降水量與積溫對玉米氣象產(chǎn)量影響的綜合分析

[摘 要] 氣象條件的改變對農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，研究好玉米產(chǎn)量和氣象因素之間的關(guān)系就顯得十分重要了。本次研究過程中采用了文獻(xiàn)分析法、回歸分析法和通徑分析法，綜合對本溪地區(qū)玉米氣象產(chǎn)量與本溪地區(qū)積溫之間的關(guān)系，通過對研究結(jié)果進(jìn)行分析，玉米的氣象產(chǎn)量和玉米生育期內(nèi)降水量的多少呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)的現(xiàn)象，而在對玉米的氣象產(chǎn)量與玉米生育期內(nèi)降水量和積溫進(jìn)行線性分析發(fā)現(xiàn)，可以使用特定線性方程對本溪地區(qū)的玉米氣象產(chǎn)量和玉米剩余期內(nèi)的降雨量和積溫之間的關(guān)系進(jìn)行分析和描述，對方程中的各個變量進(jìn)行偏回歸方程分析和通徑分析都顯示出，在本溪地區(qū)降雨量的多少對玉米氣象產(chǎn)量的影響明顯大于積溫對玉米氣象產(chǎn)量的影響。對遼寧本溪地區(qū)的降雨量來說，其對該地區(qū)玉米氣象產(chǎn)量起著明顯的促進(jìn)作用，而積溫呈現(xiàn)出負(fù)面作用的現(xiàn)象。

[關(guān)鍵詞] 本溪地區(qū) 玉米氣象產(chǎn)量 降雨量 積溫 影響

[中圖分類號] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2015）08-0294-02

玉米是我國種植面積最大的經(jīng)濟(jì)型、糧食型作物之一，同時也是世界上種植面積最大，分布范圍最廣以及產(chǎn)量最高的農(nóng)作物之一。從我國玉米的栽培面積和總體產(chǎn)量來看，玉米的僅次于小麥和水稻的種植面積和產(chǎn)量，位于第三位。最近幾年，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，畜牧業(yè)和玉米加工業(yè)不斷深化發(fā)展，市場上對玉米的需求量在不斷提升，在玉米栽培過程中，單單依靠擴(kuò)大種植面積已經(jīng)不能夠滿足市場對玉米的需求，在生產(chǎn)過程中必須要求我們提高玉米的單位面積的生產(chǎn)產(chǎn)量。而在玉米生產(chǎn)過程中，造成玉米單產(chǎn)年際間出現(xiàn)波動的主要因素有干旱、水災(zāi)等氣象災(zāi)害，其中氣象因素中影響較大的是玉米生育期間的降水量的多少和積溫的高低。因此，研究好降雨量和積溫變化對玉米氣象產(chǎn)量的影響具有十分重要作用和意義。遼寧省本溪地區(qū)是玉米種植的主要地區(qū)，其玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的高低直接影響到該地區(qū)糧食安全。而在研究降雨量和積溫對玉米氣象產(chǎn)量綜合影響過程中，我們通常會將玉米的整體產(chǎn)量劃分為趨勢產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量，但是因?yàn)橼厔莓a(chǎn)量變量因素難以控制，因此，研究玉米的氣象產(chǎn)量與降水量和積溫的變化關(guān)系對于提高玉米的單位面積產(chǎn)量來說更加具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究資料和研究方法

1.1 資料來源

選取1995年到2014年本溪地區(qū)玉米剩余期間的數(shù)量和積溫氣象材料，這些材料主要由本溪?dú)庀缶痔峁鞠貐^(qū)1995～2014年的玉米單位面積的產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要由本溪地區(qū)的統(tǒng)計(jì)局提供。

1.2 玉米氣象產(chǎn)量的計(jì)算方式

玉米氣象產(chǎn)量在計(jì)算過程中需要排除在不同時期農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)力提升以及政策等和因素導(dǎo)致的玉米產(chǎn)量發(fā)生的變化，選擇那些主要是由于氣象因素造成玉米產(chǎn)量發(fā)生變化的一部分產(chǎn)量。在本次研究過程中，為了定量和定性的對降水量和積溫對玉米產(chǎn)量所造成的影響，首先應(yīng)該進(jìn)行玉米產(chǎn)量的時間序列分析，玉米的實(shí)際產(chǎn)量可以認(rèn)為是平穩(wěn)變產(chǎn)量和顯著波動產(chǎn)量之和，通過對原始的玉米產(chǎn)量進(jìn)行滑動平均模擬實(shí)驗(yàn)就可以得到玉米的趨勢產(chǎn)量。然后將趨勢產(chǎn)量從原始玉米產(chǎn)量種減去，剩下的一部分就是氣象產(chǎn)量。在對玉米的趨勢產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算過程中，必須選擇用平均歷史資料的時間段數(shù)量n，然后根據(jù)歷史資料計(jì)算時間t的滑動平均值進(jìn)行確定，其公式可以定義為Mt=（xt-n+1+AA+ xt+1+ xt）/n。在n這個數(shù)據(jù)選擇過程中，可以采用均方模擬合誤差最小的原則進(jìn)行判斷，在計(jì)算過程中，使用DPS3.0專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究。

