黃淮海地區(qū)玉米生育期制圖研究

王曉偉，李曉玉，史雯琪，趙海根，孫 琛，游松財(cái)

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081； 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150000)

近年來(lái)，我國(guó)糧食生產(chǎn)連年豐收，庫(kù)存充實(shí)，糧食安全總體有保障，但糧食安全的基礎(chǔ)還不穩(wěn)固，特別是玉米供求形勢(shì)出現(xiàn)根本性逆轉(zhuǎn)，打破了市場(chǎng)相對(duì)均衡的格局，帶動(dòng)糧食供求趨緊[1-2]。黃淮海地區(qū)(Huang-Huai-Hai，3H)作為我國(guó)第二大玉米主產(chǎn)區(qū)以及第一大夏玉米主產(chǎn)區(qū)，該地區(qū)玉米的產(chǎn)量保證對(duì)我國(guó)糧食安全起著重要作用[3]。黃淮海地區(qū)位于華北、華東和華中3個(gè)地區(qū)的結(jié)合部，區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，土地資源豐富。隨著全球變暖、地表氣溫升高，黃淮海部分地區(qū)作物熟制由一年兩熟逐漸推廣到一年三熟，復(fù)種指數(shù)提高，作物品種由早熟品種發(fā)展到中晚熟品種，作物單位面積產(chǎn)量不斷增加[4-5]。氣候變暖導(dǎo)致玉米生長(zhǎng)季積溫增加的同時(shí)也導(dǎo)致玉米生長(zhǎng)季降水總量減少且時(shí)空波動(dòng)性增強(qiáng)，又因該區(qū)域雨熱同季，降水比較集中，6—9月降水量占全年的60%～80%，并受季風(fēng)氣候影響，自然災(zāi)害發(fā)生頻繁，對(duì)黃淮海地區(qū)玉米生產(chǎn)的穩(wěn)定性帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并進(jìn)一步影響全國(guó)糧食產(chǎn)量的穩(wěn)步增長(zhǎng)[6]，進(jìn)一步突顯黃淮海地區(qū)對(duì)于玉米氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重要性。

遙感技術(shù)的發(fā)展及氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布，使得監(jiān)測(cè)玉米氣象災(zāi)害成為可能，但實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需要詳細(xì)的作物信息支持，包括作物的空間分布及發(fā)育進(jìn)程信息，因此玉米生育期信息的獲取成為了災(zāi)害預(yù)警、監(jiān)測(cè)與災(zāi)損評(píng)估的關(guān)鍵。但目前黃淮海地區(qū)玉米生育期數(shù)據(jù)存在生育期觀測(cè)不完整、數(shù)據(jù)記錄少等缺陷，導(dǎo)致依據(jù)現(xiàn)有生育期數(shù)據(jù)的空間插值結(jié)果的準(zhǔn)確性不足，無(wú)法獲得較為準(zhǔn)確的玉米生育期空間分布及生育進(jìn)程，阻礙了黃淮海地區(qū)玉米氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的開展。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程與氣候資源的變化關(guān)系以及各種氣候資源的變化開展了大量研究：Liu等研究發(fā)現(xiàn)，由于氣候變化的影響，春季玉米、夏季玉米以及間作玉米的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期呈現(xiàn)縮短趨勢(shì)，而繁殖生長(zhǎng)期呈延長(zhǎng)趨勢(shì)[7]；徐玲玲等研究表明，氣候變化帶來(lái)的溫度升高會(huì)抑制黃淮海地區(qū)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育，高溫條件不利于玉米籽粒灌漿的同時(shí)，地表蒸發(fā)量的增大導(dǎo)致旱災(zāi)發(fā)生概率增加，最終影響夏玉米生產(chǎn)的穩(wěn)定性[8]；Chen等研究表明，相同時(shí)間播種的玉米生育期隨海拔升高而延長(zhǎng)，每升高100 m，生育期延長(zhǎng) 4～5 d[9]；Rizzo等研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)內(nèi)布拉斯加地區(qū)玉米增產(chǎn)的主要因素是氣候變化趨勢(shì)以及農(nóng)藝的影響[10]；Dwamena等研究了降水、溫度和相對(duì)濕度對(duì)非洲地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響，其中最高氣溫升高以及相對(duì)濕度增加對(duì)玉米產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)影響[11]。

