农作物在该生育期内所需积温不足，农作物生理代谢缓慢，生育期较正常情况下发生延迟，导致农作物在初霜到来之时还未完全成熟，造成减产。如果在幼穗分化前的营养生长期发生延迟型冷害，造成危害是延迟抽穗；而在籽粒形成时期发生冷害，农作物净光和生产能力降低，作物灌浆不充分而造成减产。障碍型冷害即在农作物生殖生长期内出现了短期的异常低温天气，破坏了农作物生殖器官的生理活动，导致颖花不育、籽粒空而减产。混合型冷害即在农作物同一个生长阶段中，延迟型冷害与障碍型冷害同时出现或相继发生，给农作物的生育和产量带来严重的危害。在农作物的整个生长发育期内都有可能发生低温冷害，不同时期发生的低温冷害对农作物的影响又有区别，影响和损失也不一样。根据冷害在农作物生长发育期内的不同时段发生的特征，还可以将低温冷害分为前期冷害、中期冷害、后期冷害。前期冷害即在农作物的营养生长期内遭受低温冷害的侵袭，致使农作物生长速度较正常情况下缓慢，生长量明显降低，发育期向后推移，造成减产。中期冷害即在农作物幼穗形成到抽穗开花期发生低温冷害。这个时期发生低温冷害会严重影响幼穗生育、作物生殖器官生长，造成出穗期推迟、籽粒不实、空粒增多。后期冷害即危害出现在农作物灌浆至成熟这一阶段，低温减慢了作物的干物质积累速度，延长了灌浆期，籽粒无法充分成熟，粒重降低。 当然，前、中、后期都出现冷害的情况也可能发生，只是发生概率相对较小，危害却相当大。作物在不同阶段和时期受到低温冷害侵袭，损害程度和减产数量取决于总热量条件，即总积温的亏损情况。实践发现，作物在这个生长发育期间，温度变化对作物的影响具有一定的互补性，后期高温对前期低温影响的补偿作用更显著。1.2北方作物低温冷害研究现状1.2.1低温冷害机理研究日本在低温冷害研究领域里算是成果较为突出的国家之一, 他们的研究历程可以追溯到明治时期，在其它一些国家，关于冷害发生后引起作物变化机理的研究相对较多。H. G. McPherson2等研究了一种方法，在植物新芽生长过程中采取措施抑制冷害的影响，效果突出。而Foolad3的研究成果较为完整的阐述了作物遗传适应性参数与低温冷害的影响之间的直接关系。Lidon4进行的低温冷害对作物影响机理的研究，成果也比较显著。Lukatkin5研究了过氧化物浓度在植物溶液中的变化进而影响植物抗冷性的机理。另外，国际、国内关于低温冷害影响植物光合因子方面的研究成果也是较为突出612。国外的研究方向大多是集中在冷害机理方面, 而对低温冷害或低温冷害产生的影响等其它方面的研究成果如本文所关注的低温冷害风险预测和评估等方面的研究非常少。1.2.2低温冷害指标研究根据大多数学者的研究，我们可以把对玉米的低温冷害指标研究分为六类13：1.玉米生长季温度距平指标；2.玉米生长季积温指标；3.玉米生长发育关键期冷积温指标；4.玉米发育期的距平指标；5.玉米热量指数指标；6.玉米低温冷害的综合指标。低温冷害的监测、预测、评估等工作都与这六类指标有着密不可分的关系。目前，在研究领域内，占据主导地位的仍是纯粹气候意义上低温冷害指标，但是也陆续出现了一些结合农作物生长的低温冷害指标, 这就为农业产量统计工作中的灾害损失评估提供了更加可靠的科学依据。郭建平等14-15（1999）的热量指数概念建立在中国东北地区热量条件与玉米生长发育的关系研究基础上，并由此确定了玉米低温冷害指标。亓来福16则则对作物产量和低温冷害的关系做了深入地研究，他指出中国东北地区影响粮食产量的主要气象因素之一就是作物生长期间的积温状况。潘铁夫17根据研究把低温冷害分为一般低温冷害和严重低温冷害，一般低温冷害即农作物生育期内的积温总和低于历年平均值100 -200，严重低温冷害即农作物生育期内的积温总和低于历年平均值200以上。