干熱風是一種高溫、低濕并伴有一定風力的農業災害性天氣。在中國有干熱風、熱風、干旱風及熱干風等不同稱呼。干熱風主要危害在于高溫低溫環境造成冬、春小麥及棉花等作物生理干旱，影響產量。小麥干熱風是我國北方普遍發生的一種農業氣象災害。氣候變暖背景下，極端氣候事件趨強趨多[1],北方麥區干熱風發生區域、次數和強度都明顯發生了變化。干熱風氣象災害對全球變暖的響應較為敏感，已成為氣候變化研究中的重點和熱點問題之一[2-3].因此，氣候變暖背景下研究干熱風等農業氣象災害對農作物的影響對于我國農業可持續發展、保障糧食安全等均具有重要的現實意義。
黃淮海地區是中國重要的商品糧生產基地，以冬小麥-夏玉米二熟制為主，在國家糧食安全保障戰略中居重要地位[3].由于氣候變暖，特別是20世紀80年代中期以后，黃淮海地區年平均氣溫發生了改變，這必將對干熱風的發生頻率、危害程度等產生一系列影響，因此在氣候變暖的背景下，評估近年來黃淮海地區冬小麥干熱風造成的損失，提出有效防御干熱風的主要途徑和技術措施，可為該區農作物安全生產、趨利避害和防災減災提供科學決策依據。
我國開展干熱風研究已有幾十年的歷史，研究成果也非常豐富，但多是在省級層面上針對干熱風危害的特征[3-6]、成因[7-8]、防御[9-12]、監測[13]及對氣候變化的響應[14-15]分析。此外，針對黃淮海地區小麥干熱風對產量的影響也開展了一些研究[16-18].例如，史印山等[17]通過分析河北省冬麥區1971-2005年5月10日至6月10日逐日降水、氣溫、濕度、風速及1981-2005年逐年小麥千粒重等資料，發現河北省冬麥區干熱風總日數與小麥千粒重具有負相關關系。王明濤等[18]
利用1961-2009年（5月15日-6月10日）山東省濱州市7個臺站逐日最高氣溫、14:00相對濕度、14:00風速及1980-2009年逐年小麥千粒重資料，采用周期方差外推法、回歸分析等統計方法，對不同類型干熱風對小麥千粒重的影響進行了初步分析，結果表明重干熱風天氣過程嚴重影響冬小麥千粒重和產量，通過重干熱風天氣過程出現次數與千粒重建立的回歸方程表明兩者具有較顯著的負相關性。然而，到目前為止，關于在區域尺度上針對黃淮海地區冬小麥干熱風災害監測預警評估與防御方面的研究仍十分薄弱，遠遠不能滿足防災減災、保證糧食安全生產的需求。因此，迫切需要進一步加強這方面的研究。
鑒于此，本研究在已有研究的基礎上，基于黃淮海地區68個氣象臺站1961-2010年的逐日氣象資料，和54個農業氣象試驗站1981-2006年小麥的發育期、產量、干熱風災害等數據，采用公認的冬小麥干熱風災害指標，計算干熱風危害指數，進一步細化發育期，確定冬小麥抽穗前氣象產量的關鍵氣象因子，分離干熱風年冬小麥氣象產量，構建重度干熱風影響下干熱風危害指數與冬小麥抽穗-成熟階段氣象條件對氣象產量影響的統計模型，進行1981-2006年黃淮海地區冬小麥干熱風災損的評估，為氣候變化背景下黃淮海地區農業應對氣候變化和安全生產提供科學依據。
1資料與方法
1.1數據來源與處理
氣象數據來源于中國氣象局，采用黃淮海地區68個氣象臺站1961-2006年逐日氣象資料，以日最高氣溫、14:00相對濕度和14:00相對風速作為分析依據。農作物數據來源于國家氣象信息中心農業氣象觀測報表，包括54個農業氣象試驗站1981-2006年小麥的發育期、產量、干熱風災害（發生區域、發生時間、發生程度）等數據。利用EXCEL、FORTRAN程序進行計算，并通過SPSS軟件進行逐步回歸分析。
1.2冬小麥干熱風氣象指標的選擇
