張翹，王煥毅

(遼寧省本溪市氣象局，本溪117000)

玉米是我國第一大糧食型作物，在農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)開展過程中，做好對(duì)玉米產(chǎn)量的相關(guān)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，對(duì)保證我國糧食安全穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)有著十分現(xiàn)實(shí)的意義，對(duì)我國調(diào)整進(jìn)出口貿(mào)易額度計(jì)劃有著顯著的指引作用，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門了解玉米生長動(dòng)態(tài)，并采取有針對(duì)性的措施，防范自然災(zāi)害的重要途徑。在我國很多地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和農(nóng)作物產(chǎn)量之間的關(guān)系研究已經(jīng)有很多年的歷史，在研究過程中，氣象預(yù)報(bào)服務(wù)的方法和準(zhǔn)確率也在顯著提升，現(xiàn)階段，監(jiān)測(cè)玉米農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量的預(yù)報(bào)模型主要包括了統(tǒng)計(jì)模型、遙感模型和動(dòng)力生長模型等幾種方式。遼寧本溪地區(qū)是遼寧省玉米主要種植地區(qū)，該地區(qū)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的變化將會(huì)嚴(yán)重影響到遼寧省玉米產(chǎn)量的變化，同時(shí)，也由于該地區(qū)進(jìn)行玉米產(chǎn)量氣象研究比較少，所以，此次研究主要對(duì)玉米生長的各個(gè)時(shí)期，氣象因子的變化對(duì)其產(chǎn)量影響進(jìn)行了分析，以便在今后的生產(chǎn)過程中有針對(duì)性地開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)業(yè)務(wù)。

1 資料和方法

1.1 研究資料的選取

本次研究選取本溪地區(qū)1981～2010年的玉米發(fā)育期氣象資料，這些資料來源于本溪地區(qū)6個(gè)不同的農(nóng)業(yè)氣象站點(diǎn)，研究過程將玉米的生長期分為了播種期、苗期、拔節(jié)期、抽穗期、乳期和成熟期。此次研究選用的是30年來本溪地區(qū)逐日氣象要素資料，而在研究期限內(nèi)，玉米的產(chǎn)量資料主要來自于氣象統(tǒng)計(jì)部門在各個(gè)縣區(qū)的縣級(jí)玉米產(chǎn)量。

1.2 研究方法

在研究過程中，我們按照影響農(nóng)作物產(chǎn)量的氣象因素，一般將農(nóng)作物的產(chǎn)量劃分為趨勢(shì)產(chǎn)量、氣象產(chǎn)量和隨機(jī)產(chǎn)量3種情況。其中，對(duì)于第一種隨機(jī)產(chǎn)量主要說的是在玉米種植過程中，由于水肥、玉米品種的選擇以及田間栽培管理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件水平的好壞對(duì)玉米產(chǎn)量所造成的影響，在研究過程中，通常會(huì)將趨勢(shì)產(chǎn)量看作是一個(gè)正比例函數(shù)，會(huì)隨著時(shí)間變化。氣象產(chǎn)量的變化會(huì)因氣候的變化而對(duì)玉米產(chǎn)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。而隨機(jī)產(chǎn)量只是對(duì)某一個(gè)產(chǎn)量的影響較大，只是部分的影響。因此，我們可以得出，玉米的產(chǎn)量趨勢(shì)產(chǎn)量、氣象產(chǎn)量和隨機(jī)產(chǎn)量的總和?，F(xiàn)階段，在我國的農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量研究過程中，因?yàn)橼厔?shì)產(chǎn)量的不穩(wěn)定性，研究中將趨勢(shì)產(chǎn)量剔除的研究也比較多，而剔除趨勢(shì)產(chǎn)量方法也比較多，其中應(yīng)用比較廣泛的是線滑動(dòng)法、模擬法、線性回歸函數(shù)莫秘法和正交法等。通過多年的實(shí)踐探索，采用直線滑動(dòng)平均法對(duì)趨勢(shì)產(chǎn)量進(jìn)行模擬，其數(shù)值更加接近，因此，此次研究過程中主要采用的是這種研究方法。在研究過程中，為了使分析好的氣象因子在玉米生長的各個(gè)時(shí)期對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行影響?？梢詫庀笠蛩匕凑沼衩咨L的各個(gè)時(shí)期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，同時(shí)，還要分析氣象因子在某種臨界環(huán)境下，玉米產(chǎn)量和氣象因素之間的關(guān)系。

2 研究結(jié)果分析

2.1 玉米產(chǎn)量和氣象因子的變化趨勢(shì)