刘布春、王石立18等在基于东北玉米区域动力模型的低温冷害预报应用研究中提出了根据玉米发育期的日期早晚可以作为是否发生低温冷害的判断依据。李文亮19-20等人关于黑龙江省地区的低温冷害风险区划、评估及预测颇有研究且体系较为完善，他们将黑龙江省划分成低温冷害发生高、中、低三个等级风险区域，同时预测评估了未来低温冷害的发生可能性。朱海霞、纪仰慧21等在黑龙江玉米低温冷害发生风险趋势及预报模型中，建立玉米低温冷害风险预报模型。1.2.3低温冷害监测技术 (1) 卫星遥感监测技术卫星遥感监测技术是目前较为先进且城市的监测手段之一，它同时具备监测周期较短、监测范围较大、信息量较大及运行成本较低等四大优势。目前，气象灾害监测和灾害损失评估工作中已全面使用卫星遥感资料，卫星遥感数据为面数据，可获取多时相信息，时间和空间分辨率较高，具有多光谱、数字化存储的特点，且数据的观测和采集与信息的积累和处理可同时进行，不冲突，不矛盾，与其他监测方式相比，卫星遥感监测更容易获取遥远无人区或偏僻区域的监测数据，建立卫星遥感监测网后，数据监测的运行费用也随之降低22。(2) 作物发育期变化的监测技术在农作物生长发育期内，温度的影响甚为重要，农作物的各个发育期对温度的要求都较为苛刻，当环境温度处于农作物生长发育的适宜温度范围之外时，其生长速度会受到影响，低于适宜温度则会降低农作物生长速度，高于适宜温度则会加速农作物的生长发育。农作物的每个生长发育期都是有规律可循的，各个生长发育期比较规律发生的变化会引起连锁效应，只有前一个发育期如其完成，下一个发育期才能顺利进行。因此，在农作物的每一个发育期内发生低温冷害都会延长整个发育期。当然，后期的高温补偿会对前期冷害造成的发育期延迟有一定的补救作用。因此，农作物发育期的观测也可监测作物的低温冷害23-25。(3) 作物生长量变化的监测技术前面提到的几位学者关于低温冷害和农作物光和作用的关系的研究是提到，发生低温冷害时，农作物的光合作用不充分，因此，减少了干物质在单位时间内的积累量，继而该作物出现减产现象。所以，我们所说的低温冷害对农作物生长及影响程度的监测，从另一个角度上可以理解为对作物生物量累积情况的监测。当研究各个生育期的变化与作物最终产量的关系时，只要有该时段的平均气温即可得到该时段干物质累积量，即可比较分析温度和产量的关系26。1.2.4作物低温冷害预测技术(1) 时间序列分析方法时间序列分析方法是农业气象灾害预报中比较常见的一种预测方法。通常有EOF分析方法、自然正交分解和旋转自然正交分解方法、灰色系统理论中德拓扑预测方法、能够描述低温灾害指标变量的非线性和突变性的门限回归模型等27。(2) 指标预测方法农作物生长季的热量状况往往与前期的大气环流形势有关，通过分析历史上低温冷害年的大气环流形式，可以找出低温冷害年的前期相关指标，根据前期出现的大气环流特征值与低温冷害年的指标进行对比，可以判别低温年出现的可能性28。(3) 植物物候预测方法植物物候现象是温度等生态因子的综合反映，相反，植物物候期的迟早可以反映温度的高低。因此，可以根据当年其他指示性植物某个物候现象出现的早晚来诊断和预测农作物生长季气温的高低29。(4) 统计预测方法统计预测方法具有方法简单、使用方便、数理基础好、可操作性强等特点，在农业气象工作中得到广泛的应用。但是，统计方法机理不够明确，反演虽好，但外延差，又有很大的局限性。统计预测方法的关键是选择好具有显著生物学意义的预测对象，在低温冷害的预测中，一般以生长季的平均气温或能表示热量多少的指数与前期的预报因子建立回归模型，从而实现对低温冷害的预测30。