基于灰色關(guān)聯(lián)的河曲縣糜子產(chǎn)量分析

張瑩，裴梓淇

（山西省河曲縣氣象局，山西河曲 036500）

糜子（Panicum miliaceum），也名黍，是我國“五谷”之一，其生育期較短，具有耐旱、耐貧瘠等特性，因此在干旱、半干旱地區(qū)具有明顯的地域性生產(chǎn)優(yōu)勢[1]。山西晉西北地區(qū)多種植春糜子，是當?shù)鼐用竦闹饕Z食作物，如何保證產(chǎn)量不斷增長是人們最關(guān)注的問題。文中運用灰色關(guān)聯(lián)度分析不同氣象因子對糜子產(chǎn)量的影響，以期篩選出各個重要階段關(guān)聯(lián)度高的氣象因子，建立產(chǎn)量預報模型，為農(nóng)民科學合理種植，政府決策提供科學依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

研究中所采用的的氣象資料為河曲縣地面觀測站2001—2015 年共15 年的月平均氣溫、月平均最高氣溫、月平均最低氣溫、降水量、日照等地面觀測資料，糜子產(chǎn)量資料來源于河曲縣統(tǒng)計局。

1.2 研究方法

灰色關(guān)聯(lián)分析法[2-3]，是對于2 個系統(tǒng)之間的因素，其隨時間或不同對象而變化的關(guān)聯(lián)性大小的量度，稱為關(guān)聯(lián)度。在系統(tǒng)發(fā)展過程中，若2 個因素變化的趨勢具有一致性，即同步變化程度較高，即可謂二者關(guān)聯(lián)程度較高；反之則較低。因此，灰色關(guān)聯(lián)分析方法是以因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度，亦即“灰色關(guān)聯(lián)度”，作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法。具體計算步驟如下：

（1）確定反映系統(tǒng)行為特征的參考序列Xi（k）和影響系統(tǒng)行為的比較序列Xi（k），采用均值法對數(shù)據(jù)進行無量綱化，公式為：

（2）計算比較序列與參考序列的絕對差值，公式為：

Δi（k）=｜x0（k）-xi（k）｜（2）

（3）計算關(guān)聯(lián)系數(shù)，ρ 為分辨系數(shù)，通常取ρ=0.5，公式為：

（4）計算灰色關(guān)聯(lián)度，公式為：

運用SPSS 軟件，建立糜子產(chǎn)量與篩選出的最優(yōu)影響氣象因子指標集的多元線性回歸方程，得到糜子產(chǎn)量預報模型。多元線性回歸模型公式：

2 結(jié)果與分析

2.1 建立糜子產(chǎn)量與平均氣溫的灰色關(guān)聯(lián)分析

糜子6 月為出苗期，7 月為拔節(jié)、抽穗期，8 月為乳熟期，9 月為成熟期，不同生育期的氣象條件對糜子生長發(fā)育有不同影響，文中選取6—9 月共4 個月的氣象數(shù)據(jù)進行研究。

總體來看，河曲縣歷年6—9 月氣溫總體比較穩(wěn)定，小范圍存在波動，為研究平均氣溫的波動是否會對產(chǎn)量產(chǎn)生影響，文中根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析方法對糜子產(chǎn)量與月平均氣溫進行計算，得到關(guān)聯(lián)度如表1 所示。從中可以看出，河曲縣糜子產(chǎn)量與各月平均氣溫有較高的關(guān)聯(lián)性，且關(guān)聯(lián)性基本接近，說明糜子全生育期平均氣溫對產(chǎn)量都有較大影響。糜子是喜溫作物，不耐寒，出苗時最低溫度為8℃～10℃，最高為35℃～40℃，以20℃～30℃最適宜[4]，河曲縣2001—2015 年6 月平均氣溫為20.6℃～24.3℃，滿足糜子出苗溫度要求。糜子抽穗至成熟期溫度低于16℃會延遲成熟，能耐38℃～40℃高溫，灌漿期適宜溫度為20℃左右[5]；河曲縣2001—2015 年7 月平均氣溫為22.8℃～26.0℃之間，8 月平均氣溫為20.1℃～22.9℃，滿足糜子抽穗至成熟期的溫度要求。河曲縣糜子多數(shù)為中熟品種，其整個生育期所需活動積溫為1 590℃～2 100℃[6]，河曲縣2001—2015 年糜子全生育期≥10℃活動積溫為2 479.9℃～2 735.9℃，充分滿足其生長需要。河曲縣6—9 月的溫度條件均滿足糜子各個生育期的溫度要求，對產(chǎn)量的形成有利。