目前，大多數(shù)研究是基于全球氣候變暖的大背景下從氣候資源角度出發(fā)，結(jié)合可直接獲得的氣象數(shù)據(jù)以及玉米生育期數(shù)據(jù)，討論氣候變化對(duì)玉米生育期的影響，對(duì)于解決黃淮海玉米生育期數(shù)據(jù)所存在的上述問題以及該地區(qū)玉米生育進(jìn)程在時(shí)間尺度和空間分布特征方面的研究較少。因此，本研究在前人的研究基礎(chǔ)上，利用3套來(lái)源及生育期記錄均不相同的黃淮海地區(qū)玉米生育期數(shù)據(jù)集，結(jié)合黃淮海地區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，獲得了包含玉米播種期、出苗期、3葉期、拔節(jié)期、抽雄期、開花期、吐絲期、成熟期共8個(gè)玉米生育期的數(shù)據(jù)集及其各生育期圖譜，解決了黃淮海地區(qū)玉米生育期數(shù)據(jù)生育期觀測(cè)不完整、數(shù)據(jù)記錄少的問題，為該地區(qū)玉米氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、預(yù)警與災(zāi)損評(píng)估提供了基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

黃淮海地區(qū)主體由黃河、淮河與海河及其支流沖積而成的黃淮海平原，以及與其相毗連的魯中南丘陵和山東半島構(gòu)成，行政區(qū)劃范圍大致包括北京、天津和山東3省(市)的全部，河北及河南2省的大部，以及江蘇、安徽2省的淮北地區(qū)[12]。該地區(qū)總耕地面積占全國(guó)總耕地面積的25%，為我國(guó)的商品糧基地之首，屬于半干旱半濕潤(rùn)地區(qū)，熱量資源可滿足一年兩熟的要求，主要栽種方式為冬小麥—夏玉米輪作，年降水量500～900 mm，季節(jié)分配不均，集中在夏季[13]。受季風(fēng)氣候的影響，干旱、高溫、澇漬、寡照是在黃淮海地區(qū)玉米生長(zhǎng)季內(nèi)發(fā)生的主要?dú)庀鬄?zāi)害，由于黃淮海地區(qū)不同地域之間熱量資源差異顯著，從而導(dǎo)致各地域玉米生長(zhǎng)發(fā)育的進(jìn)程不一致。由于玉米在不同發(fā)育期(QX/T 361—2016《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范 玉米》)對(duì)氣象災(zāi)害的敏感度不同，因此不同氣象災(zāi)害影響的生育期不同(表1)。

表1 黃淮海地區(qū)玉米各生育期易發(fā)氣象災(zāi)害

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所使用的玉米生育期數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心(CMA，https：//data.cma.cn)記錄的黃淮海地區(qū)2010—2014年41個(gè)站點(diǎn)的玉米生育期數(shù)據(jù)，涵蓋播種期、出苗期、3葉期等5個(gè)生育期，缺抽雄期、開花期及吐絲期3個(gè)時(shí)期；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所(簡(jiǎn)稱IEDA，CAAS)提供的黃淮海地區(qū)2010—2020年78個(gè)站點(diǎn)的玉米生育期歷史數(shù)據(jù)，涵蓋播種期、拔節(jié)期、抽雄期及成熟期，缺出苗期等4個(gè)重要生育期；通過中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)查閱的2010—2020年相關(guān)文獻(xiàn)[14-29]中所記載的26個(gè)站點(diǎn)的生育期數(shù)據(jù)，包括播種期、出苗期、3葉期、拔節(jié)期、抽雄期、開花期、吐絲期、成熟期共8個(gè)生育期數(shù)據(jù)。3套數(shù)據(jù)集總計(jì)共145個(gè)來(lái)源地點(diǎn)，記錄生育期數(shù)據(jù)如表2所示，各數(shù)據(jù)子集記錄站點(diǎn)的空間分布見圖1。