干熱風的災害類型一般分為高溫低濕型、雨后熱枯型和旱風型，其中高溫低濕型在小麥開花灌漿過程（5月中下旬到6月上中旬）均可發生，是黃淮海麥區干熱風的主要類型[3].本研究主要考慮高溫低濕型，其指標采用中國氣象局2007年發布的氣象行業標準《小麥干熱風災害等級》[19]（表1），以日最高氣溫和14:00相對濕度為主要因子，14:00相對風速作為輔助因子。由于受收集的干熱風災害等資料的限制，本研究主要分析重度干熱風災害。
1.3冬小麥干熱風危害指數的換算
為了科學地分析日最高氣溫、14:00相對濕度和14:00相對風速三要素對小麥的危害程度，根據干熱風的定義及在王春乙等[20]的研究基礎上，本文將三要素綜合換算成干熱風危害指數，其重度干熱風危害指數方程式如下：
式中，E為重度干熱風危害指數；WT,WR,WV分別為氣溫、相對濕度和風速的權重系數，根據王春乙等[20]的研究結果，分別取值為0.73、0.24和0.03;T為日最高氣溫大于或等于T0（35℃）時的具體數值；R為14:00相對濕度小于或等于R0（30%）時的具體數值；V為14:00相對風速大于或等于V0（3m/s）時的具體數值。
1.4冬小麥干熱風災損評估模型構建方法
1.4.1分離干熱風年冬小麥抽穗-成熟氣象產量
將歷史產量序列Y看成是趨勢產量Yt、小麥抽穗前氣象條件對氣象產量的影響YW1、抽穗-成熟階段氣象條件對氣象產量的影響YW2之和[13],即：Y=Yt+YW1+YW2+ε（2）式中，Y為歷史產量，kg/hm2;Yt為趨勢產量（kg/hm2）；YW1為小麥抽穗前氣象條件對氣象產量的影響（kg/hm2）；YW2為抽穗-成熟階段氣象條件對氣象產量的影響（kg/hm2）；ε為隨機因素所造成的誤差，在此忽略不計。于是，抽穗-成熟階段氣象條件對氣象產量的影響YW2可由下式分離：YW2=Y-Yt-YW1（3）小麥抽穗前氣象條件對氣象產量的影響YW1,可統計歷年農業氣象觀測報表中不同發育期間氣象要素，進行小麥開花前氣象因子普查和偏相關分析，選擇有生物意義的因子，建立擬合方程。
根據式（2），原始產量經趨勢擬合和灌漿前的氣象因子擬合后，即剔除了趨勢產量和灌漿前氣象產量的貢獻后的差值代表了灌漿期間氣象條件對產量的影響和其它偶發因素對產量的影響。前者在干熱風出現年份主要是受干熱風的影響，后者如病蟲害、倒伏等，歷史上發生次數少，較難考慮，預測時可根據當年情況進行訂正。
1.4.2建立重度干熱風危害指數與抽穗-成熟階段氣象產量的統計模型
由于不同灌漿時段干熱風災害對小麥的影響有差異，揚花期使小麥結實率降低，結實粒數減少，穗粒重下降；乳熟至蠟熟期影響灌漿結實，千粒重下降。因此，本研究基于現有農作物相關的產量、發育期、干熱風災害等相關資料，將灌漿期分為抽穗-灌漿期、灌漿-乳熟期和乳熟-成熟期3個時段，建立重度干熱風災害影響下，抽穗-成熟階段氣象產量與抽穗-灌漿期、灌漿-乳熟期和乳熟-成熟期3個時段干熱風危害指數的關系模型：
YW2=A×Ea+B×Eb+C×Ec+D（4）式中，YW2為抽穗-成熟階段氣象條件對氣象產量的影響（kg/hm2）；Ea為抽穗-灌漿期間重度干熱風危害指數，無單位；Eb為灌漿-乳熟期間重度干熱風危害指數，無單位；Ec為乳熟-成熟期間重度干熱風危害指數，無單位；A、B、C、D為對應的系數。
1.4.3冬小麥干熱風災損評估
按照小麥灌漿前的氣象條件，發生干熱風后的實測產量比灌漿期未受災的正常預計產量的減產百分比為：
Yd=（Y'-Y）/Y'·100%（5）式中，Yd為干熱風災害所造成的產量損失占不受干熱風危害，由灌漿前氣象條件和正常投入（社會計量產量）應得到的產量的百分比；Y'為灌漿期未受災的正常預計產量（各階段干熱風危害標準化指數為1）；Y為發生干熱風后的實測產量。
