陳海生++王素娜

摘要：應(yīng)用ArcGIS地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339生長(zhǎng)期降水量空間變異性，以期為浙江省水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供依據(jù)。結(jié)果表明，豐優(yōu)9339各生育期降水量的C0/（C0+C1）在0.780～0.984之間，具有較強(qiáng)的空間相關(guān)性。豐優(yōu)9339播種育苗期大部分地區(qū)的降水量為86.00～105.00 mm，占研究區(qū)總面積的49.43%。分蘗期大部分地區(qū)的降水量為40.00～58.00 mm，占研究區(qū)總面積的64.52%。拔節(jié)孕穗期大部分地區(qū)的降水量為54.00～74.00 mm，占研究區(qū)總面積的41.42%。灌漿成熟期大部分地區(qū)的降水量為56.00～71.00 mm，占研究區(qū)總面積的56.42%。

關(guān)鍵詞：地統(tǒng)計(jì)；豐優(yōu)9339；降水量

中圖分類號(hào)：S511.3+3；S511.2+1；P426.61+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）16-3904-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.018

Spatial Variability of Precipitation during Growth Period of Late Indica Hybrid Rice Fengyou 9339 in Zhejiang Province

CHEN Hai-sheng1，2，WANG Su-na1

（1.College of Resource and Environment Science， Pingdingshan University， Pingdingshan 467000， Henan， China；

2.Department of Water Conservancy， Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology， Hangzhou 311231， China）

Abstract： Geostatistics methods and geographic information system（GlS） techniques were applied to study the spatial variability of precipitation during growth period of late indica hybrid rice Fengyou 9339 in Zhejiang province. The results showed the C0/（C0+C1）of precipitation during rice growth in the fields was 0.780～0.984， indicating a strong spatial correlation in the study regions. Precipitation during rice sowing and seedling stage was 86.00～105.00 mm， occupying 49.43% of the whole regions. Precipitation during rice tillering stage was 40.00～58.00 mm， occupying 64.52% of the whole regions. Precipitation during rice jointing-booting stage was 54.00～74.00 mm， occupying 41.42% of the whole regions. Precipitation during grain filling stage was 56.00～71.00 mm， occupying 56.42% of the whole regions.

Key words： geostatistics； Fengyou 9339； precipitation

水稻是浙江省的主要糧食作物，常年產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的80%以上。20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，浙江省的單季稻面積呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)[1]，目前單季稻已占水稻面積的70%。水是水稻體內(nèi)重要的組成物質(zhì)，并參與光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)等生理代謝活動(dòng)[2]。據(jù)研究[3，4]，水稻在返青期、減數(shù)分裂期、開(kāi)花、灌漿等生育期對(duì)干旱及淹水最敏感，對(duì)產(chǎn)量影響最嚴(yán)重。浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339生育期間的累年平均降水量基本能滿足其正常生長(zhǎng)的需水量，但由于浙江省位于東部沿海地區(qū)，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，在整個(gè)水稻生育期間降水量的時(shí)空分布極不均勻，很容易遭受暴雨洪澇等災(zāi)害影響，造成減產(chǎn)，危害糧食安全[5]。

豐優(yōu)9339經(jīng)浙江省多年多點(diǎn)種植表明，平均產(chǎn)量7 642.5 kg/hm2，比對(duì)照汕優(yōu)63增產(chǎn)9.3%。該組合株型緊湊，劍葉直立，分蘗力中等，長(zhǎng)勢(shì)繁茂，葉片細(xì)窄，葉色濃綠，谷粒長(zhǎng)粒型，落粒性中等?？沟剐暂^強(qiáng)，后期青稈黃熟。全生育期144.9 d，比對(duì)照汕優(yōu)63遲熟9.6 d。平均每667 m2有效穗14.2萬(wàn)，成穗率61.6%，株高117.2 cm，穗長(zhǎng)24.4 cm，每穗總粒數(shù)175.4粒，實(shí)粒數(shù)146.6粒，結(jié)實(shí)率83.6%，千粒重25.8 g。經(jīng)浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與微生物研究所多年抗性鑒定，平均葉瘟2.0級(jí)，穗瘟3.5級(jí)，穗瘟損失率5.6%；白葉枯病7級(jí)，褐稻虱6級(jí)。經(jīng)農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心2005-2006年檢測(cè)結(jié)果表明，平均整精米率為53.8%，長(zhǎng)寬比2.8，堊白粒率42.5%，堊白度5.3%，透明度2級(jí)，膠稠度71.5 mm，直鏈淀粉含量16.2%。米質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到部頒食用稻品種品質(zhì)3等。豐優(yōu)9339在浙江省播種幼苗期是5月下旬至6月中旬，分蘗期是6月下旬至7月中旬，拔節(jié)孕穗期是7月下旬至8月中旬，齊穗灌漿期是8月下旬至10月上旬。本研究依據(jù)《浙江省2010年整編氣象資料》，運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和Kriging插值方法，對(duì)浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339各生育階段降水量的空間變異規(guī)律進(jìn)行分析，以期為浙江省水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