1.3 研究方法

1.3.1 生育期柵格圖繪制 由于研究區(qū)生育期數(shù)據(jù)來(lái)源站點(diǎn)數(shù)量有限，且每一個(gè)站點(diǎn)能夠代表的地域范圍具有一定的局限性，若利用已有的各生育期實(shí)測(cè)值直接插值生成各生育期柵格圖，精確度無(wú)法保證。經(jīng)緯度以及海拔高度作為影響氣候資源空間分布的主要地理因素，導(dǎo)致玉米從播種到收獲所經(jīng)歷的各個(gè)發(fā)育期隨地域的不同而不同。玉米的播種期主要受地理位置特征的經(jīng)度、緯度及海拔3個(gè)地理因子以及氣候因子的共同影響，而隨后的各發(fā)育期除了地理因子及氣候因子外，還受前一個(gè)發(fā)育期日期及管理措施的影響，鑒于關(guān)注的是多年平均玉米發(fā)育期進(jìn)程，不同地區(qū)在管理措施方面的差異對(duì)發(fā)育期進(jìn)程影響忽略不計(jì)。為了有效消減地域遼闊、地勢(shì)起伏等因素的影響，回歸分析計(jì)算+殘差插值作為氣象領(lǐng)域精度較高的柵格化方法之一，常用于積溫變化等研究。本研究將該方法延伸至生育期構(gòu)建之中，通過建立多元逐步線性回歸模型，利用回歸分析計(jì)算+殘差插值柵格化法，得到各生育期柵格圖。由于玉米抽雄后進(jìn)入開花期以及吐絲期是一個(gè)連續(xù)而短暫的過程，一般抽雄開始到全部雄花開放需5～7 d時(shí)間。在黃淮海地區(qū)，玉米從抽雄期進(jìn)入開花普期需要1～2 d，從開花期進(jìn)入吐絲期普期大致需要1 d，因此根據(jù)該地區(qū)玉米抽雄、開花及吐絲的規(guī)律，設(shè)定玉米抽雄后2 d玉米進(jìn)入開花期普期，開花期后1 d玉米進(jìn)入吐絲期。

表2 玉米生育期原始數(shù)據(jù)集各子集數(shù)據(jù)條數(shù)

具體方法簡(jiǎn)述如下：利用SPSS 19.0軟件建立多元逐步線性回歸模型，即Yn=A0+A1Yn-1+A2X2+A3X3+A4X4。式中：Yn為某一生育期值；Yn-1為前一生育期值；X2、X3、X4分別為經(jīng)緯度以及海拔高度；A0、A1、A2、A3、A4分別為系數(shù)。利用ArcGIS軟件和DEM數(shù)據(jù)獲取研究區(qū)經(jīng)度、緯度、海拔柵格數(shù)據(jù)。利用Raster Calculator工具，將多元線性回歸模型柵格化，得到預(yù)測(cè)生育期柵格圖。各生育期數(shù)據(jù)來(lái)源地點(diǎn)的各生育期實(shí)測(cè)值與多元回歸模型模擬值之差，即為殘差值。對(duì)各個(gè)生育期數(shù)據(jù)來(lái)源地點(diǎn)的殘差值進(jìn)行反距離權(quán)重插值，得到殘差柵格圖；將殘差柵格值修訂到預(yù)測(cè)生育期柵格圖，最終得到各生育期柵格圖。

