浙江省雜交晚秈稻豐優9339生長期降水量空間格局

陳海生++王素娜

摘要：應用ArcGIS地統計學方法，分析了浙江省雜交晚秈稻豐優9339生長期降水量空間變異性，以期為浙江省水稻的高產優質栽培提供依據。結果表明，豐優9339各生育期降水量的C0/（C0+C1）在0.780～0.984之間，具有較強的空間相關性。豐優9339播種育苗期大部分地區的降水量為86.00～105.00 mm，占研究區總面積的49.43%。分蘗期大部分地區的降水量為40.00～58.00 mm，占研究區總面積的64.52%。拔節孕穗期大部分地區的降水量為54.00～74.00 mm，占研究區總面積的41.42%。灌漿成熟期大部分地區的降水量為56.00～71.00 mm，占研究區總面積的56.42%。

關鍵詞：地統計；豐優9339；降水量

中圖分類號：S511.3+3；S511.2+1；P426.61+4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）16-3904-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.018

Spatial Variability of Precipitation during Growth Period of Late Indica Hybrid Rice Fengyou 9339 in Zhejiang Province

CHEN Hai-sheng1，2，WANG Su-na1

（1.College of Resource and Environment Science， Pingdingshan University， Pingdingshan 467000， Henan， China；

2.Department of Water Conservancy， Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology， Hangzhou 311231， China）

Abstract： Geostatistics methods and geographic information system（GlS） techniques were applied to study the spatial variability of precipitation during growth period of late indica hybrid rice Fengyou 9339 in Zhejiang province. The results showed the C0/（C0+C1）of precipitation during rice growth in the fields was 0.780～0.984， indicating a strong spatial correlation in the study regions. Precipitation during rice sowing and seedling stage was 86.00～105.00 mm， occupying 49.43% of the whole regions. Precipitation during rice tillering stage was 40.00～58.00 mm， occupying 64.52% of the whole regions. Precipitation during rice jointing-booting stage was 54.00～74.00 mm， occupying 41.42% of the whole regions. Precipitation during grain filling stage was 56.00～71.00 mm， occupying 56.42% of the whole regions.

Key words： geostatistics； Fengyou 9339； precipitation

水稻是浙江省的主要糧食作物，常年產量占糧食總產量的80%以上。20世紀80年代以來，隨著農業種植結構的調整，浙江省的單季稻面積呈現明顯上升趨勢[1]，目前單季稻已占水稻面積的70%。水是水稻體內重要的組成物質，并參與光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、吸收和運轉等生理代謝活動[2]。據研究[3，4]，水稻在返青期、減數分裂期、開花、灌漿等生育期對干旱及淹水最敏感，對產量影響最嚴重。浙江省雜交晚秈稻豐優9339生育期間的累年平均降水量基本能滿足其正常生長的需水量，但由于浙江省位于東部沿海地區，是典型的亞熱帶季風氣候，在整個水稻生育期間降水量的時空分布極不均勻，很容易遭受暴雨洪澇等災害影響，造成減產，危害糧食安全[5]。

豐優9339經浙江省多年多點種植表明，平均產量7 642.5 kg/hm2，比對照汕優63增產9.3%。該組合株型緊湊，劍葉直立，分蘗力中等，長勢繁茂，葉片細窄，葉色濃綠，谷粒長粒型，落粒性中等。抗倒性較強，后期青稈黃熟。全生育期144.9 d，比對照汕優63遲熟9.6 d。平均每667 m2有效穗14.2萬，成穗率61.6%，株高117.2 cm，穗長24.4 cm，每穗總粒數175.4粒，實粒數146.6粒，結實率83.6%，千粒重25.8 g。經浙江省農業科學院植物保護與微生物研究所多年抗性鑒定，平均葉瘟2.0級，穗瘟3.5級，穗瘟損失率5.6%；白葉枯病7級，褐稻虱6級。經農業部稻米及制品質量監督檢測中心2005-2006年檢測結果表明，平均整精米率為53.8%，長寬比2.8，堊白粒率42.5%，堊白度5.3%，透明度2級，膠稠度71.5 mm，直鏈淀粉含量16.2%。米質指標均達到部頒食用稻品種品質3等。豐優9339在浙江省播種幼苗期是5月下旬至6月中旬，分蘗期是6月下旬至7月中旬，拔節孕穗期是7月下旬至8月中旬，齊穗灌漿期是8月下旬至10月上旬。本研究依據《浙江省2010年整編氣象資料》，運用地統計學理論和Kriging插值方法，對浙江省雜交晚秈稻豐優9339各生育階段降水量的空間變異規律進行分析，以期為浙江省水稻的高產優質栽培提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

