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发布时间：2023-11-12 15:44:31 来源：文档文库

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陕西气象　文章编号：１００６－４３５４（２０１３）０１－００２６－０４　大同市近５　Ｏ年谷子产量与气象条件关系分析　张　荣　，班胜林　，冯艳霞。，侯润兰　，张雪梅　（１．山西省气象局，太原０３０００２；２．山西省气候中心，太原０３０００６；　３．离石区气象局，山西吕梁０３３０００；４．山西省气象服务中心，太原０３０００２；　５．晋中市气象局，山西晋中０３０６００）　摘　要：采用相关分析、回归分析等统计学方法，对大同市ｌ９６１—２０１Ｏ年谷子单产与气温、降水　和日照等气象因子的关系进行了分析。结果表明：大同市谷子的气象波动指数为ｏ．３２９　２，占谷子　产量波动的９４．４　；谷子生育期内温、光、水的变化趋势与谷子生长发育的需求基本吻合。造成　谷子产量波动的主要原因是降水量和日照时数在时间分配上的不合理，同时谷子全生育期的总积　温和关键生育期平均气温也通过影响谷子所需要的水分严重地影响谷子产量。　关键词：谷子；产量；气象条件；相关分析　中图分类号：Ｓ１６１　文献标识码：Ａ　农作物的生长发育和产量形成都离不开各种　有针对性地采取有效栽培管理措施和趋利避害提　环境条件，气象条件是重要的环境条件之一。２Ｏ　供科学依据。　世纪以来，虽然农业生产条件有了较大改善，产　１　资料来源和分析方法　量水平有了明显提高，但气象条件仍然是导致作　１．１　资料来源　物产量年际波动的主要因素。因此，在分析作物　谷子产量数据来源于山西省统计局１９６１—　产量与气象条件之间的定量关系的基础上，可以　２０１０年历年统计单产；大同市气象数据来源于山　根据气象条件来预报作物产量和年景。近几十年　西省气象局历年整编气象资料。　来，国内气象工作者利用各种统计学方法对小麦、　１．２分析方法　水稻、夏玉米等作物产量与气象条件的关系进行　１．２．１　气象产量的计算　将谷子产量分为趋势　了分析和预报，取得较多研究成果［】＿８］。但对谷子　产量、气象产量和随机产量３部分，其中，随机　产量与气象条件的关系研究尚少［９＿１３］，研究表明　产量基本无规律可循，故不计入方程中Ｅｌｚ］。　降雨量的变化及其时间分配是造成谷子产量波动　Ｙ＝ｙ　＋Ｙ　（１）　的主要原因。谷子是大同市的主要粮食作物之一。　式中，ｙ为实际产量，ｙ　为趋势产量，ｙ　为　利用大同市１９６１－－２０１０年谷子产量资料与同期　气象产量。　光、热、水等气象要素，采用相关分析、回归分　利用大同市１９６１－－２０１０年谷子单产资料，对　析等统计方法，定量分析了谷子产量与气象条件　其趋势产量方程（２）进行模拟，根据趋势产量ｙ　的基本关系，找出影响谷子产量的关键生育期和　计算气象产量ｙ　。　主要气象因子，采用多元线性回归方法建立谷子　Ｙ　＝１　１５６．３＋１０．６４２ｘ，　（２）　产量预报气象模式。深入探讨谷子产量与气象条　式中，ｚ为年序号，ｚ一１，２，……，５Ｏ。　件的关系，对干旱半干旱地区充分利用气候资源，　将大同市谷子全生育期（５月上旬一９月下　确保谷子高产稳产，具有重要意义。试图为当地　旬）按旬分为１５个时段，分别求出气象产量与旬、　收稿日期：２０１２—０４—１２　作者简介：张荣（１９６１一），女。山西朔州人，学士，工程师，主要从事气象科技服务。　
