氣象因子對湟源種植區蠶豆產量的影響

張世棟 李軍 黃晨

摘要 ? ?為研究各氣象因子對蠶豆年度產量的影響程度，利用1986—2007年、2010—2016年湟源縣農業氣象觀測站蠶豆觀測地段產量資料和湟源縣氣象站的氣象資料，分析了各氣象因子與蠶豆產量的相關性。結果表明，各種氣象因子影響產量波動從大到小依次是6—8月累計降水量、≥0 ℃積溫、氣溫日較差、累計日照時數、日平均地溫、日平均氣溫、日平均空氣相對濕度。5—8月累計降水量與產量的相關系數為0.477 0，達到極顯著水平;偏相關系數為0.446 0，達到極顯著水平。5—8月累計降水量對產量有最大的直接正相關（0.478 0），可導致蠶豆年度間產量波動幅度為33.2%。

關鍵詞 ? ?氣象因子;蠶豆;產量波動;累計降水量;青海湟源

中圖分類號 ? ?S529 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）20-0009-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?In order to study the influence of meteorological factors on the annual yield of broad bean，the correlation between meteorological factors and yield of broad bean was analyzed based on the yield data of the observation area of Huangyuan Agrometeorological Observatory and the meteorological data of Huangyuan Meteorological Station from 1986 to 2007 and 2010 to 2016.The results showed that the order of different meteorological factors was as follows：cumulative precipitation in June-August，≥0 ℃ cumulative temperature，daily temperature difference，cumulative sunshine hours，daily average ground temperature，daily average temperature and daily average air relative humidity. The correlation coefficient between cumulative precipitation from May to August and yield was 0.477 0，reaching a very significant level，and the partial correlation coefficient was 0.446 0，reaching a very significant level.The cumulative precipitation from May to August had the greatest direct positive correlation with yield（0.478 0），which could lead to the fluctuation range of broad bean annual yield of 33.2%.

Key words ? ?meteorological factor;broad bean;yield fluctuation;cumulative precipitation;Huangyuan Qinghai

湟源縣地處日月山脈東麓，湟水河上游，是東部農業區與西部牧業區的結合部，總面積1 509 km2，平均海拔2 690 m。湟源縣適宜蠶豆種植的地區在中南部部分地區，其余區域由于海拔較高，熱量條件不能滿足蠶豆生長發育的要求。蠶豆適宜種植區、可種植區的面積分別為35.87、394.53 km2，分別占湟源總面積的2.4%、26.3%。蠶豆產量高低不僅與品種、栽培技術有關，而且與氣候條件關系密切[1-2]。蠶豆年度產量受氣候條件的影響出現波動和起伏，分析各氣象因子對湟源種植區蠶豆產量的影響，對蠶豆穩產增收及防災減災具有一定的實際意義。

1 ? ?資料與方法

1.1 ? ?資料來源

1986—2007年、2010—2016年蠶豆的產量匯總資料、生育期資料，由湟源縣農業氣象觀測站、湟源縣統計局提供;2010—2016年氣象資料，由湟源縣氣象局提供。

1.2 ? ?統計分析方法

應用SPSS 22.0中文版軟件對數據進行統計分析，計算氣象因子間、氣象因子與產量間的相關系數、偏相關系數和通徑系數[3-4]，并進行顯著性檢驗，求得回歸方程。研究項目包括蠶豆平均單產（Y），湟源縣農業氣象觀測站觀測地段和湟源縣統計局蠶豆單產匯總后的平均產量;日平均氣溫（X1），6—8月（蠶豆開花至成熟期）日平均氣溫;日平均地溫（X2），6—8月（蠶豆開花至成熟期）日平均地溫;日照時數（X3），6—8月（蠶豆開花至成熟期）累計日照時數;降水量（X4），5—8月（出苗至成熟期）累計降水量;氣溫日較差（X5），6—8月（蠶豆開花至成熟期）氣溫日較差;空氣相對濕度（X6），6—8月（蠶豆開花至成熟期）日平均空氣相對濕度;積溫（X7），4—8月（蠶豆播種—成熟整個發育期）≥0 ℃積溫。

