法律对美国农作物状况评级和产量的影响

《Agricultural and Forest Meteorology》：Derecho impacts on United States crop condition ratings and yield

玉米大豆灾害损失评估与恢复机制研究：基于2015-2023年龙卷风事件与USDA作物数据融合分析，揭示强风与降水协同作用下作物生长阶段敏感性及前茬状态调节效应，建立灾害-作物交互模型。

　　本研究探讨了美国中西部和东部地区 derecho（强风风暴）对玉米和大豆作物条件和产量的影响，利用九年的历史数据（2015–2023）分析了 USDA 国家农业统计服务（NASS）提供的网格化作物状况数据。通过对 derecho 足迹的识别和整合，研究揭示了这些风暴对农业产量和作物条件的潜在影响，为相关利益方提供了重要的决策依据。研究结果显示，在 derecho 影响的县中，75% 的玉米和大豆生产县经历了作物条件的下降，这一比例在历史数据中具有显著性。此外，研究发现 derecho 的频率在玉米带（Corn Belt）和大平原东部达到高峰，这一区域的高作物密度和生产力使得 derecho 对农业的影响更加严重。

然而，研究还指出， derecho 的频率高峰并不直接等同于更大的农业损失。实际上，作物在遭遇 derecho 时，若已经处于较差的生长状态，其损失程度可能会更加显著。例如，玉米在遭遇严重风力时，若同时面临晚季干旱或过度湿润的环境，其受损程度将更加严重。这种现象表明， derecho 对作物的影响不仅仅取决于风暴本身的强度和范围，还与风暴发生前的作物状况密切相关。在 derecho 之前，作物的生长状况、根系深度、叶片活力以及水分、病虫害或养分缺乏等因素都会影响其对风暴的敏感度。如果风暴带来足够的降水以缓解之前的水分压力，那么处于较差状态的作物可能会有所改善，从而降低损失程度。

为了更全面地评估 derecho 对农业的影响，本研究采用了多种方法。首先，通过风暴追踪算法和严重对流风报告识别 derecho 足迹。其次，将这些足迹与每周的作物状况数据进行整合，从而评估风暴对作物条件和产量的动态变化。研究还分析了 derecho 对作物恢复的影响，特别是在生长季节中的不同阶段。这些分析为农业生产的管理者、风险评估人员和政策制定者提供了重要的信息，使他们能够更好地预测和应对 derecho 的潜在影响。

在研究过程中，还发现 derecho 与农业损失之间的关系并不简单。例如，研究指出，遭遇报告风速≥120公里/小时的作物更容易出现条件下降，且随着作物进入生长和繁殖阶段，损失的严重程度通常会增加。这表明， derecho 对作物的影响具有时间依赖性，不同生长阶段的作物对风暴的反应不同。在生长初期，作物可能通过根系的向地性反应（如“鹅颈”现象）来恢复风力造成的损害；而在晚季，风力可能增加作物对病害的敏感性，延长收获时间，降低谷物的回收率。此外，风暴带来的强降水也可能对作物造成影响，特别是在根系功能受损、养分吸收受限以及氮素缺乏的情况下，这些因素会进一步加剧农业损失。

研究还强调了农业损失与气候条件之间的复杂关系。例如，在 derecho 发生前，作物的生长状况、土壤类型和排水能力等环境因素会影响其对风暴的反应。同时，农业管理实践，如排水系统的设计和耕作方式的选择，也会对风暴带来的水分压力产生不同的影响。如果土壤排水良好，那么即使遭遇强降水，作物也可能不会出现长时间的水涝问题；而如果土壤排水能力差，那么强降水可能导致作物长时间处于水涝状态，从而增加病害和毒素的产生，进一步降低产量。

此外，研究还指出， derecho 对农业的影响不仅局限于直接的物理损害，还可能涉及更广泛的生态和环境因素。例如，水涝可能促进有害物质的积累，增加病虫害的发生率，从而对作物的生长和产量产生间接影响。这种现象表明， derecho 的影响具有多层次和多方面的特点，需要从多个角度进行评估和管理。

本研究的发现对于农业生产的管理和政策制定具有重要意义。首先，它提供了重要的数据支持，使相关利益方能够更好地理解 derecho 对农业的影响机制。其次，研究结果有助于制定更加科学和有效的风险管理策略，以减少 derecho 对作物的潜在损害。例如，通过提前识别可能受影响的区域，农业管理者可以采取相应的措施，如调整播种时间、优化灌溉系统、加强病虫害防治等，以提高作物的抗灾能力。此外，研究还强调了“人类作为传感器”的概念，即通过农民的实地观察和经验，可以更全面地评估作物的生长状况和对风暴的反应，这对于弥补遥感技术和气象模型的不足具有重要意义。

研究还提到，尽管遥感技术和气象模型在评估 derecho 对农业的影响方面具有一定的优势，但它们在某些情况下可能受到限制。例如，云层覆盖可能会影响遥感数据的获取和分析，而气象模型可能无法完全捕捉到作物在生长季节中的动态变化。因此，结合农民的实地观察和经验，可以更全面地评估 derecho 对农业的影响，为相关利益方提供更加可靠的数据支持。

此外，研究还指出， derecho 的影响具有一定的区域差异性。例如，在玉米带和大平原东部， derecho 的频率较高，因此这些地区的农业损失可能更为严重。而在其他地区， derecho 的频率较低，因此其对农业的影响可能相对较小。这种区域差异性表明，不同地区的农业管理者需要根据当地的气候和环境条件，采取相应的措施来应对 derecho 的潜在影响。

研究还强调了农业损失的累积效应。例如，如果 derecho 与之前的干旱或过度湿润的环境条件相结合，那么其对作物的损害可能更加严重。这种现象表明， derecho 的影响不仅仅是单一的天气事件，而是与之前的气候条件相互作用的结果。因此，农业管理者需要综合考虑多种因素，如气候条件、土壤状况、作物生长阶段以及农业管理实践，以制定更加全面的应对策略。

最后，本研究的发现为全球其他农业地区提供了重要的参考。尽管本研究主要关注美国的农业情况，但其方法和结果可以应用于其他地区，以评估 derecho 对农业的影响。例如，在欧洲、亚洲、澳大利亚和南美洲等地区， derecho 也可能对农业造成影响，因此这些地区的农业管理者可以借鉴本研究的方法，以提高农业系统的抗灾能力。

综上所述，本研究通过结合多种数据来源和分析方法，揭示了 derecho 对玉米和大豆作物条件和产量的影响机制。研究结果不仅为农业管理者提供了重要的决策依据，还为政策制定者和农业顾问提供了科学支持，以提高农业系统的适应能力和韧性。同时，研究还强调了“人类作为传感器”的重要性，为弥补遥感技术和气象模型的不足提供了新的思路。这些发现对于应对未来气候变化背景下 derecho 频率增加的潜在影响具有重要意义，有助于提高农业生产的可持续性和稳定性。