(5) 作物生长模型预测方法基于作物模型的预测方法是农业气象灾害预报的一个重要发展方向，它能够弥补统计预测模型解释性较差、预报效果不稳定、缺少与作物生长过程和生理特性的联系等不足之处31。1.3本文待解决的问题 1.3.1低温冷害的风险划分 低温冷害的主要受灾对象是农作物，由于各地气候的不同、种植结构的差异，所面对的低温冷害的风险也会有所不同。因为各种作物对低温冷害的抗性是不同的，因此很难以统一标准在全国、全省等大面积地域开展低温冷害的风险区划研究。在市、县等较小范围内，根据其气候和种植结构的特点建立低温冷害风险区划，并结合区划进一步调整种植结构，将低温冷害可能带来的经济损失降到最低。莫力达瓦旗2012年的农作物种植面积达46.9万公顷，粮食产量为155万吨，位居全内蒙古自治区第二，然而莫旗纬度较高，热量条件成为制约农业生产的重要因素之一，在众多农业气象灾害中低温冷害的风险尤为突出32。1.3.2低温冷害的监测及预测能力低温冷害的风险区划是低温冷害发生的相对静态的分布情况，而具体年份的低温冷害情况又会有所不同，发展低温冷害的监测和预测能力可以更直接的帮助当地政府和农户调整种植结构、制定应对措施，在保证粮食安全的基础上获得更大的经济利益。除此之外还有低温冷害的防御能力建设，比如培养积温需求更低的作物品种等，优化种植区域，开发针对低温冷害的农业保险产品等。第二章 莫旗研究期气候特点及变化分析2.1莫旗研究期简介 莫旗全称莫力达瓦达斡尔族自治旗，位于内蒙古自治区呼伦贝尔市东部，大兴安岭东南麓，嫩江右岸，大兴安岭山脉与松嫩平原交汇地带，地处北纬480510495050，东经12332551251614，呈南北向纺锤体状。自治旗所在地尼尔基镇在旗中南部，尼尔基镇是全旗政治、经济、文化的中心。自治旗南北最长距离203.2公里，东西最宽距离125公里，全旗面积10386.68平方公里，占呼伦贝尔市总面积的4.2%。莫旗地处欧亚大陆中纬度地带，远离海洋，大陆度在7080之间，由于地处大兴安岭森林之边缘的低山丘陵地带，受地形、地势、植被及纬度的影响，形成了温度由西北向南递升，降水由西北向南递减，山地风速小于平原，风向呈河谷走向等特征33-36。图2-1 莫旗行政区划及土地利用分布图莫旗是呼伦贝尔市的重要粮食产区，有耕地760万亩，是全国100个商品粮基地和500个商品粮大县之一，耕地主要分布在南部平原区、中部丘陵区、北部浅山区。根据光、热、水资源以及地形、土质等条件，莫力达瓦旗粮食作物主要有大豆、玉米、小麦、水稻，粮菜兼用作物马铃薯，经济作物菇娘、红番茄、中草药、瓜果类作物 。盛产大豆、玉米等。大豆产量占内蒙古自治区总产量的三分之一，是全国排名第一的县级产粮地区，素有“大豆之乡”的美誉，近年来，由于受市场经济效益等因素影响，莫旗的产业结构正进行调整，北部乡镇逐步扩大玉米种植面积，但由于玉米是喜温高产作物，低温对作物的影响非常大，北部乡镇地理位置更为偏北，地形复杂，气候复杂多样并且相对寒冷，无霜期较短，农作物受温度胁迫比较明显，低温冷害已经成为为较常见的农业灾害，严重影响农业产量。2.2莫旗气候特征全旗各地年平均气温为-1.32.6，尼尔基2.0，极端最高气温尼尔基为40.1（2001.06.25），极端最低气温为-40.4（1980.1.22）。年平均降水量为450520mm；尼尔基为471.1mm，年降水量最多为839.1mm（1998年），最少年为296.2 mm（1976年），一年中降水集中在夏季，秋雨多于春雨；年平均蒸发量为10501450 mm，尼尔基为1447.5mm，最多年为（1716.3mm）（2004年），最少年1231.5 mm（1993年）；年日照时数25002800小时，日照充足，尼尔基为2733.7小时，最多年2997.5小时（1967年），最少年2256.3小时（1998年）。