1.3.2 數(shù)據(jù)集精度分析方法

1.3.2.1 空間插值精度評(píng)價(jià)方法 對(duì)黃淮海地區(qū)玉米生育期數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理后，采用實(shí)際驗(yàn)證法進(jìn)行精度比較。驗(yàn)證數(shù)據(jù)來(lái)源于CMA數(shù)據(jù)集中所記載的2013年玉米生育期數(shù)據(jù)，涵蓋玉米播種期、出苗期、3葉期、拔節(jié)期及成熟期5個(gè)生育期數(shù)據(jù)，由于缺少抽雄期驗(yàn)證數(shù)據(jù)，在該數(shù)據(jù)集中對(duì)于抽雄期生育期記錄的最近年份為2002年，因此為達(dá)到驗(yàn)證目的，選擇2000—2002年的抽雄期數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)。利用平均絕對(duì)誤差(mean absolute error，MAE)和均方根誤差(root mean square error，RMSE)作為檢驗(yàn)指標(biāo)，以評(píng)估空間插值的精度，平均絕對(duì)誤差可以反映估計(jì)誤差的大小，均方根誤差能反映觀測(cè)值與真實(shí)值之間的偏差與極值情況。如果MAE和RMSE越小，則表明所使用的插值模型精度越高。計(jì)算公式如下所示：

(1)

(2)

式中：n為氣象站點(diǎn)數(shù)；Oi為第i個(gè)氣象站點(diǎn)的觀測(cè)值；Pi為第i個(gè)氣象站點(diǎn)的預(yù)測(cè)值。

1.3.2.2 構(gòu)建生育期數(shù)據(jù)集可信度評(píng)價(jià) 將CMA數(shù)據(jù)集中記錄的2000—2013年玉米各生育期數(shù)據(jù)與構(gòu)建生育期數(shù)據(jù)集進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比較各生育期的日序范圍及平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)集精度分析

2.1.1 插值驗(yàn)證結(jié)果分析 基于“1.3.1”節(jié)得到的黃淮海地區(qū)玉米各生育期柵格圖，采用ArcGIS中的提取分析功能，提取出各檢驗(yàn)站點(diǎn)的預(yù)測(cè)生育期數(shù)據(jù)。表3為各檢驗(yàn)氣象站點(diǎn)的玉米生育期實(shí)測(cè)值與插值得到的預(yù)測(cè)值的比較，從對(duì)比結(jié)果可以得出，黃淮海地區(qū)玉米各生育期插值精度為出苗期>播種期>3葉期>拔節(jié)期>抽雄期>成熟期，其中出苗期的插值誤差最小，為3.70 d，成熟期的插值誤差最大，為4.58 d。總體而言，各生育期平均插值誤差為4.07 d，整體插值效果良好，基本反映玉米生育期進(jìn)程，可以滿足玉米氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警之基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集的需求。

表3 檢驗(yàn)站點(diǎn)實(shí)測(cè)值與插值結(jié)果對(duì)比分析

2.1.2 構(gòu)建數(shù)據(jù)集可信度評(píng)價(jià) 本研究所構(gòu)建的數(shù)據(jù)集是2010—2020年黃淮海地區(qū)玉米各生育期平均態(tài)的一種體現(xiàn)，由于CMA數(shù)據(jù)中2010—2012年未記載抽雄期數(shù)據(jù)，因此為對(duì)構(gòu)建數(shù)據(jù)集中抽雄期數(shù)據(jù)的可信度進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇2000—2009年CMA數(shù)據(jù)集所記載的玉米各生育期的平均日序與構(gòu)建數(shù)據(jù)集相對(duì)比(圖2)?？傮w來(lái)看，構(gòu)建數(shù)據(jù)集的播種期、出苗期、3葉期、拔節(jié)期等生育期的平均發(fā)育進(jìn)程要早于CMA實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)集的上述生育期的平均發(fā)育進(jìn)程，而構(gòu)建數(shù)據(jù)集的抽雄期、成熟期平均發(fā)育進(jìn)程晚于CMA實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)集，表現(xiàn)出全生育期變長(zhǎng)的趨勢(shì)，這與李樹巖等的結(jié)論[30-31]相一致。由此可以得出本研究構(gòu)建的玉米生育期數(shù)據(jù)集具有較高的可信度。