將本溪地區(qū)30年的各個(gè)地區(qū)的縣級(jí)玉米單產(chǎn)數(shù)據(jù)分別采用直線滑動(dòng)平均法將趨勢(shì)產(chǎn)量去除，就會(huì)得到氣象產(chǎn)量數(shù)據(jù)圖，通過對(duì)圖表進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)上述幾條折線的走勢(shì)基本是相同的，特別是在20世紀(jì)的90年代末期和新世紀(jì)初期，是氣象產(chǎn)量最高的年份，這說明了在本溪地區(qū)氣候條件相似的情況下，本溪地區(qū)的氣象氣候產(chǎn)量特點(diǎn)變化具有高度的一致性。在20世紀(jì)90年代末期，氣象產(chǎn)量的波動(dòng)比較大，出現(xiàn)這種情況，主要是因?yàn)殡S著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)力水平得到了顯著的提升，也就在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)條件越高的前提下，氣象因子對(duì)玉米產(chǎn)量的影響更為顯著。

此次研究過程中，每個(gè)地區(qū)的氣象因子按照每個(gè)氣象站點(diǎn)觀測(cè)到的玉米生長期的數(shù)據(jù)，將玉米每個(gè)生長時(shí)期劃分為播種期、苗期、拔節(jié)期、抽穗期、乳期和成熟期。并計(jì)算獲得每個(gè)預(yù)報(bào)點(diǎn)玉米生長各個(gè)階段內(nèi)的氣象平均因子，也就是確定影響本次研究的幾個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)地區(qū)玉米生長發(fā)育的氣象因子的變化情況，確定出變化的區(qū)域性。此次研究過程中還可以明顯地看出，本溪地區(qū)玉米生長整個(gè)過程中降水的變化情況最為明顯。氣候環(huán)境變化方面，在玉米發(fā)育階段過程中，最高低溫和最低氣溫的范圍最為顯著，總之，玉米的生長期、乳期和成熟期降雨量明顯增多，最高氣溫和最低氣溫變化也十分顯著，而光照方面的變化不是十分明顯。

2.2 氣象因子變化對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

為了分析好每個(gè)農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)點(diǎn)氣象因子變化對(duì)玉米產(chǎn)量的影響關(guān)系，我們將30年間每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行提取，然后將計(jì)算得出的氣象因子結(jié)果和氣象產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比分析。

在研究的幾個(gè)地區(qū)中，玉米的產(chǎn)量從拔節(jié)期到抽穗期對(duì)平均氣溫和最高氣溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，除了3號(hào)監(jiān)測(cè)氣象站之外，其余的氣象監(jiān)測(cè)站玉米產(chǎn)量在抽穗到乳期的表現(xiàn)對(duì)氣候平均溫度和最高氣溫都呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)。在研究過程中，1、2、4號(hào)氣象觀測(cè)站的地區(qū)的玉米產(chǎn)量在拔節(jié)期到抽穗期的產(chǎn)量和日照時(shí)間呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，而玉米產(chǎn)量和降水量雖然只有2號(hào)的播種期到出苗期，3號(hào)的播種期到出苗期以及抽穗期到乳熟期呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性，其地區(qū)和玉米生長時(shí)期的產(chǎn)量和降水量都呈現(xiàn)出正相關(guān)的趨勢(shì)。因此，可以看出，氣象因子對(duì)本溪地區(qū)的玉米產(chǎn)量造成影響的階段主要是在玉米的拔節(jié)期到抽穗期以及抽穗期到乳熟期，影響比較顯著的氣象因子主要是平均溫度、最高氣候溫度和日常時(shí)間的長短。同時(shí)，氣象產(chǎn)量與上述的幾個(gè)氣象因素呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的關(guān)系。

通過分析每個(gè)發(fā)育階段氣象因子與氣象產(chǎn)量之間的內(nèi)在關(guān)系，可以得到對(duì)玉米產(chǎn)量影響較大的氣象因子和生長階段。然后，將分析出來的結(jié)果與玉米生長發(fā)育階段內(nèi)的氣象因子進(jìn)行累加，并按照每年玉米發(fā)育階段天數(shù)的差異性計(jì)算出平均值。在本次研究過程中，為了切實(shí)分析好氣象因子的臨界值情況，按照相應(yīng)的計(jì)算公式對(duì)玉米生長發(fā)育每個(gè)階段的氣象因子平均值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出氣象因子對(duì)玉米產(chǎn)量影響氣象因素臨界值，通過有效分析，得出相關(guān)性影響最大的氣象因素臨界值。