浙江省位于中國(guó)東南沿海，地處亞熱帶中部，介于北緯27°12′-31°31′和東經(jīng)118°-123°之間，屬季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，四季分明，光照充足，雨量充沛，空氣濕潤(rùn)，雨熱季節(jié)變化同步，是我國(guó)自然條件最優(yōu)越的地區(qū)之一。浙江省年平均氣溫15～18 ℃， 極端最高氣溫33～43 ℃， 極端最低氣溫（-17.4）～（-2.2） ℃，年平均降水量980～2 000 mm，年平均日照時(shí)數(shù)1 710～2 100 h。浙江省是我國(guó)水稻的主要產(chǎn)區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源于《浙江省2010整編氣象資料》。

1.3 數(shù)據(jù)處理

各氣象數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)采用SPSS 11.0經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，地統(tǒng)計(jì)學(xué)中的半方差函數(shù)及其模型、分?jǐn)?shù)維計(jì)算采用ArcGIS 10.2和GS+ 7.0軟件。半方差函數(shù)也稱為半變異函數(shù)，是用來(lái)描述各生育期降水量的空間連續(xù)變異的一個(gè)連續(xù)函數(shù)，反映變量性質(zhì)的不同距離觀測(cè)值之間的變化[6]。

地統(tǒng)計(jì)學(xué)步驟如下：①將帶有經(jīng)緯度的浙江省水稻各生長(zhǎng)期降水量的值分別輸入GS+ 7.0軟件中；②用GS+ 7.0進(jìn)行半方差分析，選取最優(yōu)模型，得到參數(shù)值，并進(jìn)行分維數(shù)分析；③將GS+ 7.0中得到的參數(shù)帶入ArcGIS 10.2中用克立格法（Kriging）分別對(duì)各屬性指標(biāo)的分布進(jìn)行插值，得到插值圖。為了檢驗(yàn)這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合地統(tǒng)計(jì)學(xué)插值條件，用Kolmogorov-Smirnov（K-S）正態(tài)分布檢驗(yàn)概率對(duì)它們進(jìn)行檢驗(yàn)。由于特異值的存在會(huì)造成連續(xù)表面的中斷，直接影響變量的分布特征，致使變異函數(shù)失去結(jié)構(gòu)性，因此本研究采用域法識(shí)別特異值，即按標(biāo)準(zhǔn)方差的倍數(shù)來(lái)識(shí)別特異值。一般特異值定為樣品均值m加減3倍均方差δ，即m±3δ，然后用正常值的最大值、最小值替代特異值[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339各生育期降水量的描述性統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 11.0對(duì)各變量進(jìn)行經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析，并通過(guò)t檢驗(yàn)判斷其分布類型，計(jì)算得到的統(tǒng)計(jì)特征值見(jiàn)表1。從表1可以看出，浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339各生育階段降水量分布均服從正態(tài)分布。播種育苗期的降水量均值為99.08 mm，變動(dòng)范圍為67.00～142.00 mm。分蘗期的降水量均值為53.59 mm，變動(dòng)范圍為22.00～94.00 mm。拔節(jié)孕穗期的降水量均值為69.37 mm，變動(dòng)范圍為33.00～115.00 mm。灌漿成熟期的降水量均值為68.00 mm，變動(dòng)范圍為44.00～107.00 mm。

雜交晚秈稻豐優(yōu)9339在浙江省種植時(shí)各生育階段降水量的變異系數(shù)以分蘗期降水量為最大，達(dá)29.22%。播種育苗期降水量的變異系數(shù)最小，為16.47%。拔節(jié)孕穗期和灌漿成熟期的降水量在浙江省各生育階段的變異系數(shù)分別是28.54%和20.49%。

2.2 半方差函數(shù)分析

通過(guò)半方差函數(shù)分析，在諸多理論模型中，擇優(yōu)選出各變量模型，結(jié)果見(jiàn)圖1。

表2是根據(jù)各要素半方差函數(shù)模型得出的相應(yīng)參數(shù)。從表2可以看出，播種育苗期和灌漿成熟期的降水量的理論模型都為高斯模型，決定系數(shù)分別是0.838和0.744。而分蘗期和拔節(jié)孕穗期降水量則都為指數(shù)模型，決定系數(shù)分別為0.476和0.673。