张　荣等：大同市近５Ｏ年谷子产量与气象条件关系分析　２７　月及总的温度、降水和日照时数的相关系数。　１．２．２　产量波动分析高亮之提出的产量系统　分析法中的产量气象波动指数［１。　一　到９月中旬，该时段内热量条件最适宜谷子生长　发育。　一　（３）　—Ｊ　ｒ　Ｌ　ｎ　式中　为平均产量，ｎ为样本数。据此计算得出：　大同市谷子产量气象波动指数ｙｆ一０．３２９　２，占实　际产量变异系数（Ｏ．３４８　８）的９４．４　。这说明气　｝　象因素是影响谷子产量波动的主要因子。　将气象产量占趋势产量的比率作为评定气象　丰、平、歉年指标，即相对气象产量　Ｙｗｒ一（ｙｗ／ｙｔ）×１００　（４）　将　值大于１Ｏ％的年份定义为气象丰年，　小于一１０　的年份为气象歉年，介于二者之间的　为气象平年。１９６１—２Ｏ１Ｏ年大同市谷子气象丰年　有１８　ａ，气象歉年有１７　ａ，其中１９９９年和２００１年　减产最多，达七至八成。１９８８年以后相对气象产　量波动越来越剧烈。　２气象因子特点及与谷子生长发育的关系　大同市谷子生育期（播种一成熟）为１３０＂＂　１５０　ｄ，全生育期需要≥１Ｏ。Ｃ的有效积温为１　６００　～３　３００。Ｃ・ｄ，其中，早熟品种约需１　６００￣２　５００　。Ｃ，中熟品种约需２　３００￣，３　０００。Ｃ，晚熟品种则　需３　０００。Ｃ以上积温，日照时数１　０００￣１　２００　ｈ，　降水量２５０￣３５０　ｍｍ。　２．１　气温　热量资源的丰歉指标是有效积温的总量。大　同市５月上旬至９月下旬历年平均≥１Ｏ。Ｃ积温　约２　８４２．７。Ｃ・ｄ，基本能满足早熟品种和大部分　中熟品种谷子生长发育的需求，晚熟品种发育期　长，对积温需求较多，部分年份灌浆后期温度下　降过快或初霜冻出现偏早可能导致热量不足。　谷子播种出苗到拔节抽穗期为５月上旬到８　月中旬，这段时间的适宜温度为１５￣２５。Ｃ，与大　同市逐句气温变化情况基本一致（见图１）。９月　上旬到９月下旬为谷子灌浆中后期，适宜温度为　１８￣２２。Ｃ，最好不低于１４￣１６。Ｃ，但大同市９月　温度下降速度较快，到９月下旬气温已低于灌浆　期所需温度。　因此，大同市谷子的适宜生长期为５月中旬　图１大同市５—９月各旬历年平均　气温和降水变化趋势　２．２　降水　谷子是一种抗旱、耐贫瘠作物，在不同生育　阶段对水分的需求不同，前期宜早，中期宜湿，后　期怕涝，全生育期内总需水量约３５０　ｍｍ。如果将　谷子全生育期的耗水量用１００　来表示的话，各　生育期对水分的需求存在明显差异，出苗一拔节　约需６　，拔节一抽穗约需４４％，抽穗一开花约　需２Ｏ　，灌浆期约需２Ｏ　，成熟期约需１ｏ　。　大同市５月上旬一９月下旬历年平均降水量　３４６．９　ｍｍ，基本能满足谷子对水分的需求。从大　同市逐句平均降水量变化（见图１）与谷子需水动　态规律的对比来看，５月上旬到６月上旬大同市　降水较少，但基本能满足播种出苗的需要；７月下　旬到８月上甸是降水最多的时段，也是谷子需水　高峰期，利于谷子产量形成；８月中旬到９月上旬　大同市降水减少，但基本能满足谷子灌浆需水；９　月中旬下旬降水进一步减少，利于谷子成熟。　２．３　光照　谷子是短日照作物，在生长发育过程中，需　要较短时间的光照和较长时间黑暗交替的条件，　才能抽穗开花。大同市５月上旬一９月下旬历年　平均日照时数１　２４７．７　ｈ，变化趋势近似直线（见　图２），随着谷子生长发育进程逐步缩短，与谷子　对日照时数的要求相一致。出苗到拔节期间，大　同市较强的光照和适当干旱的条件能抑制茎叶徒　长，促使根系下扎，有利于形成壮苗；拔节一抽　穗期大同市日照偏多，在一定程度上加速水分蒸　
