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

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1、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 maize Part1: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；

2、 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 1.1 2009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

3、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

4、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

5、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 RSM 5

6、5 50 RSM 60 55 RSM 65 中旱 35 RSM 45 40 RSM 50 45 RSM 55 重旱 25 RSM 35 30 RSM 40 35 RSM 45 特旱 RSM 25 RSM 30 RSM 35 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 55 RSMI65 50 RSM

7、I60 60 RSMI70 65 RSMI75 60 RSMI 70 中旱 45 RSMI55 40 RSMI50 50 RSMI60 55 RSMI65 50 RSMI60 重旱 40 RSMI45 35 RSMI40 45 RSMI50 50 RSMI55 45 RSMI50 特旱 RSMI40 RSMI35 RSMI45 RSMI50 RSMI 45 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（ CW

8、DI）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 35CWDI 45 40CWDI 55 20CWDI 35 10CWDI 25 35CWDI 50 中旱 45CWDI 50 55CWDI 65 35CWDI 55 25CWDI 45 50CWDI 65 重旱 50CWDI 55 65CWDI 75 55CWDI 65 45CWDI 55 65CWDI 75 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

9、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

10、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% 0 1AASi . (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（ %） 10 Si30 31 Si50 51 Si80 Si 80 4.2.6 成灾面积百分比 成灾面积指农作物因灾减产

11、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% 1AAS cz . (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（ %） 10 Sz20 20 Sz40 40 Sz60 Sz 60 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

12、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。 % h h 100 Y YYIy . (3) 式

13、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 10I y 15 10I y 15 10I y 20 中度 15I y 20 15I y 25 20I y 30 重度 20I y 25 25I y 35 30I y 40 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

14、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 4.2.1 4.2.6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 4.2.1 4.2.6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

15、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 cm 20 cm，其它生长发育阶段取 0 cm 50 cm。 土壤

16、相对湿度按式（ A.1）计算： 100%W f . (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%100a n 1i ci ism fwR /)(= = . (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

17、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

18、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

19、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： IIIIIII 4-jC W D3-jC W D2-jC W D1-jC W DjC W DjC W DC W D S j edcbaa += . (B.4) 式中： ICWDj、 ICWDj-1、 ICWDj-2、 ICWDj-3、 ICWDj-4 旬的水分亏缺指数， %； a、

20、 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 II CWDSjn 1jm ean n1 = . (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

21、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

22、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

23、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

24、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)

25、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) iipYyjip . (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。 _