2.2 插值結(jié)果制圖對(duì)比分析

2.2.1 播種期 由于黃淮海地區(qū)種植模式為夏玉米—冬小麥的輪作體系，因此可供夏玉米生育的時(shí)期有限，為了保證滿足夏玉米所需的熱量條件，使其充分成熟，及時(shí)收獲，獲得較高產(chǎn)量，又不影響后茬小麥正常播種，在一定程度上，夏玉米的播種期越早越好，即冬小麥?zhǔn)斋@后立即旋耕滅茬，隨后播種，或收獲小麥后立即用硬茬播種機(jī)播種[32-33]。因此，黃淮海地區(qū)夏玉米播種時(shí)主要考慮當(dāng)時(shí)的水分條件以及各地域的冬小麥的收獲時(shí)間。播種期的空間分布很好地與各地冬小麥的收獲時(shí)間保持一致，即從安徽南部至河北北部陸續(xù)進(jìn)入夏玉米播種期，播種時(shí)間最大相差36 d，安徽南部在5月中旬開始播種，除山東東部地區(qū)以及河北北部、天津、北京等地6月中下旬開始播種外，其余地區(qū)基本在6月上旬完成夏玉米的播種工作(圖3)。

2.2.2 出苗期 在夏玉米種植區(qū)，一般都是“借雨墑”播種，或在播種后澆“蒙頭水”，由于黃淮海地區(qū)全年降水分配不均，在播種后長(zhǎng)期干旱，土壤墑情差，若澆水不及時(shí)易出現(xiàn)“回芽”現(xiàn)象，或嫩芽出土過程中因土壤缺水造成干枯，影響苗情[34]。出苗期空間內(nèi)插對(duì)比表明，消除了因不同年份不同地域因土壤墑情的不同導(dǎo)致的出苗期的巨大差異，安徽及江蘇南部夏玉米在5月末進(jìn)入出苗期，河南大部及山東的大部分地區(qū)在6月中旬進(jìn)入出苗期，山東東部、河北北部、北京及天津部分地區(qū)夏玉米在6月下旬進(jìn)入出苗期(圖4)。

2.2.3 3葉期 玉米生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)入3葉期，種子貯藏的營(yíng)養(yǎng)耗盡，玉米從自養(yǎng)轉(zhuǎn)為異養(yǎng)。間苗一般在該生育期進(jìn)行，若間苗過遲，會(huì)因密度大造成幼苗徒長(zhǎng)，不利于后期高產(chǎn)，且幼苗植株間根系交錯(cuò)，也容易傷苗，此外在該時(shí)期應(yīng)做好各種病蟲害的防治工作，防止因發(fā)生大規(guī)模病蟲害而導(dǎo)致缺苗影響玉米產(chǎn)量。將構(gòu)建的3葉期數(shù)據(jù)插值空間化在時(shí)間尺度上的規(guī)律性與Luo等的研究結(jié)果[35]一致，各地域進(jìn)入3葉期發(fā)育階段的空間分布特點(diǎn)與出苗期相似：安徽及江蘇南部在6月中上旬進(jìn)入3葉期，河南大部及山東的大部分地區(qū)在6月下旬進(jìn)入3葉期，其余地區(qū)玉米在6月末進(jìn)入3葉期(圖5)。