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)和計(jì)算發(fā)現(xiàn)，每個(gè)氣象站點(diǎn)都不存在低于某一個(gè)最低氣溫值與玉米產(chǎn)量具有相關(guān)性的情況，因此，在研究本溪地區(qū)玉米產(chǎn)量與氣象因子關(guān)系中不考慮最低氣溫這一種氣象因子。在玉米生長的各個(gè)階段，出苗期到拔節(jié)期以及拔節(jié)期到抽穗期的普遍存在是大于或者小于某一個(gè)氣象因子的出現(xiàn)天數(shù)和氣象產(chǎn)量具有相關(guān)性，而其他地區(qū)的生長階段沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象，因此，通過分析玉米發(fā)育階段和氣息產(chǎn)量的相關(guān)氣象因素和相應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)，可以得出，在1、2、3、4號(hào)氣象觀測(cè)點(diǎn)地區(qū)，玉米出苗到拔節(jié)期的平均氣溫高于25℃以上的出現(xiàn)天數(shù)與氣象產(chǎn)量有著顯著的關(guān)系。在研究過程中，除了5號(hào)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)點(diǎn)之外，剩余的5個(gè)地區(qū)在玉米拔節(jié)和抽穗階段平均氣溫高于27℃以上的出現(xiàn)天數(shù)和氣象產(chǎn)量具有顯著的關(guān)系性，而在研究的6個(gè)地區(qū)中，拔節(jié)期到抽穗期均表現(xiàn)為最高氣溫超過30℃以上的出現(xiàn)天數(shù)和氣象產(chǎn)量呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。而觀測(cè)點(diǎn)的6個(gè)地區(qū)中，玉米拔節(jié)期到抽穗期的降雨量小于10mm以上的天數(shù)和氣象產(chǎn)量呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系。在光照時(shí)間方面，玉米出苗期到拔節(jié)期以及拔節(jié)期到抽穗期，1、4、6號(hào)觀測(cè)點(diǎn)的光照時(shí)間分別超過8.8h和7.4h的天數(shù)與氣象產(chǎn)量呈現(xiàn)出顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3 討論

通過本次研究顯示，對(duì)本溪地區(qū)玉米年產(chǎn)量變化影響較大的生長時(shí)期出現(xiàn)在出苗到拔節(jié)期以及拔節(jié)期到抽穗期，而在玉米營養(yǎng)物質(zhì)和淀粉積累的重要階段的乳熟期和成熟期都沒有出現(xiàn)溫度、降水和日照時(shí)間對(duì)玉米產(chǎn)量造成的影響，因此，我們可以得知，在本溪地區(qū)，多數(shù)年份中光照、降水等條件基本可以滿足玉米灌漿期的生長需求。

由于氣象因子變化和玉米產(chǎn)量的相關(guān)分析結(jié)果可以看出，對(duì)于遼寧本溪地區(qū)玉米在生長的拔節(jié)期到抽雄期多數(shù)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)的氣候溫度和日照時(shí)間對(duì)玉米產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，尤其在這個(gè)時(shí)期的最高平均氣溫，其影響更為顯著。玉米在拔節(jié)期和抽雄期生長十分旺盛，對(duì)熱量需求也較高，但光照時(shí)間在拔節(jié)期和抽穗期的產(chǎn)量關(guān)系呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性。因此，可以看出，在本溪地區(qū)，玉米在拔節(jié)期和抽雄期的光照條件十分充足，熱量供給充分，甚至對(duì)玉米產(chǎn)量造成了一定的影響。同時(shí)，通過對(duì)氣象因子臨界值對(duì)氣象產(chǎn)量的影響進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，6個(gè)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)全都表現(xiàn)出現(xiàn)在拔節(jié)期到抽穗期的最高氣溫超過30℃以及降水量持續(xù)小于10mm的出現(xiàn)天數(shù)對(duì)于氣象產(chǎn)量呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性，這就從一定層面上說明本溪地區(qū)降雨量少能夠?qū)υ摰貐^(qū)玉米產(chǎn)量造成不小影響。在玉米拔節(jié)期到抽穗期，高溫和少雨的環(huán)境，是嚴(yán)重影響本溪地區(qū)玉米產(chǎn)量的一個(gè)主要?dú)庀笠蛩亍Ｔ谟衩壮雒缙诘桨喂?jié)期，適度的少雨和干旱對(duì)玉米實(shí)行蹲苗效果十分顯著，而通過計(jì)算，在這個(gè)時(shí)期，出現(xiàn)的大于臨界溫度和日常時(shí)間的天數(shù)與氣象產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，因此，我們可以判定，在玉米出苗期到拔節(jié)期出現(xiàn)高溫和少雨的天氣對(duì)這個(gè)時(shí)期玉米的生長同樣有著顯著的影響。而日照時(shí)間與氣象產(chǎn)量之間呈現(xiàn)的負(fù)相關(guān)性就表示該地區(qū)的晴朗天氣比較多，出現(xiàn)降水次數(shù)較少，從這一個(gè)側(cè)面也能夠反映出，降水量的多少對(duì)玉米產(chǎn)量也能造成不小的影響。但是，降雨量通過日照時(shí)間參與到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析中還需要我們做進(jìn)一步的研究和分析。

本溪地區(qū)每個(gè)玉米農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)點(diǎn)的玉米氣象產(chǎn)量變化特征具有高度相似性，在玉米發(fā)育的各個(gè)階段，氣象因子的變化和波動(dòng)存在一定的區(qū)域性和階段性，其影響玉米的發(fā)育階段與氣象因子關(guān)系基本上是一致的。隨著20世紀(jì)90年代末期我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)力的提升，農(nóng)業(yè)氣象因子的變化對(duì)玉米產(chǎn)量的影響表現(xiàn)越來越顯著，因此，做好氣象因子變化對(duì)玉米產(chǎn)量的研究就顯得十分重要了。

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