稳定通过0积温平均为2947.0, 稳定通过5积温平均为2833.8,稳定通过8积温平均为2650.4,稳定通过10积温平均为2522.2,稳定通过15积温平均为1992.7。秋霜在9月上中旬出现，枯霜在9月中下旬出现，春霜在5月上中旬结束；日最低气温0，无霜期是100145天，而轻霜无霜期则更短，只有90131天，尼尔基无霜期为136天，年平均风速1.43.3米/秒，尼尔基年平均风速为2.6米/秒，全旗盛行NNE风。虽然全旗年平均降水量相对较小，但是由于气温不高，森林、草原植物覆盖率比较高，蒸发量相对较小，所以气候比较湿润。2.3莫旗低温冷害事件2015年莫旗地区历年播种时间在4月下旬至5月上中旬，南部乡镇及各农场播种时间较早，中部及北部乡镇播种时间稍晚。2015年的农作物播种期，受厄尔尼诺事件和大气环流的共同影响，出现了阶段性天气气候异常。5月上旬平均气温为8.2，较常年（10.6）偏低2.4；5月中旬平均气温为11.1，较常年（14.3）偏低4.2；5月上中旬降水天气持续时间较长，降水量为41.9毫米，较常年（21.2）异常偏多97%。受阶段性低温阴雨天气影响，莫旗地区北部乡镇延迟播种，已播种地区，由于农作物苗期热量不足，对农作物的生长十分不利，导致不耐低温品种的种子及未进行抗低温处理的种子出现大面积 “粉籽”现象。部分农田补种后致使作物生育期延后，作物生长期间有效积温利用率不足，后期成熟度不好，个别高积温长熟期的品种没有正常成熟，品质下降，导致产量、品质双下降。春季的低温冷害对作物的影响表现在种子萌发和作物生长前期的延迟，土壤的低温高湿又使得地下害虫金针虫高发，危害种子及幼苗。秋季的低温冷害使作物生长后期发育缓慢，干物质积累受阻，直接影响作物产量的形成；同时使得玉米籽粒脱水放缓，增加了农产品的含水量。作物种子在低温冷害和土壤高湿环境的影响下，萌发缓慢。随着温度的提高和土壤湿度的降低，出苗明显不齐。尤其在“豆改茬”地块，前茬除草剂药害结合低温冷害使两者出现了“叠加效应”即出现112的危害效果。田间有二茬苗甚至三茬、四茬苗现象十分普遍。传统的耕作习惯，使种肥过分接近，伤害作物胚根，常年正常温度和雨水可使玉米次生根生长弥补，而今年低温干旱则不能，导致玉米根系发育不良，遇风引起倒伏。因此，今年很多品种出现生育期间倒伏和成熟期倒伏。2015年稳定通过10活动积温为2579.8，较历年（2598.5）偏低18.7。稳定通过初日为5月17日，为近十年最晚稳定通过初日，稳定通过终日为9月21日，在近十年，紧晚于06年。因此，分析低温冷害现象，找出其变化规律，对莫旗地区的农业生产起着非常重要的作用。2.4 低温对主要作物的影响莫旗地区属于温带大陆型季风气候，作物的主要生长期内的热量变化的波动是比较大的，这也是莫旗地区经常遭受低温冷害的侵袭的主要原因。莫力达瓦地区的玉米低温冷害可分为三类，延迟型、障碍型、混合型。延迟型冷害是指在作物的整个发育期内由于某个或整个发育期的环境温度偏低，导致作物发育期延迟，霜冻到来前不能完全成熟，籽粒含水量增加，千粒重降低，最终造成作物产量下降。障碍型冷害是指在作物的生长发育期内，遭受到短时的异常低温侵害，致使作物生理功能受到损坏，继而影响作物的发育过程。混合型冷害即上述两种冷害均发生在同一发育期或整个发育期。本文介绍的冷害类型为延迟型冷害。低温冷害对本地区的农作物产量的主要影响有以下两个方面：一是对作物的生理的影响，即低温导致作物的生理失调，二是对作物生长发育的影响，最终导致产量降低。