２８　陕西气象　发，不利于谷子生长发育；从抽穗一成熟期，大　水和日照时数的相关系数，利用置信度水平达到　同市日照充足，利于籽粒灌浆，有助于籽粒饱满　和早熟。总体而言，大同市光照条件能够比较好　地满足谷子生长发育的要求。　１００．０　９５．０　０．１及其以上的气象因子建立线性回归方程，可　分别得到系数ｎ和常数ｂ的值（见表１），可对气　象条件对谷子产量的影响进行定量分析。　３．１　气温对谷子产量的影响　从相关分析结果来看，各温度因子对谷子气　象产量的影响主要为负效应。从其回归方程参数　可看出，热量条件是影响大同市谷子产量提高的　主要因子，在气候变暖的背景下，温度的升高将　造成谷子产量的下降，随着谷子发育进程的推进，　温度每升高１。Ｃ造成的减产效应也越大。结合谷　辐９０　０　器８５．０　８０．０　７５．０　图２大同市５—９月各旬历年平均日照时　数及其变化趋势（直线）　子发育期分析，谷子由营养生长向生殖生长过渡　期需水量增加，气温的升高加剧农田水分亏缺，造　成干物质积累和向穗部输送少，影响谷子灌浆，造　３　谷子气象产量与气象条件的关系　成粒重下降。因此，这一时段气温对谷子产生的　负效应主要是由于损耗农田水分造成的。　通过分析气象产量与旬、月及总的温度、降　表１谷子各关键因子线性回归方程参数ｎ与ｂ值　因子　ｎ　ｂ　因子　口　ｂ　总积温　５月平均气温　一２．１８　一１４７．１５　６　０９８．２５　２　３７４．４９　７月上旬平均气温　８月下旬气温　一１１７．８４　一８７．９９　２　５６５．２８　１　６６１．３６　６月平均气温　一１４５．０９　２　９５５．６１　６月下旬降水量　８．７１　—１９３．３０　７月平均气温　８月平均气温　５月中旬平均气温　６月下旬平均气温　一１６９．４５　一１９１．９２　一７８．９０　一９９．１２　３　７３０．２４　３　８７９．７１　１　２５６．３１　２　１１７．８７　７月上旬降水量　７月降水量　９月日照时数　７．５Ｏ　４．４９　６．１２　一２５３．５３　－４５２．１１　—１　３７４．０５　３．２　降水量对谷子产量的影响　数进行分析，选择Ｆ检验通过０．０５置信度水平　的气象因子作为关键因子建立多元线性回归方　程，方程为　Ｙ　一３　８５０—１．６７　１＋８Ｏ．０６丁２＋７Ｏ．５７　３—　７５．６４Ｔ４—５６．９３Ｔ５—１９．９７Ｔ６＋０．９２Ｒｌ＋４．０１Ｒｚ　＋２．６８Ｓ，　（５）　从相关分析结果来看，６月下旬降水量、７月　上旬降水量、７月降水量与谷子气象产量呈显著正　相关，但此期间降水总量不能完全满足谷子需求。　由其发育期状况可知，６月下旬到７月下旬谷子处　于拔节到抽穗期，对水分的需求最高，此期间谷子　气象产量随降水量的增加而不同程度增加。　３．３　日照时数对谷子产量的影响　ｙ　为气象产量估计值，丁　为总积温，Ｔ。为６月平　均气温，　。为７月平均气温，　为８月平均气温，　为６月下旬平均气温，丁　为７月上旬平均气　温，Ｒ　为７月降水量，Ｒ　为７上旬降水量，Ｓ为　９月日照时数。　从相关分析结果来看，９月日照时数与谷子　气象产量相关最为密切，９月正值谷子灌浆到成　熟期，日照时数长有利于干物质的形成，促使籽　粒饱满丰硕，但大同市９月日照不能满足其需要。　３．４谷子产量预报模式的建立与检验　把（２）式和（５）式代入（１）式，得到由时　间趋势产量和气象产量组成的产量预报模式　Ｙ一（１　１５６．３＋１０．６４２ｘ）＋（３　８５０—１．６７　通过对谷子气象产量与各气象因子的相关系　
