吉林省玉米大风倒伏灾害风险动态评估与分区研究

针对极端气候引发的玉米倒伏灾害风险，研究人员基于"四因子"灾害风险形成理论，结合有限元建模与历史灾情数据，构建了包含致灾性(Hazard)、脆弱性(Vulnerability)、暴露度(Exposure)和防灾减灾能力(Disaster Prevention and Reduction Capacity)的综合评估模型，揭示了吉林省玉米倒伏风险呈"西高东低"格局，为粮食安全生产提供科学依据。

　　

玉米作为兼具粮食、饲料和经济价值的多功能作物，其安全生产直接关系到国计民生。然而近年来，伴随气候变化加剧，极端大风事件频发，导致玉米倒伏灾害日益严重。倒伏不仅造成28%-48%的产量损失，还会引发籽粒品质下降、收割成本上升等连锁反应，甚至破坏农业生态系统平衡。更棘手的是，传统小麦、油菜倒伏模型难以适用于玉米这种植株结构差异显著的作物，而现有技术对小农户而言又存在应用门槛。这一系列问题对全球玉米主产区的风险管理提出了全新挑战。

吉林省农业科学院等机构的研究团队在《European Journal of Agronomy》发表的研究，创新性地将"四因子"灾害风险理论应用于玉米-土壤-大气连续体系统。通过整合田间实测茎秆生物力学参数、有限元瞬态应力模拟与历史灾情反演，首次建立了玉米大风倒伏的气象阈值模型。研究采用"机制分析-模型衔接-应用验证"三级递进框架，动态评估了吉林省三个关键生育期（拔节-抽雄期、抽雄-乳熟期、乳熟-成熟期）的倒伏风险空间分异特征。

关键技术包括：1）基于有限元结构模型(FEM)的茎秆力学响应模拟；2）利用无人机(UAV)和遥感技术进行倒伏面积动态监测；3）结合东北冷涡、低空切变线等天气系统分析气候致灾机制；4）运用GIS空间分析实现风险区划。

研究结果方面：

1. 致灾性评估：发现生育后期致灾因子主导风险格局，白城、松原为高风险区，台风路径对乳熟-成熟期倒伏影响显著。
2. 脆弱性特征：长春、四平地区因品种抗逆性差异呈现高脆弱性，茎秆断裂临界力与直径呈正相关(r=0.72)。
3. 暴露度分布：西北部因玉米连片种植导致暴露度风险升高，镇赉、通榆等县市暴露指数超0.8。
4. 防灾能力：中西部地区防灾能力较弱，延边等东部地区因基础设施完善表现较好。

讨论指出，该研究首次实现了从茎秆生物力学到气象灾害阈值的闭环建模，其风险区划结果与历史灾情吻合度达82%。创新点在于：1）建立玉米特异性倒伏力阈值(28-48 N·m)；2）揭示不同天气系统（东北冷涡、台风等）对各生育期影响的差异；3）提出"西防东补"的差异化减灾策略。

这项研究不仅为吉林省玉米倒伏防控提供了精准决策依据，其方法论框架可推广至全球其他玉米主产区。特别是在气候变化背景下，该成果对保障粮食安全、优化农业保险精算以及制定气候适应性种植制度具有重要实践价值。未来研究可进一步整合机器学习算法，提升风险预警的时空分辨率。