2.2.4 拔節(jié)期 受季風(fēng)氣候影響，夏澇成為黃淮海地區(qū)玉米生產(chǎn)的區(qū)域性限制因素[36]。拔節(jié)期是玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化階段，該生育時(shí)期降水量增多，長(zhǎng)時(shí)間降水后若出現(xiàn)田間漬水等應(yīng)及時(shí)排水，否則將影響根系生長(zhǎng)發(fā)育并影響雌雄分化，導(dǎo)致穗小或空稈等現(xiàn)象，最終影響產(chǎn)量的穩(wěn)定性。安徽、江蘇的大部分地區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育在7月上旬進(jìn)入拔節(jié)期，河北北部及北京、天津等地區(qū)在7月下旬進(jìn)入拔節(jié)期，其余大部地區(qū)在7月中旬進(jìn)入拔節(jié)期階段(圖6)。

2.2.5 抽雄期 在黃淮海地區(qū)玉米抽雄期間易遭受陰雨寡照災(zāi)害，連續(xù)的陰雨天氣，將導(dǎo)致光照熱量不足，光合作用減弱，抑制玉米植株正常生長(zhǎng)，同時(shí)，該時(shí)期降水過多，導(dǎo)致田間濕度過大，莖稈生長(zhǎng)過旺，莖稈變細(xì)，土壤疏松。而且該時(shí)期易出現(xiàn)大風(fēng)天氣，造成玉米倒伏，并且玉米處于高濕環(huán)境中，病菌容易傳播，病蟲害多發(fā)，因此抽雄期應(yīng)加強(qiáng)田間管理，盡量避免上述因素對(duì)后期產(chǎn)量的影響。安徽、江蘇的大部分地區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育在7月末進(jìn)入抽雄期，河北北部及北京、天津等地區(qū)在8月中旬進(jìn)入抽雄期，其余大部地區(qū)在8月初進(jìn)入抽雄期(圖7)。

2.2.6 開花期 由于原始數(shù)據(jù)中開花期數(shù)據(jù)量少，導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)的空間插值表達(dá)結(jié)果差，無(wú)參考價(jià)值，但在玉米的開花期易發(fā)生連續(xù)陰雨天導(dǎo)致溫度降低，從而不僅會(huì)導(dǎo)致雄穗開花時(shí)間短，散粉少，花粉失去活力，同時(shí)影響花絲活性，導(dǎo)致授粉不足，結(jié)實(shí)不良，穗粒數(shù)減少，缺粒數(shù)多，對(duì)玉米產(chǎn)量造成無(wú)法補(bǔ)救的影響，因此開花期數(shù)據(jù)集的構(gòu)建是必要的。本研究結(jié)合玉米生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律構(gòu)建開花期數(shù)據(jù)集，因此開花期與抽雄期的分布特點(diǎn)相似(圖8)。

2.2.7 吐絲期 吐絲期同開花期，其原始數(shù)據(jù)量少，但吐絲期是決定玉米最后產(chǎn)量的關(guān)鍵生育期之一，本研究結(jié)合玉米生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，依據(jù)開花期數(shù)據(jù)得到吐絲期構(gòu)建數(shù)據(jù)集，因此吐絲期與開花期的分布特點(diǎn)相似(圖9)。

2.2.8 成熟期 當(dāng)玉米的籽粒乳線消失，胚位下方尖冠黑色層形成，苞葉顏色變白且松散時(shí)，則標(biāo)志著玉米進(jìn)入了成熟階段。由于適時(shí)晚收增產(chǎn)技術(shù)的推行，以致存在提前或者推遲收獲的情況，同時(shí)由于黃淮海地區(qū)玉米收獲利用大型農(nóng)機(jī)設(shè)備，成熟期(收獲期)受人為影響較大，因此相同省份的各地域玉米收獲時(shí)間基本一致。安徽、江蘇等地在9月下旬玉米進(jìn)入成熟期，山東、河南大部分地區(qū)在9月末進(jìn)入成熟期，河北、北京、天津的大部分地區(qū)在10月初玉米進(jìn)入成熟期(圖10)。