從表2可以看出，豐優(yōu)9339各生育期降水量的C0/（C0+C1）在0.780～0.984之間，都具有很強(qiáng)的空間相關(guān)性，其空間自相關(guān)范圍具有明顯差異。浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339各生育期降水量的變程在673 800～2 251 800 m之間，以拔節(jié)孕穗期降水量的變程最少，只有673 800 m，以播種育苗期降水量的變程最大，為2 251 800 m。分蘗期和灌漿成熟期降水量的變程則介于二者之間，分別為833 100 m和1 730 700 m。

2.3 Kriging插值分析

根據(jù)所得到的半方差函數(shù)模型，應(yīng)用普通克里格法（Ordinary Kriging）進(jìn)行最優(yōu)內(nèi)插，繪制了浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339各生育階段降水量的空間分布圖（圖2）[8]。

由圖2可知，豐優(yōu)9339播種育苗期的降水量變動(dòng)在67.00～142.00 mm。降水量在123.00～142.00 mm為高值區(qū)，主要分布在開(kāi)化縣、常山縣、江山縣以及龍泉市，占研究區(qū)總面積的8.73%。降水量在105.00～123.00 mm為次高值區(qū)，主要分布在泰順縣、慶元縣、云和縣、松陽(yáng)縣、遂昌縣、龍游縣、金華縣、蘭溪市、建德市、淳安縣、東陽(yáng)縣、義烏市、浦江縣、桐廬縣、鄞縣和杭州市，占研究區(qū)總面積的29.73%。降水量在67.00～86.00 mm的低值區(qū)主要分布在天臺(tái)縣、臨海市、溫嶺市、玉環(huán)縣和瑞安市，占研究區(qū)總面積的12.11%。降水量為86.00～105.00 mm的中值區(qū)主要分布在浙江的北部、中部、中南部，占總面積的49.43%。

豐優(yōu)9339分蘗期的降水量變動(dòng)在22.00～94.00 mm。降水量在58.00～94.00 mm的高值區(qū)，分布在浙江省東部的大部分地區(qū)、中部和西北部部分地區(qū)，占研究區(qū)總面積的31.86%。降水量在22.00～40.00 mm的低值區(qū)，分布在磐安縣、嵊州市、新昌縣、舟山市的大部分地區(qū)，占研究區(qū)總面積的3.62%。大部分地區(qū)這階段的降水量都在40.00～58.00 mm之間，占研究區(qū)總面積的64.52%。

豐優(yōu)9339拔節(jié)孕穗期的降水量變動(dòng)在33.00～115.00 mm。降水量在74.00～115.00 mm的高值區(qū)主要分布在浙江省東部的大部分地區(qū)以及西北部的小部分地區(qū)，占研究區(qū)總面積的35.94%。降水量在33.00～54.00 mm的低值區(qū)主要分布在浙江省中西部地區(qū)，占研究區(qū)總面積的22.64%。浙江省北部及中部的大部分地區(qū)降水量在54.00～74.00 mm之間，占研究區(qū)總面積的41.42%。

豐優(yōu)9339灌漿成熟期降水量變動(dòng)在44.00～99.00 mm。降水量在71.00～99.00 mm的高值區(qū)主要分布在浙江省的東部沿海一帶，占研究區(qū)總面積的23.53%。降水量在44.00～56.00 mm的低值區(qū)主要分布在浙江省中西部和西南部的部分地區(qū)及北部的小部分地區(qū)，占研究區(qū)總面積的20.05%。大部分地區(qū)的降水量為56.00～71.00 mm，占研究區(qū)總面積的56.42%。

3 總結(jié)

1）浙江省雜交晚秈稻豐優(yōu)9339各生育階段降水量均服從正態(tài)分布。水稻各生育階段降水量的變異系數(shù)以分蘗期降水量為最大，達(dá)29.22%。播種育苗期降水量的變異系數(shù)最小，為16.47%。

2）豐優(yōu)9339播種育苗期和灌漿成熟期降水量的理論模型都為高斯模型，而分蘗期和拔節(jié)孕穗期降水量則都為指數(shù)模型。豐優(yōu)9339各生育期降水量的C0/（C0+C1）在0.780～0.984之間，具有很強(qiáng)的空間相關(guān)性。各生育期降水量的變程在673 800～2 251 800 m之間，以拔節(jié)孕穗期降水量的變程最少，只有673 800 m；以播種育苗期降水量的變程最大，為2 251 800 m。

3）豐優(yōu)9339播種育苗期大部分地區(qū)的降水量為86.00～105.00 mm，占研究區(qū)總面積的49.43%。分蘗期大部分地區(qū)的降水量為40.00～58.00 mm，占研究區(qū)總面積的64.52%。拔節(jié)孕穗期大部分地區(qū)的降水量為54.00～74.00 mm，占研究區(qū)總面積的41.42%。灌漿成熟期大部分地區(qū)的降水量為56.00～71.00 mm，占研究區(qū)總面積的56.42%。

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