大豆豆荚形成是其产量形成的关键要素，而豆荚在形成过程中，极易受低温等外界环境因素的影响，播种发育期推迟后，持续的低温现象对农业病虫草害的发生也会产生较大的影响，芽腐、根腐等病害现象，苗期食叶性害虫及地下害虫的发生，以及田间草荒严重，杂草防除难度加大等。第三章 莫旗地区低温冷害指标及分析3.1低温冷害指标的建立3.1.1低温冷害总热量指标 判断作物是否受低温冷害影响，在实际生产和服务中，我们通常用作物生长发育期间温度的变化来进行分析。习惯上采用的是生长季积温和生长季平均温度之和作为判断低温冷害指标。在发生低温冷害的年份，虽然不同作物的受害程度不一致，但是或多或少都会引起减产现象，根据减产的程度，我们对粮豆作物进行综合减产分析，得出低温冷害指标。3.1.2常见低温冷害指标由于粮豆丰歉受59月平均气温的制约，因此常以59月各月平均气温之和（T59）表示作物生长季的温度条件，采用T59的负距平（T59）来作为冷害年的温度指标，来诊断某一年某地是否发生冷害及危害程度，把冷害分为一般冷害（减产率5.0%14.9%）和严重冷害（减产率在15.0%以上）两级，得出各地冷害年指标，见下表所示。表3-1 一般冷害年与严重冷害年阈值80.085.090.095.0100.0105.0T59一般冷害年-1.1-1.4-1.7-2.0-2.2-2.3T59严重冷害年-1.7-2.4-3.1-3.7-4.1-4.4王春乙，毛飞等34人也考虑了低温冷害指标的地域差异，提出东北地区不能用一个指标值。经统计分析，各地的低温冷害指标值与当地的纬度和海拔高度存在很好的线性关系，定量表示为： (3-1) (3-2)式中X是纬度；H为海拔高度；Y和W分别为用59月各月平均气温之和的距平来表示的粮食作物一般低温冷害和严重冷害临界指标值。进而给出一般低温冷害指示值和严重低温冷害指示值： (3-3) (3-4)式中CDY和CDW分别为一般低温冷害指示值和严重低温冷害指示值，当CDY0时，则出现一般低温冷害；当CDW0时，则出现严重低温冷害。不少人还用生育期的总积温作为低温冷害年的指标。潘铁夫等35把作物生育期的总积温比历年平均值少100d的年份定义为一般低温冷害年，少200d的年份定义为严重低温冷害年。实际看来这个指标有些过高。王书裕和孙玉亭等36在20世纪70年代把某年大于10的活动积温距平-50-100d的作为一般低温冷害年，低于-100d的为严重低温冷害年。由于气候变化等原因，这个指标在目前看来又有些过低。马树庆等3739综合上述方案，根据近20年气候变化情况，认为这个活动积温距平在-70-120d的为一般冷害年，在-120d以下为严重冷害年。这种指标很好地反映了延迟性冷害的性质，并能准确表现积温与产量的关系。但是在相同积温情况下，不同时期发生冷害对作物的影响显然是不同的，这种指标没有和作物生育期联系，是农业气候学意义上的冷害指标。3.1.3主要作物延迟型冷害指标由于莫旗各乡镇经纬度差异不大，因此不考虑用纬度和拔海高度之间的关系进行分析，在实际生产和服务中，我们主要采用作物生长季平均气温之和进行分析。考虑到莫旗农业转型后主要的农作物由大豆转向玉米，以玉米低温冷害模型为模板，结合莫旗的地理位置和排除干旱、洪涝等其他农业灾害年的减产程度后的农业产量变化情况，对其参数进行本地化调整，以5-9月平均气温为主要参考值建立莫旗一般冷害和严重冷害标准如下列方程表示。一般冷害指标： (3-5)严重冷害指标： (3-6)式中T59 为冷害指标，即是59月平均气温之和的距平值，为当地59月平均气温之和的多年平均值，该标准适合莫旗的延迟性冷害研究。3.2