中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量豐欠氣象指標研究

龐婷婷 康文娟 毛萬忠

摘要? ? 本文利用中衛(wèi)市1999—2018年旬平均氣溫、旬降水量、旬日照時數(shù)等氣象要素及沙坡頭區(qū)玉米單產(chǎn)資料，采用5年滑動平均法、氣候傾向率法、SPSS軟件等，分析影響沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量豐欠的氣象要素，確定能綜合評判玉米產(chǎn)量豐欠的氣象因子，并對氣象因子進行標準化處理和組合，得出影響玉米產(chǎn)量豐欠氣象指標。結(jié)果表明，影響玉米產(chǎn)量1旬的氣象因子有4月下旬氣溫、9月上旬氣溫、6月上旬日照;影響玉米產(chǎn)量連續(xù)2旬的氣象因子有8月下旬至9月上旬氣溫;影響玉米產(chǎn)量連續(xù)3旬的氣象因子有8月中旬至9月上旬氣溫。建立的1級、2級、3級評判玉米產(chǎn)量的氣象指標準確率分別為75%、65%、55%。根據(jù)疊加原則，最終研究確定的評判沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量的豐欠指標，在判斷氣象條件對玉米生育利弊方面，其準確率可達80%。

關(guān)鍵詞? ? 玉米;氣象因子;豐欠指標;產(chǎn)量;寧夏中衛(wèi);沙坡頭區(qū)

中圖分類號? ? S513;S162.5? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）05-0022-02

玉米屬于禾本科玉米屬作物，是一種喜溫、喜光、高光效的C4作物[1]。近年來，灌區(qū)玉米種植面積不斷擴大，尤其是沙坡頭區(qū)玉米種植面積每年達到1.2萬hm2左右。玉米作為沙坡頭區(qū)主要糧食作物之一，其豐欠直接關(guān)系到當?shù)貒窠?jīng)濟收入與年景好壞。為此，本文在分析不同氣候條件對玉米產(chǎn)量影響的基礎(chǔ)上，研究能綜合評判玉米產(chǎn)量豐欠的氣象指標，以期為玉米生產(chǎn)趨利避害、創(chuàng)豐收提供氣象依據(jù)。

1? ? 資料與方法

1.1? ? 數(shù)據(jù)來源

本文所用的氣象資料來源于中衛(wèi)國家基本氣象站1999—2018年的旬平均氣溫、旬降水量、旬日照時數(shù)及其2～3旬的組合。所用的產(chǎn)量資料為1999—2018年沙坡頭區(qū)玉米單位面積產(chǎn)量，由中衛(wèi)市統(tǒng)計局提供。

1.2? ? 分析方法

利用5年滑動平均法求得沙坡頭區(qū)1999—2018年玉米逐年趨勢產(chǎn)量[2]，即：

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 產(chǎn)量分析

由表1可知，1999年、2001年、2005年、2006年、2013年、2014年、2015年及2016年均為欠產(chǎn)年，20年中出現(xiàn)了8次，占40%;其余的年份均為豐產(chǎn)年，占60%。

2.2? ? 氣象因子篩選

由于玉米的整個生育期在4—9月，在此利用4—9月的平均氣象要素與氣象產(chǎn)量Ym（i）進行相關(guān)性分析和檢驗[3]，分別篩選出1旬、連續(xù)2旬、連續(xù)3旬條件下產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)通過0.05顯著性水平檢驗的氣象因子（表2、圖1～5）?？梢钥闯?，影響玉米產(chǎn)量1旬的氣象因子有4月下旬氣溫、9月上旬氣溫、6月上旬日照;影響玉米產(chǎn)量連續(xù)2旬的氣象因子有8月下旬至9月上旬氣溫;影響玉米產(chǎn)量連續(xù)3旬的氣象因子有8月中旬至9月上旬氣溫。

2.3? ? 玉米豐欠氣象指標的確定

利用標準化后的數(shù)據(jù)進行分析。數(shù)據(jù)標準化的方法有很多種，這里選用“Z-score標準化”法進行標準化處理[4]。

Aij=（Xij-Xi）/Si? ? ? ? ? ? （3）

式中，Xij為實際變量值，Aij為標注化后的變量值，Xi為各變量的算術(shù)平均值，Si為標準差。

標準化處理過程中，將逆指標前的正負號對調(diào)。標準化后的變量值圍繞0上下波動，小于0說明低于平均水平，大于0說明高于平均水平。

2.3.1? ? 玉米豐欠1級氣象指標的確定。利用公式（3）對影響沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量的1旬氣象因子進行標準化處理，將處理后的各因子相加得出影響產(chǎn)量豐欠的1級氣象指標為

當Q1（i）>0時，說明氣象條件對玉米生長有利，為豐產(chǎn)年;當Q1（i）=0時，為平年;當Q1（i）<0時，說明氣象條件對玉米生長不利，為欠產(chǎn)年。

