昌吉市冬小麥產量與氣象條件的關系研究

劉海紅

摘要 采用1988—2015年昌吉市臺站氣候觀測資料與冬小麥產量數據，運用直線滑動平均法、調和權重法等對產量趨勢模擬預測，運用SPSS2.0軟件對冬小麥氣象產量進行回歸分析，得到昌吉市冬小麥趨勢產量、預報產量方程，得出冬小麥年景產量趨勢預報準確率較高，可為合理澆灌、精確估產、科學評價及人工增雨服務提供可靠技術依據。

關鍵詞 冬小麥；直線滑動平均模擬；調和權重；趨勢產量；氣象產量；模型檢驗；新疆昌吉

中圖分類號 S16；S512 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0202-01

1 資料概況與研究方法

氣象條件變化可引起糧食單產出現年際波動。冬小麥是昌吉市主要糧食作物之一，通常9月下旬至10月上旬播種，次年7月底至8月初收獲，全生育期202 d。選取1981—2010年新疆氣象信息中心地面氣象資料、1993—2015年小麥生育期資料、1993—2011年昌吉市冬小麥產量資料。將糧食單產分解為3個部分，即y=yt+yw+ε，y為糧食實際單產，yt為趨勢產量，yw氣象產量，ε為隨機誤差（可忽略）；利用年直線滑動平均模擬法計算趨勢產量yt，用實際產量y減去趨勢產量yt可得氣象產量yw，滑動時段值取18年，利用回歸方程剔除變量并檢驗。

2 結果與分析

2.1 氣象產量與氣象因子相關性

2.1.1 冬小麥產量與日照條件關系。冬小麥喜溫涼，屬長日照作物，昌吉市冬小麥生長期內有較強的太陽輻射和充足的光照，有利于冬小麥生長發(fā)育及產量形成[1-2]。冬小麥氣候產量與11月上旬日照時數相關系數為-0.37（可信度為0.10），成負相關，昌吉市光能資源豐富，可充分利用光能資源發(fā)掘冬小麥單位面積高產潛力。

2.1.2 冬小麥產量與溫度條件關系。秋季日平均氣溫17～18 ℃開始播種冬小麥，6 d出苗，8 d齊苗。昌吉市9月上旬到下旬中為冬小麥的適播期，個別年份秋季降溫早，提前入冬，導致積溫不足，難以形成壯苗；若有秋旱或夏秋連旱，會延遲播期，未形成壯苗即進入越冬期。因此，秋季氣候條件適宜與否直接影響冬小麥產量[3-4]。

冬小麥在3月中旬到5月上旬進入返青拔節(jié)期，此時幼穗分化，是有效穗數和穗粒數形成期，春旱不利于冬小麥生長；冬小麥5月中旬到6月上旬為開花灌漿期，氣候對穗粒數、穗粒重影響較大，水分充足、溫暖濕潤、日照充足有利于冬小麥高產[5-7]。個別年份遇高溫干旱，若極端最高氣溫 >35 ℃，出現干熱風天氣會導致大幅減產。

2.1.3 冬小麥產量與水分條件。昌吉市冬小麥生育期內降水量129.8 mm，且降水時空分布不均，冬小麥主要靠河水與井水灌溉，較大降水能增加土壤含水量，促使冬小麥增產[8]。用各月降水量與產量作計算，冬小麥氣候產量與4月降水量相關系數達0.625，5月達0.437（信度>0.05），顯著相關。昌吉市冬季寒冷漫長，有5 cm以上雪層覆蓋對冬小麥越冬有利。最大積雪深度與冬小麥氣候產量相關系數為0.432（可信度0.05）。

2.2 氣象產量與氣象因子回歸方程

運用SPSS統(tǒng)計軟件，選擇冬小麥生育期所有氣象要素與氣象產量，用逐步回歸方法挑選對氣象產量貢獻最大的因子建立昌吉市冬小麥氣象產量多元回歸方程：

y=-90.122 7+2.514 3x-2.161 0x1（1）

R=0.75，F=13.41>F（0.01）=5.72。其中y為氣象產量，x為當年4月相對濕度；x1為當年3月極端最高氣溫。

2.3 產量模擬

冬小麥實際產量分解為趨勢產量、氣象產量和隨機產量（可忽略），表示為：

y=yt+yw（2）

式中，y為實際產量，yt為趨勢產量，yw為氣象產量。

設A為趨勢產量，B為氣象產量，C為訂正系數，模式預報方程為y=A+B+C。

2.3.1 趨勢產量模擬。采用直線滑動平均結合調和權重法進行趨勢產量模擬和預報。設某階段線性趨勢方程為：

yi（t）=ai+bit（3）

式中，i為方程個數，i=n-k+1，n為樣本序列個數；t為時間序號；k為步長。利用昌吉市1988—2015年冬小麥產量數據，取滑動步長18年，求得5個線性方程，計算各方程在t點的函數值y（t），求出各t點上多個函數值平均值得到趨勢產量yt，分離出氣象產量yw，依次求算出趨勢產量年增長量。

2.3.2 趨勢產量預報模擬方程訂正及2015年產量預報。使用處理后的相對平均公頃產量，結合實際產量和處理后產量差值922.5 kg/hm2，訂正系數922.5 kg/hm2。設A為趨勢產量，B為氣象產量，C為訂正系數，則模式預報方程為y=A+B+C。

用調和權重法計算2015年趨勢產量預報值y（t+1）=yt+w。

式中y（t+1）為趨勢產量預報值，yt為前一年趨勢產量，w為平均增長量。

昌吉市2015年趨勢產量預報5 940 kg/hm2，將2015年氣象實況值代入方程（1），得氣象產量預報值29.8，把A、B、C值代入方程（2），得冬小麥2015年平均產量6 000 kg/hm2，預報結果較實況偏少60 kg/hm2，可見昌吉市趨勢產量模擬預報較成功。

（下轉第205頁）

（上接第202頁）

2.3.3 預報2016年昌吉市冬小麥平均產量。根據趨勢產量

模擬步驟，得到昌吉市2016年趨勢產量為A=4 098 kg/hm2。將2016年氣象實況值代入（1）得氣象產量為B=112.5 kg/hm2，最后得出2016 年冬小麥平均產量預報值y=4 098 kg/hm2+112.5 kg/hm2+922.5 kg/hm2=5 133 kg/hm2，實況6 045 kg/hm2，誤差15.1%，達到作物產量預報準確級標準。

3 結論

（1）采用直線滑動平均結合調和權重法作趨勢產量模擬和預報，該方法成功應用于昌吉市冬小麥產量預報預測，可為其他農作物產量預測提供參考。

（2）根據冬小麥生育時段選取氣象因子作回歸分析，獲取到擬合度較高的氣象產量預測方程，回歸顯著，預測結果準確率高。

4 參考文獻

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