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?氣象因子與蠶豆產量間的直線相關關系

從表1可知，各氣象因子與蠶豆產量（Y）都存在一定的直線相關關系，但相關系數最大的是5—8月累計降水量（X4），相關系數為0.477;其次是4—8月（≥0 ℃）積溫（X7），相關系數為0.416。二者與蠶豆產量均達到極顯著正相關，說明5—8月累計降水量大加上4—8月≥0 ℃積溫高有利于蠶豆高產。6—8月累計日照時數（X3）與蠶豆產量達顯著負相關，相關系數為-0.300，說明6—8月累計日照時數過大不利于高產。6—8月日平均空氣相對濕度（X6）、6—8月氣溫日較差（X5）與蠶豆產量存在正相關關系，但未達到顯著水平。6—8月日平均氣溫（X1）與蠶豆產量存在負相關關系，但也未達到顯著水平。上述結果說明，5—8月累計降水量多、4—8月≥0 ℃積溫高、6—8月累計日照時數少，6—8月日平均空氣相對濕度大、6—8月氣溫日較差大是5個有利于蠶豆高產的氣象因子。

2.2 ? ?氣象因子與蠶豆產量的偏相關關系

從表2可知，氣象因子與蠶豆產量間的偏相關系數最大的是5—8月累計降水量（X4），偏相關系數為0.446，達到極顯著水平，說明5—8月累計降水量對于蠶豆增產的貢獻最大;其次是4—8月≥0 ℃積溫（X7），偏相關系數為0.416;6—8月日平均空氣相對濕度（X6），偏相關系數為0.308;6—8月日平均地溫（X2），偏回歸系數為0.011，三者對蠶豆產量具有正向作用，但未達到顯著水平，說明4—8月≥0 ℃積溫、6—8月日平均空氣相對濕度、6—8月日平均地溫對于蠶豆產量也有一定的貢獻。6—8月累計日照時數（X3）偏相關系數為-0.174、6—8月氣溫日較差（X5）偏回歸系數是-0.166、6—8月日平均氣溫（X1）偏相關系數為-0.070，三者與蠶豆產量均為負相關關系，但都未達到顯著水平，說明6—8月累計日照時數多、6—8月氣溫日較差大、6—8月日平均氣溫高，對蠶豆產量有一定的不利影響。

2.3 ? ?氣象因子與蠶豆產量的間的通徑分析

從表3可知，5—8月累計降水量（X4）對產量（Y）有最大的直接正相關（X4→X4→Y=0.478 0），其間接效應主要是通過6—8月日平均氣溫（X1）（X4→X1→Y=0.048 8）、6—8月日平均空氣相對濕度（X6）（X4→X6→Y=0.036 7）、6—8月日平均地溫（X2）（X4→X2→Y=-0.066 5）和6—8月氣溫日較差（X5）（X4→X5→Y=-0.046 4）共同實現的，前兩者為正相關，后者為負相關。4—8月≥0 ℃積溫（X7）對Y有較大的直接正相關（X7→X7→Y=0.273 0），其間接效應是通過6—8月日平均地溫（X2）（X7→X2→Y=-0.088 2）、6—8月累計日照時數（X3）（X7→X3→Y=-0.062 6）和6—8月氣溫日較差（X5）（X7→X5→Y=-0.083 5）來共同實現的，前兩者為正相關，后者為負相關。6—8月日平均地溫（X2）對產量Y有較大的直接正相關（X2→X2→Y=-0.158 0），其間接效應主要是通過4—8月≥0 ℃積溫（X7）（X2→X7→Y=0.152 3）和5—8月累計降水量（X4）（X2→X4→Y=-0.201 2）來實現的，前者為正相關，后者為負相關。6—8月日平均空氣相對濕度（X6）對產量同樣具有較大的直接正相關（X6→X6→Y=-0.149 0），其間接效應主要是通過4—8月≥0 ℃積溫（X7）（X6→X7→Y=0.118 5）、5—8月累計降水量X4（X6→X4→Y=0.117 6）和6—8月平均氣溫日較差（X5）（X6→X5→Y=-0.144 4）來共同實現的，前兩者為正相關，后者為負相關。6—8月氣溫日較差（X5）對產量（Y）有最大的直接負相關（X5→X5→Y=-0.213 0），說明6—8月氣溫日較差大對產量有不利影響，其間接效應主要是通過4—8月≥0 ℃積溫（X7）（X5→X7→Y=0.107 0）、5—8月累計降水量（X4）（X5→X4→Y=0.106 2）和6—8月日平均空氣相對濕度（X6）（X5→X6→Y=0.101 0）共同來實現的，三者均為正相關。6—8月累計日照時數（X3）對產量具有一定的直接負相關（X3→X3→Y=-0.062 6），說明6—8月累計日照時數偏大對增產有不利影響，其間接效應主要是通過4—8月≥0 ℃積溫（X7）（X3→X7→Y=-0.092 2）實現的，具有較大的間接負相關。6—8月日平均氣溫（X1）對產量（Y）有較弱的直接負相關（X1→X1→Y=-0.115 0），說明6—8月日平均氣溫偏大不利于產量的提高，其間接效應主要是通過5—8月累計降水量（X4）（X1→X4→Y=-0.106 2）實現的，具有較大的間接負相關。