浙江省位于中國東南沿海，地處亞熱帶中部，介于北緯27°12′-31°31′和東經118°-123°之間，屬季風性濕潤氣候，四季分明，光照充足，雨量充沛，空氣濕潤，雨熱季節變化同步，是我國自然條件最優越的地區之一。浙江省年平均氣溫15～18 ℃， 極端最高氣溫33～43 ℃， 極端最低氣溫（-17.4）～（-2.2） ℃，年平均降水量980～2 000 mm，年平均日照時數1 710～2 100 h。浙江省是我國水稻的主要產區。

1.2 數據來源

試驗數據來源于《浙江省2010整編氣象資料》。

1.3 數據處理

各氣象數據的描述性統計采用SPSS 11.0經典統計學分析，地統計學中的半方差函數及其模型、分數維計算采用ArcGIS 10.2和GS+ 7.0軟件。半方差函數也稱為半變異函數，是用來描述各生育期降水量的空間連續變異的一個連續函數，反映變量性質的不同距離觀測值之間的變化[6]。

地統計學步驟如下：①將帶有經緯度的浙江省水稻各生長期降水量的值分別輸入GS+ 7.0軟件中；②用GS+ 7.0進行半方差分析，選取最優模型，得到參數值，并進行分維數分析；③將GS+ 7.0中得到的參數帶入ArcGIS 10.2中用克立格法（Kriging）分別對各屬性指標的分布進行插值，得到插值圖。為了檢驗這些試驗數據是否符合地統計學插值條件，用Kolmogorov-Smirnov（K-S）正態分布檢驗概率對它們進行檢驗。由于特異值的存在會造成連續表面的中斷，直接影響變量的分布特征，致使變異函數失去結構性，因此本研究采用域法識別特異值，即按標準方差的倍數來識別特異值。一般特異值定為樣品均值m加減3倍均方差δ，即m±3δ，然后用正常值的最大值、最小值替代特異值[7]。

2 結果與分析

2.1 浙江省雜交晚秈稻豐優9339各生育期降水量的描述性統計

采用SPSS 11.0對各變量進行經典統計分析，并通過t檢驗判斷其分布類型，計算得到的統計特征值見表1。從表1可以看出，浙江省雜交晚秈稻豐優9339各生育階段降水量分布均服從正態分布。播種育苗期的降水量均值為99.08 mm，變動范圍為67.00～142.00 mm。分蘗期的降水量均值為53.59 mm，變動范圍為22.00～94.00 mm。拔節孕穗期的降水量均值為69.37 mm，變動范圍為33.00～115.00 mm。灌漿成熟期的降水量均值為68.00 mm，變動范圍為44.00～107.00 mm。

雜交晚秈稻豐優9339在浙江省種植時各生育階段降水量的變異系數以分蘗期降水量為最大，達29.22%。播種育苗期降水量的變異系數最小，為16.47%。拔節孕穗期和灌漿成熟期的降水量在浙江省各生育階段的變異系數分別是28.54%和20.49%。

2.2 半方差函數分析

通過半方差函數分析，在諸多理論模型中，擇優選出各變量模型，結果見圖1。

表2是根據各要素半方差函數模型得出的相應參數。從表2可以看出，播種育苗期和灌漿成熟期的降水量的理論模型都為高斯模型，決定系數分別是0.838和0.744。而分蘗期和拔節孕穗期降水量則都為指數模型，決定系數分別為0.476和0.673。

從表2可以看出，豐優9339各生育期降水量的C0/（C0+C1）在0.780～0.984之間，都具有很強的空間相關性，其空間自相關范圍具有明顯差異。浙江省雜交晚秈稻豐優9339各生育期降水量的變程在673 800～2 251 800 m之間，以拔節孕穗期降水量的變程最少，只有673 800 m，以播種育苗期降水量的變程最大，為2 251 800 m。分蘗期和灌漿成熟期降水量的變程則介于二者之間，分別為833 100 m和1 730 700 m。

2.3 Kriging插值分析

根據所得到的半方差函數模型，應用普通克里格法（Ordinary Kriging）進行最優內插，繪制了浙江省雜交晚秈稻豐優9339各生育階段降水量的空間分布圖（圖2）[8]。