3 討論與結(jié)論

遙感技術(shù)具有觀測(cè)覆蓋范圍廣、連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，逐漸成為物候監(jiān)測(cè)和研究的重要手段。但由于云覆蓋、大氣氣溶膠、其他植被覆蓋等因素的影響，其時(shí)間序列曲線中仍然殘留較多低值和噪聲數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)遙感影像缺失以及識(shí)別物候精度低等問題。較遙感觀測(cè)方法而言，通過利用真實(shí)記錄的生育期數(shù)據(jù)經(jīng)插值分析處理從而獲得作物生育期空間分布具有影響因素少且包含生育期多的優(yōu)勢(shì)，并可以通過回歸分析進(jìn)一步充實(shí)原有數(shù)據(jù)集，為解決原有數(shù)據(jù)集記錄不完全、記錄站點(diǎn)少等問題提供支持。通過將各個(gè)生育期構(gòu)建數(shù)據(jù)集及原始數(shù)據(jù)集的空間表達(dá)結(jié)果對(duì)比得出：各生育期構(gòu)建數(shù)據(jù)集的空間表達(dá)結(jié)果的地帶性規(guī)律、空間準(zhǔn)確度好于原始數(shù)據(jù)表達(dá)結(jié)果，因此黃淮海地區(qū)玉米生育期的構(gòu)建在一定程度上提高了該地區(qū)玉米各生育期在時(shí)間尺度以及空間尺度分布的準(zhǔn)確性。

各地域玉米的生育進(jìn)程是玉米種質(zhì)本身生理過程和外界環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果，隨著黃淮海地區(qū)的熱量資源不斷增加以及品種不斷改良，由于氣候變化的影響，極端天氣頻發(fā)從而導(dǎo)致玉米受災(zāi)概率增加，處于不同生育時(shí)期的玉米抵抗氣象災(zāi)害的能力不同。本研究結(jié)果表明，黃淮海地區(qū)玉米一般在6月上旬開始播種，在9月中下旬成熟，部分地區(qū)在10月上旬成熟。各生育期自南向北逐步推進(jìn)。但各生育期的時(shí)間間隔有所差異，播種期、出苗期、3葉期、拔節(jié)期、抽雄期、開花期、吐絲期及成熟期日序的變化范圍分別為142～178、148～185、156～192、173～218、197～235、199～237、200～238、236～285 d，在空間分布上呈緯度越高生育期越晚的趨勢(shì)并且在部分省份沿海地區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程要晚于內(nèi)陸地區(qū)。Luo等通過利用遙感技術(shù)對(duì)黃淮海地區(qū)夏玉米的3葉期、抽雄期以及成熟期進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，以上生育期日期的監(jiān)測(cè)結(jié)果[35]與本研究結(jié)果基本一致。

通過對(duì)黃淮海地區(qū)玉米生育期的構(gòu)建及其各生育期的空間制圖，可以更好地指導(dǎo)該地區(qū)玉米的種植生產(chǎn)，為減輕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害、選育適宜種植的玉米品種方面提供決策依據(jù)，本研究考慮影響某一生育進(jìn)程的因素時(shí)只考慮了地理因素(經(jīng)緯度、海拔高度)以及前一生育進(jìn)程，雖地理因素在一定程度上可說明該地區(qū)的氣候特征但并不全面，并且由于玉米品種的不斷改良，其發(fā)育進(jìn)程對(duì)熱量和水分的需求差異不斷增大，隨著生育期數(shù)據(jù)記錄的增多，后續(xù)玉米生育進(jìn)程各發(fā)育期日期的構(gòu)建將考慮品種的差異以及其他氣象要素對(duì)構(gòu)建生育期數(shù)據(jù)的影響，以便在全球氣候變暖背景下為黃淮海地區(qū)玉米的種植、培育以及為玉米氣象災(zāi)害預(yù)警與監(jiān)測(cè)提供更加詳細(xì)的生育期數(shù)據(jù)支持。