上述分析表明，5—8月累計降水量無論是對蠶豆產量的直接效應，還是其他氣象因子通過其產生的間接效應都是最大的，說明5—8月累計降水量是引起蠶豆年度間產量波動最主要的氣象因子;6—8月日平均地溫、6—8月日平均空氣相對濕度、4—8月≥0 ℃積溫對蠶豆年度間產量波動也有一定的正向作用。6—8月氣溫日較差對蠶豆年度間產量波動有較大的負向作用。6—8月累計日照時數和6—8月日平均氣溫對蠶豆年度間產量波動也有一定的負向作用，說明適度的累計日照時數及較低的日平均氣溫對增產是有利的。

2.4 ? ?蠶豆產量與7個主要氣象因子的多元線性回歸分析

對蠶豆產量與7個主要氣象因子進行多元線性回歸分析得到回歸方程：

Y=-211.48-158.761X1+173.657X2-3.435X3+10.182X4-214.469X5+39.469X6+2.28X7

其中：X1∈（12.2，15.9），X1=13.75（℃）;X2∈（17.3，21.5），X2=19.34（℃）;X3∈（510.9，739.9），X3=636.03（h）;X4∈（182.6，393.6），X4=299.83（mm）;X5∈（11.2，15.4），X5=13.83（℃）;X6∈（64.0，79.0），X6=72.58（%）;X7∈（1 864.4，2 341.6），X7=2 082.62（℃）;Y∈（4 500.00，9 375.00），Y=6 477.66（kg/hm2）。

在每個自變量取值區間內，導致蠶豆產量波動幅度最大的是5—8月累計降水量（X4），為33.2%;其次是4—8月 ≥0 ℃積溫（X7），導致蠶豆產量波動幅度為16.7%;6—8月氣溫日較差（X5）導致蠶豆產量波動幅度為13.9%;6—8月累計日照時數（X3）導致蠶豆產量波動幅度為12.1%;6—8月日平均地溫（X2）導致蠶豆產量波動幅度為11.3%;6—8月日平均氣溫（X1）導致蠶豆產量波動幅度為9.1%;6—8月日平均空氣相對濕度（X6）導致蠶豆產量波動幅度為9.1%。說明5—8月累計降水量是導致蠶豆產量波動最重要的氣象因子。

3 ? ?結論

氣象因子對蠶豆產量形成有不同程度的影響[5]，其中：導致蠶豆產量年度間波動最大的是5—8月累計降水量;然后依次是4—8月≥0 ℃積溫、6—8月氣溫日較差、6—8月累計日照時數、6—8月日平均地溫、6—8月日平均氣溫、6—8月日平均空氣相對濕度。在蠶豆生長發育期若出現干旱、低溫冷害、高溫熱害、陰雨寡照、大風暴雨、霜凍等氣象災害，會對蠶豆產量的形成產生很大的負面影響，嚴重時造成減產甚至絕收。為此，氣象部門應及時預測、預報和預警，種植戶采取相應的農業措施來降低蠶豆產量波動，以達到穩產增產的目的[7]。

4 ? ?參考文獻

[1] 徐洪琦，郭建華.南通地區蠶豆生產的氣候條件分析[J].作物雜志，1986（2）：32-33.

[2] 吳錫武.蠶豆的農業氣象條件和產量分析[J].甘肅氣象，1985（增刊1）：24-26.

[3] 杜家菊，陳志偉.使用SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J].生物學通報，2010，45（2）：4-6.

[4] 黃大明，丁宏大，顧見勛，等.雜交中秈稻年度間產量波動與氣象要素的相關性分析[J].中國稻米，2018，24（3）：55-57.

[5] 王輝，王鵬云，曾艷，等.昆明蠶豆氣候因子適宜性分析[J].農業科學與技術，2014，15（5）：870-873.

[6] 余莉，張時龍，李清超，等.蠶豆產量及主要農藝性狀的相關及灰色關聯度分析[J].湖北農業科學，2017，56（1）：18-20.

[7] 姜世中.氣象學與氣候學[M].北京：科學出版社，2019.