1.3 玉米氣象產(chǎn)量和玉米生育期內(nèi)降水量和積溫的相關(guān)分析

在進(jìn)行線性回歸分析過程中，首先應(yīng)該采用統(tǒng)計(jì)分析法中的相關(guān)系數(shù)分析方法，計(jì)算出氣象產(chǎn)量以及可能會對玉米產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響的各個生育期內(nèi)的氣象因子的相關(guān)系數(shù)。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果的大小依次進(jìn)行排列，根據(jù)計(jì)算出系數(shù)的大小，判斷出計(jì)算出的各種氣象因子對玉米氣產(chǎn)量是否具備明顯的相關(guān)性，然后再對玉米的氣象產(chǎn)量和玉米生整個生育期內(nèi)降水量和積溫情況分析進(jìn)行線性回歸分析和通徑分析。在本次研究過程中，線性回歸分析以及通徑分析計(jì)算方式按照文獻(xiàn)《田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析》中的相關(guān)要求和步驟開展研究。

2 研究結(jié)果分析

2.1 玉米原始產(chǎn)量和玉米剩余期內(nèi)數(shù)量和積溫關(guān)系的分析

表1本溪地區(qū)玉米生育期內(nèi)降水量、積溫及原始產(chǎn)量

表2生育期內(nèi)降水量和積溫與玉米原始產(chǎn)量的相關(guān)分析

將本溪地區(qū)玉米生育期積溫和降雨量以及玉米的原始產(chǎn)量進(jìn)行整理，如表1所示。然后直接將本溪地區(qū)降水量和積溫情況與本地區(qū)的原始產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析，得到表2數(shù)據(jù)，通過對表2進(jìn)行分析和研究顯示，玉米原始產(chǎn)量和降雨量的相關(guān)系數(shù)為3.6，顯著水平為0.12，而原始產(chǎn)量和積溫之間的相關(guān)系數(shù)為-0.28，顯著水平為0.18，根據(jù)相關(guān)要求這兩著的研究都沒有達(dá)到顯著的水平。由此可以看出，在研究過程中，只是研究原始產(chǎn)量和降雨量以及積溫的關(guān)系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

2.2 玉米氣象產(chǎn)量的計(jì)算和相關(guān)分析

2.2.1玉米氣象產(chǎn)量的計(jì)算

表3玉米氣象產(chǎn)量的計(jì)算

在計(jì)算過程中，主要采用了DPS專業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件系統(tǒng)對1995年到2014年本溪地區(qū)的玉米產(chǎn)量進(jìn)行滑動平均分析，按照均方擬合誤差最小的原則計(jì)算出來n=7是最佳的時段數(shù)。由此可以推斷出1995年2000年本溪地區(qū)的玉米趨勢產(chǎn)量，然后對這個時段的玉米原始產(chǎn)量做一次滑動平均分析，得到最佳時段數(shù)n為2。根據(jù)這個時段數(shù)就可以對這個時段的玉米趨勢產(chǎn)量進(jìn)行推斷，然后就能夠得到1995年到2014年本溪地區(qū)玉米氣象產(chǎn)量，詳細(xì)情況見表3。為了確定玉米氣象產(chǎn)量和降雨量以及積溫相關(guān)性，對其進(jìn)行了相關(guān)分析，分析結(jié)果顯示降水量對氣象產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.75，積溫是-0.63。這樣可以進(jìn)一步研究玉米氣象產(chǎn)量和這兩個氣象因子之間的相關(guān)性。

2.2.2玉米氣象產(chǎn)量對降水量和積溫的線性回歸分析

讓玉米氣象產(chǎn)量作為依變量，對玉米生育期內(nèi)的降水量和積溫進(jìn)行線性回歸分析，就能夠得到二元一次線性方程，y=10267.62+7.57x1-4.58x2，在這個方程中，y代表的是玉米的氣象產(chǎn)量，x1為生育期內(nèi)降雨量，x2為生育期內(nèi)的積溫情況，然后對這個方程進(jìn)行顯著性檢測，相關(guān)系數(shù)為r為0.81，W值為13.88，顯著水平為Q=0.003<0.01，因此我們就可以確定出玉米的氣象產(chǎn)量和降水量以及積溫三者之間存在著顯著的線性關(guān)系。對上述的幾個變量進(jìn)行偏向分析，顯示玉米生育期內(nèi)將數(shù)量對玉米氣象產(chǎn)量具有顯著地正相關(guān)趨勢，偏相關(guān)值為0.65，而積溫呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)趨勢，偏相關(guān)為-0.46。因此，我們可以確定將數(shù)量對氣象產(chǎn)量作用的明顯優(yōu)于積溫所產(chǎn)生的作用。

