煙臺(tái)市小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)方法的研究與應(yīng)用

王 冰，宮國(guó)欽，陳立春

(1.山東省煙臺(tái)市氣象局，山東 煙臺(tái) 264003;2.山東省萊陽(yáng)市氣象局，山東 煙臺(tái) 265200)

1 引言

小麥產(chǎn)量序列存在明顯的波動(dòng)，與品種、土壤、天氣氣候條件、栽培技術(shù)等要素關(guān)系密切，可用定量的函數(shù)關(guān)系表示［1］。其中天氣氣候條件是影響小麥產(chǎn)量的重要原因，其對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響有滯后性;在一定范圍內(nèi)作物生長(zhǎng)具有準(zhǔn)同步性;大量的社會(huì)產(chǎn)量資料序列，隱含有大氣氣候條件對(duì)其影響的信息。我國(guó)自上世紀(jì)80年代就開始對(duì)主要作物進(jìn)行產(chǎn)量的分析與研究，并制作主要作物的產(chǎn)量預(yù)報(bào)［2］。我們通過(guò)煙臺(tái)當(dāng)?shù)氐臍庀笠蜃訉?duì)冬小麥產(chǎn)量的影響分析，建立趨勢(shì)產(chǎn)量方程，分離出小麥趨勢(shì)產(chǎn)量和氣候產(chǎn)量，再用氣候產(chǎn)量對(duì)應(yīng)年份的氣候因子建立氣候產(chǎn)量的預(yù)報(bào)方程，最終預(yù)報(bào)全市小麥產(chǎn)量，為政府和有關(guān)部門提供決策服務(wù)。

2 資料和方法

2.1 資料來(lái)源

本文冬小麥總產(chǎn)、單產(chǎn)、種植面積等資料來(lái)源于煙臺(tái)市統(tǒng)計(jì)局，小麥發(fā)育期間的降水、氣溫等地面觀測(cè)資料來(lái)源于煙臺(tái)市11個(gè)氣象站的氣象觀測(cè)記錄，并對(duì)其進(jìn)行處理，將11個(gè)氣象站的資料轉(zhuǎn)化為一個(gè)平均資料，記錄時(shí)間為1971—2010年。

2.2 選取因子

保證預(yù)報(bào)時(shí)效的基礎(chǔ)上，對(duì)若干因子與預(yù)報(bào)對(duì)象進(jìn)行逐步回歸后［3］，選取了相關(guān)性最好的因子，包括:當(dāng)年1－3月降水日數(shù)、當(dāng)年1月平均氣溫、當(dāng)年4月降水量、上年9－11月降水量、上年11月平均氣溫、上年12月－當(dāng)年2月0℃以上積溫度數(shù)統(tǒng)計(jì)和上年12月－當(dāng)年2月降水量。

2.3 處理和分析方法

影響小麥產(chǎn)量的因素很多，從對(duì)小麥產(chǎn)量影響時(shí)間演變特征來(lái)看，一般可以分為兩類:一是 時(shí)間作為自變量所推導(dǎo)出來(lái)的產(chǎn)量演變趨勢(shì)，一定程度上可近似反映出那些演變緩慢的自然產(chǎn)量的貢獻(xiàn)即趨勢(shì)產(chǎn)量;二是將實(shí)際產(chǎn)量減趨勢(shì)產(chǎn)量，便能顯示出自然因子(主要是氣象因子)對(duì)產(chǎn)量的影響，稱為氣象產(chǎn)量。趨勢(shì)產(chǎn)量有穩(wěn)定性和漸增性的特點(diǎn)，但小麥實(shí)際單產(chǎn)年際波動(dòng)大，因此在處理產(chǎn)量資料時(shí)分離趨勢(shì)、氣象產(chǎn)量所選用的方法非常重要。

確定的趨勢(shì)產(chǎn)量預(yù)報(bào)模式如下:

(復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.9471，方差 =0.3034，樣本數(shù)n=40)

式中:a為當(dāng)年1－3月降水日數(shù);b為當(dāng)年1月平均氣溫;c為當(dāng)年4月降水量;d為上年9－11月降水量;e為上年11月平均氣溫;f上年12月－當(dāng)年2月0℃以上積溫度數(shù)統(tǒng)計(jì);g為上年12月－當(dāng)年2月降水量。

對(duì)上述因子進(jìn)行回代檢驗(yàn)，結(jié)果是:趨勢(shì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率為92.5%，有7.5%的年份回代檢驗(yàn)誤差在2個(gè)等級(jí)以上。這些誤差較大的年份主要是4月中旬以后的氣象條件與常年?duì)顩r發(fā)生了明顯的差異。定量預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的產(chǎn)量與實(shí)產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)r=0.9471，平均相對(duì)誤差為7.7%。

3 2012年冬小麥產(chǎn)量預(yù)測(cè)

結(jié)合煙臺(tái)市統(tǒng)計(jì)局資料及上述煙臺(tái)冬小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)模型，得出如下結(jié)論:2012年全市小麥種植面積為170 600 hm2，較2011年的面積減少1 067 hm2。初步分析小麥產(chǎn)量定量預(yù)報(bào)為5 580 kg/hm2，較2011年單產(chǎn)增108 kg;與前5 a平均單產(chǎn)持平;總產(chǎn)為951 948 t，較2011年總產(chǎn)減9 748 t;較前5 a平均總產(chǎn)增28 973 t。

4 結(jié)論

2012年對(duì)所建立的預(yù)報(bào)模式進(jìn)行業(yè)務(wù)試用檢驗(yàn)，據(jù)煙臺(tái)市統(tǒng)計(jì)部門數(shù)據(jù)，全市2012年小麥單產(chǎn)386 kg，比去年增加21.3 kg。小麥單產(chǎn)與我們通過(guò)該模型計(jì)算加權(quán)后結(jié)果 5 580 kg/hm2，相差 －3.62%，通過(guò)了檢驗(yàn)。其產(chǎn)量趨勢(shì)預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際有一定的偏差，分析原因，可能由于預(yù)報(bào)需在5月上旬發(fā)布，而5月中旬以后的氣象條件對(duì)煙臺(tái)市冬小麥產(chǎn)量又有較大影響，如2012年前期的氣候條件對(duì)麥苗的生長(zhǎng)發(fā)育非常有利，苗情普遍偏好，但從5月中旬起至6月底，全市出現(xiàn)了歷時(shí)一個(gè)多月的干旱，降水較常年平均偏少近9成，影響了小麥產(chǎn)量。因此，不僅要依據(jù)前期天氣氣候條件作出預(yù)報(bào)，還應(yīng)結(jié)合未來(lái)天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)來(lái)訂正產(chǎn)量趨勢(shì)。總體來(lái)說(shuō)，模型應(yīng)用效果好，誤差較小，可滿足業(yè)務(wù)需要。

［1］郝立生，等.氣候變化對(duì)衡水小麥產(chǎn)量的影響［A］.中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)氣象分會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集［C］.2006.

［2］李淑霞，等.小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)方法初探［J］.中國(guó)管理科學(xué)，1985，6.

［3］王春乙，等.用帶周期分量的逐步回歸模型預(yù)測(cè)冬小麥產(chǎn)量的試驗(yàn)［J］. 氣象，1989，8.