利用公式（4）對沙坡頭區(qū)1999—2018年的氣象條件進行計算，結(jié)果見表3。其中，Ym表示玉米氣象產(chǎn)量，反映玉米產(chǎn)量的豐欠;Q1表示影響玉米產(chǎn)量的1級氣象指標;A1、A2、A3分別表示標準化處理后沙坡頭區(qū)4月下旬氣溫、9月上旬氣溫、6月上旬日照。對比Q1與Ym，準確率達75%。

2.3.2? ? 小麥豐欠2級和3級氣象指標的確定。利用同樣的方法，對影響沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量的連續(xù)2旬和連續(xù)3旬的氣象因子進行標準化處理，分別確定小麥豐欠2級指標Q2和3級指標Q3，計算結(jié)果見表4。對比Q2與Ym，準確率為65%;對比Q3與Ym，準確率為55%。

2.3.3? ? 沙坡頭區(qū)玉米豐欠指標的確定。在以上建立的1級、2級、3級氣象評判指標的基礎(chǔ)上，根據(jù)以下疊加原則，確定沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量豐欠指標Q（表5）。疊加原則：當Q1、Q2、Q3符號不全相同時，Q的符號取其中2項相同的符號;當Q1、Q2、Q3符號均相同，此符號即為Q的符號。

綜合分析可知，對比Q1與Ym，準確率達75%;對比Q2與Ym，準確率為65%;對比Q3與Ym準確率為55%;對比Q與Ym，準確率為80%。

3? ? 結(jié)論與討論

分析結(jié)果表明，1999—2018年20年來，影響沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量1旬的氣象因子有4月下旬氣溫、9月上旬氣溫、6月上旬日照;影響玉米產(chǎn)量連續(xù)2旬的氣象因子有8月下旬至9月上旬氣溫;影響玉米產(chǎn)量連續(xù)3旬的氣象因子有8月中旬至9月上旬氣溫。建立的1級、2級、3級評判玉米產(chǎn)量的氣象指標準確率分別為75%、65%、55%。根據(jù)疊加原則，最終研究確定的評判沙坡頭區(qū)玉米產(chǎn)量的豐欠指標，在判斷氣象條件對玉米生育利弊方面，其準確率可達80%。

利用沙坡頭區(qū)20年的旬平均氣溫、旬降水量、旬日照時數(shù)等氣象要素，并對氣象要素進行標準化處理再分析，準確率較高，對提高農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報和情報的業(yè)務(wù)水平有利[5]。本文的方法只能定性表述氣象條件對玉米產(chǎn)量豐欠的影響，還不能定量表述氣象條件對玉米產(chǎn)量豐欠的影響程度，這有待于今后進一步研究。另外，降水、光照也是影響玉米產(chǎn)量的重要氣象因素[6-9]，但文中所用的降水、光照及其2～3旬的組合數(shù)據(jù)與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)均未通過0.05顯著性水平檢驗，在今后的研究中，還需對方法進行改進和完善，提高指標準確率[10-12]。

4? ? 參考文獻

[1] 袁海燕，張曉煜，亢艷莉，等.寧夏灌區(qū)玉米產(chǎn)量與氣象因子關(guān)系初探[J].寧夏農(nóng)林科技，2007（4）：24-27.

[2] 王馥裳，李郁竹，王石立.農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量模擬與模型引論[M].北京：科學(xué)出版社，1990：40-45.

[3] 吳瑞芬，魏學(xué)占，王鵬飛，等.呼和浩特市春小麥產(chǎn)量豐欠氣象評判指標研究[J].內(nèi)蒙古氣象，2006，27（4）：27-29.

[4] 姜浩，韓穎娟，楊正興，等.平羅縣春小麥產(chǎn)量豐欠氣象指標研究[J].寧夏農(nóng)林科技，2017，58（7）：18-20.

[5] 馮定原.農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報和情報方法[M].北京：氣象出版社，1985.

[6] 張兵兵.利用播期研究氣候變化對玉米產(chǎn)量的影響[J].種子科技，2019，37（14）：7.

[7] 趙自強，程飛，常曉鵬.河南省夏玉米干旱天氣指數(shù)保險研究[J].河南教育學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，28（3）：27-31.

[8] 李炳軍，朱曉宵.基于區(qū)間灰關(guān)聯(lián)的玉米不同生長階段氣象因素對產(chǎn)量影響的量化分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2019，53（3）：459-465.

[9] 劉恩澤，劉麗萍，楊寶雯，等.扎蘭屯市玉米生產(chǎn)的主要氣象指標探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2016（8）：18-20.

[10] 王海梅，侯瓊，楊欽宇，等.基于生理指標確定河套灌區(qū)玉米春霜凍的氣象指標[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（6）：172-177.

[11] 林曉梅.我國玉米霜凍災(zāi)害致災(zāi)因子危險度評價：基于作物生育階段氣象指標[C]//中國地理學(xué)會.中國地理學(xué)會百年慶典學(xué)術(shù)論文摘要集，2009：138.

[12] 劉天增，曹衛(wèi)東.玉米倒伏的氣象指標與防御技術(shù)[J].河南農(nóng)業(yè)，2008（17）：17.