2.2.3玉米氣象產(chǎn)量與降水量和積溫的通徑分析

本次研究過程中，為了顯示出玉米生育期內(nèi)將數(shù)量和積溫對玉米氣象產(chǎn)量之間的促進(jìn)和限制作用，對其進(jìn)行通徑分析。分析結(jié)果顯示，降水量的直接作用是0.56，呈現(xiàn)促進(jìn)作用，通過積溫?cái)?shù)值為0.16，相關(guān)系數(shù)為0.75，而積溫的直接作用為-0.36，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)趨勢，通過降水為量為-0.26，相關(guān)系數(shù)為-0.63。通過分析我們可以直接看出，降水量對玉米氣象產(chǎn)量的直接作用大于積溫的作用，其作用是正向的，并且可以通過積溫增強(qiáng)這種正向作用，而在玉米生育期內(nèi)積溫對氣象產(chǎn)量的作用是負(fù)向的，通過降水量還能夠增強(qiáng)這種負(fù)向作用，其相關(guān)系數(shù)到達(dá)到了0.63。

3 討論和分析

3.1 氣象因素對玉米原始產(chǎn)量的影響

氣候因子通過影響玉米地氣象產(chǎn)量從而對玉米的產(chǎn)量造成不同程度的影響，因此，研究氣象因素對玉米氣象產(chǎn)量的影響具有十分重要的顯示意義。但是本次研究過程中單單從玉米的原始產(chǎn)量對玉米生育期內(nèi)的降雨量和積溫這兩個氣象因素之間的關(guān)系進(jìn)行研究意義不大，而是應(yīng)該重點(diǎn)研究氣象產(chǎn)量和這兩個因素之間的顯著關(guān)系。其相關(guān)系數(shù)分別是0.75和-0.63，當(dāng)降雨量持續(xù)低于300mm，積溫高于3000度之后往往會對玉米氣象產(chǎn)量造成嚴(yán)重的影響和危害。

3.2 氣象產(chǎn)量的計(jì)算

本次研究過程中，對氣象產(chǎn)量的計(jì)算主要同時采用時間序列分析法進(jìn)行的，在計(jì)算過程中，首先經(jīng)趨勢產(chǎn)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出來，然后再用歷史產(chǎn)量減去趨勢產(chǎn)量就得到了氣象產(chǎn)量。在計(jì)算過程中，對于同一組實(shí)際產(chǎn)量數(shù)據(jù)，采用不同的計(jì)算方式可能會得到不同的計(jì)算結(jié)果。有研究文獻(xiàn)就指出，在計(jì)算過程中，通過曲線模擬計(jì)算和多元回歸等計(jì)算方法對氣象產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)回歸系數(shù)越大時，其描述出來的氣象產(chǎn)量和氣候因素之間的關(guān)系就更為準(zhǔn)確。而本次研究過程中，主要使用的是通過進(jìn)行兩次滑動平均計(jì)算分析，獲得了氣象是產(chǎn)量和降水量以及積溫兩個氣象因素之間的相關(guān)關(guān)系性。并且研究的兩個因素的相關(guān)關(guān)系性都達(dá)到了顯著水平，為接下來分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 玉米生育期內(nèi)降水量和積溫對玉米產(chǎn)量的影響分析

在本溪地區(qū)，降水量和積溫一直是影響本地區(qū)玉米生產(chǎn)的重要?dú)庀笠蛩兀ㄟ^本次對本溪地區(qū)的降水量和積溫對氣象產(chǎn)量的影響分析，其數(shù)據(jù)都達(dá)到了顯著相關(guān)的條件。在本次研究過程中，玉米氣象產(chǎn)量和玉米生育期的內(nèi)的降水量和氣象產(chǎn)量可以采用線性回歸方程進(jìn)行描述，但是在描述過程中，這兩個氣候因子對氣象產(chǎn)量的作用和影響呈現(xiàn)出明顯的差異性。通過進(jìn)行通徑分析顯示，生育期內(nèi)降水量對氣象產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)出正相關(guān)性，而積溫對氣象產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性，并且降雨量的對促進(jìn)氣象產(chǎn)量提升的作用明顯優(yōu)于積溫作用，降雨量促進(jìn)作用還可以通過積溫的增強(qiáng)對氣象產(chǎn)量促進(jìn)的作用。本次研究與本溪地區(qū)玉米實(shí)際生產(chǎn)情況是完全符合的，本溪地區(qū)在遼寧省屬于高溫和干旱的地方，降雨量是直接影響到玉米生產(chǎn)的主要?dú)庀笠蛩兀虼耍Y(jié)合本次實(shí)驗(yàn)研究，在今后的玉米生產(chǎn)過程中，為了保證切實(shí)提高玉米產(chǎn)量，本溪地區(qū)應(yīng)該積極采取蓄水保墑，發(fā)展滴灌種植技術(shù)，提高玉米產(chǎn)量。

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