2.2 建立糜子產(chǎn)量與平均最高、最低氣溫的灰色關(guān)聯(lián)分析

河曲縣歷年6—9 月平均最高、最低氣溫總體比較穩(wěn)定，小范圍存在波動，為研究平均最高、最低氣溫的波動是否會對產(chǎn)量產(chǎn)生影響，文中根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析方法對糜子產(chǎn)量與月平均最高、最低氣溫進行計算，得到關(guān)聯(lián)度如表1 所示。從中可以看出，河曲縣糜子產(chǎn)量與各月平均最高、最低氣度有較高的關(guān)聯(lián)性，且最低氣溫的關(guān)聯(lián)度整體高于最高氣溫，這是由于糜子是喜溫、耐旱作物，關(guān)聯(lián)度最高的為7 月平均最低氣溫，最低的為7 月平均最高氣溫。7 月為糜子拔節(jié)期和抽穗期，是生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，糜子為喜溫作物，對低溫比較敏感，如果氣溫偏低，則會造成糜子生長發(fā)育減慢，對產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。

表1 河曲縣糜子產(chǎn)量與各月平均氣溫灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

2.3 建立糜子產(chǎn)量與降水的灰色關(guān)聯(lián)分析

河曲縣歷年6—9 月降水量總體波動變化比較大，為研究這種波動對糜子產(chǎn)量產(chǎn)生的影響，文中將根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析方法對糜子產(chǎn)量與月降水量進行計算，得到關(guān)聯(lián)度如表2 所示。從中可以看出，河曲縣糜子產(chǎn)量與各月降水量有很高的關(guān)聯(lián)性，關(guān)聯(lián)度最高的為7 月降水量，最低的為9 月降水量。7 月是糜子拔節(jié)期和抽穗期，該時期水分需求較大，直接影響糜子的最終產(chǎn)量，9 月是糜子成熟期，此時糜子灌漿已經(jīng)基本完成，并且糜子是耐旱作物，后期需水量不高，所以9 月降水量的變化對糜子的產(chǎn)量影響較小。

2.4 建立糜子產(chǎn)量與日照的灰色關(guān)聯(lián)分析

河曲縣歷年6—9 月日照時數(shù)總體比較穩(wěn)定，小范圍存在波動，為研究這種波動是否會對產(chǎn)量產(chǎn)生影響，文中根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析方法對糜子產(chǎn)量與月日照時數(shù)進行計算，得到關(guān)聯(lián)度如表2 所示。從中可以看出，河曲縣糜子產(chǎn)量與各月日照有較高的關(guān)聯(lián)性，關(guān)聯(lián)度最高的為9 月日照，其次是8 月日照。糜子為喜光短日照作物，12～14 h光照有利于其生長[7]，8、9 月份正值糜子灌漿成熟期，是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期，日照過長會延長生育期，影響結(jié)實。

表2 河曲縣糜子產(chǎn)量與各月降水量、日照時數(shù)灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

2.5 建立河曲縣糜子產(chǎn)量預報模型

運用SPSS 軟件，構(gòu)建河曲縣糜子產(chǎn)量與篩選出的氣象因子進行多元線性回歸分析，得到線性方程：y=-7 765.092+14.822 x1+17.879 x2+8.928 x3-154.896 x4-0.797 x5-17.764 x6+39.251 x7+65.132 x8，其中x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8分別為出苗期降水量，出苗期日照時數(shù)，拔節(jié)抽穗期降水量，拔節(jié)抽穗期平均最低氣溫，乳熟期降水量，乳熟期日照時數(shù)，成熟期降水量，成熟期日照時數(shù)，y 為糜子產(chǎn)量。

3 結(jié)論

（1）糜子產(chǎn)量分析結(jié)果表明，糜子生育期月平均最低氣溫對糜子產(chǎn)量影響較大，糜子是喜溫作物，具有較強的抗熱性，糜子整個生育期需要較高的溫度，相反，低溫會導致糜子發(fā)育受限，嚴重會導致減產(chǎn)。

（2）糜子生育期降水量對糜子產(chǎn)量影響很大，尤其是前期，這是由于糜子雖然是耐旱作物，但是前期也需保證一定的降水滿足其出苗、拔節(jié)和抽雄，后期需水量減少，這也是糜子比其他作物耐旱的特性之一。

（3）糜子生育期日照對糜子產(chǎn)量影響較大，糜子是喜光短日照作物，在滿足其生長發(fā)育所需光照條件內(nèi)，充足的日照可以促進糜子生長發(fā)育，有利于籽粒的形成，對產(chǎn)量有利。

（4）糜子產(chǎn)量預報結(jié)果表明，糜子在拔節(jié)抽穗期，氣溫過低會導致減產(chǎn)，種植戶要注意氣溫變化，必要時采取控溫措施。乳熟期降水越多，日照越長也會導致減產(chǎn)，種植戶要加強田間管理，做好整渠排水工作。