由圖2可知，豐優9339播種育苗期的降水量變動在67.00～142.00 mm。降水量在123.00～142.00 mm為高值區，主要分布在開化縣、常山縣、江山縣以及龍泉市，占研究區總面積的8.73%。降水量在105.00～123.00 mm為次高值區，主要分布在泰順縣、慶元縣、云和縣、松陽縣、遂昌縣、龍游縣、金華縣、蘭溪市、建德市、淳安縣、東陽縣、義烏市、浦江縣、桐廬縣、鄞縣和杭州市，占研究區總面積的29.73%。降水量在67.00～86.00 mm的低值區主要分布在天臺縣、臨海市、溫嶺市、玉環縣和瑞安市，占研究區總面積的12.11%。降水量為86.00～105.00 mm的中值區主要分布在浙江的北部、中部、中南部，占總面積的49.43%。

豐優9339分蘗期的降水量變動在22.00～94.00 mm。降水量在58.00～94.00 mm的高值區，分布在浙江省東部的大部分地區、中部和西北部部分地區，占研究區總面積的31.86%。降水量在22.00～40.00 mm的低值區，分布在磐安縣、嵊州市、新昌縣、舟山市的大部分地區，占研究區總面積的3.62%。大部分地區這階段的降水量都在40.00～58.00 mm之間，占研究區總面積的64.52%。

豐優9339拔節孕穗期的降水量變動在33.00～115.00 mm。降水量在74.00～115.00 mm的高值區主要分布在浙江省東部的大部分地區以及西北部的小部分地區，占研究區總面積的35.94%。降水量在33.00～54.00 mm的低值區主要分布在浙江省中西部地區，占研究區總面積的22.64%。浙江省北部及中部的大部分地區降水量在54.00～74.00 mm之間，占研究區總面積的41.42%。

豐優9339灌漿成熟期降水量變動在44.00～99.00 mm。降水量在71.00～99.00 mm的高值區主要分布在浙江省的東部沿海一帶，占研究區總面積的23.53%。降水量在44.00～56.00 mm的低值區主要分布在浙江省中西部和西南部的部分地區及北部的小部分地區，占研究區總面積的20.05%。大部分地區的降水量為56.00～71.00 mm，占研究區總面積的56.42%。

3 總結

1）浙江省雜交晚秈稻豐優9339各生育階段降水量均服從正態分布。水稻各生育階段降水量的變異系數以分蘗期降水量為最大，達29.22%。播種育苗期降水量的變異系數最小，為16.47%。

2）豐優9339播種育苗期和灌漿成熟期降水量的理論模型都為高斯模型，而分蘗期和拔節孕穗期降水量則都為指數模型。豐優9339各生育期降水量的C0/（C0+C1）在0.780～0.984之間，具有很強的空間相關性。各生育期降水量的變程在673 800～2 251 800 m之間，以拔節孕穗期降水量的變程最少，只有673 800 m；以播種育苗期降水量的變程最大，為2 251 800 m。

3）豐優9339播種育苗期大部分地區的降水量為86.00～105.00 mm，占研究區總面積的49.43%。分蘗期大部分地區的降水量為40.00～58.00 mm，占研究區總面積的64.52%。拔節孕穗期大部分地區的降水量為54.00～74.00 mm，占研究區總面積的41.42%。灌漿成熟期大部分地區的降水量為56.00～71.00 mm，占研究區總面積的56.42%。

參考文獻：

[1] 遲俊民，鄭恩玉，柯惠英，等.浙江省單季稻節水灌溉試驗研究[J].灌溉排水學報，2007，26（3）：23-26.

[2] 桑久仁，陶明華.水稻灌溉制度試驗研究[J].東北水利水電，1993（3）：29-31.

[3] 藺萬煌，孫福增，彭克勤，等.洪澇脅迫對水稻產量及產量構成因素的影響[J].湖南農業大學學報，1997，23（1）：50-54.

[4] 金干瑜，歐陽由男.我國發展節水型稻作的若干問題探討[J].中國稻米，1999（1）：9-12.

[5] 吳利紅，毛裕定，苗長明，等.浙江省晚稻生產的農業氣象災害風險分布[J].中國農業氣象，2007，28（2）：217-220.

[6] 馬友平.恩施土壤全硒含量分布的研究[J].核農學報，2010， 24（3）：580-584.

[7] 陳海生，嚴力蛟，徐 奐，等.基于地統計分析及GIS的河南省烤煙大田生長期太陽總輻射空間變異性研究[J].核農學報，2013，27（5）：673-680.

[8] 黃萍萍，李占斌，徐國策，等.基于田塊尺度的丹江上游坡改梯土壤養分空間變異性研究[J].西安理工大學學報，2013，29（3）：307-313.