２０１３（１）　张　荣等：大同市近５Ｏ年谷子产量与气象条件关系分析　２９　＋８０．０６Ｔ２＋７Ｏ．５７丁３—７５．６４　ｌ一５６．９３丁５—　１９．９７　６＋０．９２Ｒ１＋４．０１Ｒ２＋２．６８Ｓ）。　（６）　利用（６）式计算每年谷子理论产量，并与实　际产量进行比较，发现部分丰年和歉年误差较大，　其余的年份差异不显著；理论产量与实际产量的　相关系数，．＝０．６０１　３，达极显著水平，表明模式　拟合的谷子理论产量与实际产量有较好的吻合程　度（见图３）。　图３用产量预报模式预报谷子理论产量　与实际产量的比较　４结论与讨论　４．１在１９６１－－２０１０年５０　ａ中，大同市谷子生产　有１８个丰收年和１７个歉收年。谷子气象产量年　际问波动较大，丰产的１９８４、１９８５、１９８８和１９９４　年可增产三到五成；歉产的１９９９年和２００１年则　减产七到八成。在１９８８年以后，气象产量波动越　来越剧烈。　４．２大同市谷子生育期内温、光、水的变化趋势　与谷子生长发育的需求基本吻合，适宜中早熟谷　子品种的种植；引起谷子产量波动的主要原因是　降水量和日照时数在局部时间段内分布不够合　理，同时温度因子通过影响谷子的水分损耗与供　应间接地影响谷子产量。　４．３大同市谷子产量波动较大，采用线性模拟的　趋势产量方程虽然在信度达到了０．０１显著水平，　但该方程的Ｆ值偏低，拟合度不高，复相关系数　仅有０．５０６　５，所获得的气象产量也在偏度一峰度　检验中呈偏态分布，说明对谷子产量序列进行分　解的方法存在一定缺陷，这也是不足之处。因此，　提取趋势产量的最佳方法有待于进一步探讨。　４．４　由于近年来气候异常，极端天气频繁发生，　除干旱外，暴雨、冰雹等自然灾害对当地谷子产　量也造成较大影响。因此，有必要继续深入研究　当地的气候变化规律及其对谷子生长发育和产量　形成的影响，以便能灵活地安排农事活动，及时　采取趋利避害的农事措施，并通过对不同气候区　选择不同熟性品种种植和提高栽培技术等方式，　努力实现谷子的高产稳产。　参考文献：　［１３　钟声．阮培均．毕节地区气象因素与小麦产量的关　系分析口］．耕作与栽培，１９９６（１）：８－１ｏ．　［２］　夏福华．对冬小麦产量气象统计预报方法的认识　与实践口］．山东气象，２００１（２）：２５－２６．　［３３　张桂芝，李少云．台安县水稻产量气象条件分析及　积分回归预报模式口］．沈阳农业大学学报，１９９２．　２３（增刊１）：３３—３５．　［４］　罗正海．用统计法试作潮汕地区水稻产量预报　Ｄ］．广东气象，１９９８（１）：２４－２５．　［５３　缪翔，汝淑玲．华亭县玉米产量与气象条件关系和　预报模式Ｄ］．甘肃气象．１９９６（１）：３３－３４．　［６３　杨海鹰．付祥建，马振生。等．河南省夏玉米产量　预报方法［Ｊ］．河南气象，２００５（２）：２５－２６．　［７３　高蓓，栗柯，李艳丽，等．陕西夏玉米产量与气象　条件的关系［Ｊ］．成都信息工程学院学报，２００６，２１　（３）：４２９－４３４．　［８３　吴国忠．干旱地区雨量等气象因素的变化对谷子　产量的影响［Ｊ］．甘肃农业科技，１９８４（５）：２１—　２３．　［９３　何少斌，王殿瀛，郭桂兰．谷子产量与气象条件的　关系［Ｊ］．山西农业科学，１９８５（５）：５－９．　［１０３　郭天财。李春喜，贾绪初．济源县夏谷产量与气　象要紊关系的统计分析［Ｊ］．河南农业大学学报，　１９８８，２２（１）：４９－５７．　［１１］　薛景轩，王进，王莫．陇东谷子的气象条件分析　［Ｊ］．甘肃农业，２００５（２）：８８．　［１２］　刘树泽，张宏铭，蓝鸿第．作物产量预报方法　［Ｍ］．北京：气象出版社，１９８７．　［１３］　高亮之．农业系统学［Ｍ］．南京：江苏科学技术　出版社，１９９３．　

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