劉 哲，曲藝偉，趙祖亮，李紹明，張曉東

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083）

0 引 言

種業(yè)是中國基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的重要產(chǎn)業(yè)，對保障國家糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義，其核心競爭力是優(yōu)良品種的培育與找尋[1-7]。中國對玉米優(yōu)良品種的篩選與良種推廣階段經(jīng)歷了早期注重單產(chǎn)的提升和種植技術(shù)的改進(jìn)，到現(xiàn)在關(guān)注產(chǎn)量潛力的挖掘和綜合生產(chǎn)能力的提高，對優(yōu)良玉米品種推廣階段表現(xiàn)有了更深層次的需求[8-13]。新品種需盡快適應(yīng)推廣環(huán)境，并在其中表現(xiàn)良好。然而，對玉米優(yōu)良品種推廣階段的特征規(guī)律和表現(xiàn)原因并沒有充分的挖掘：根據(jù)全國農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)服務(wù)中心編印的《全國玉米推廣面積統(tǒng)計(jì)表》，中國1982-2012年推廣的品種共2 612個(gè)，近90%以上的品種推廣時(shí)間不超過5 a，市場存留下來的品種僅占少數(shù)。玉米品種對不同推廣地區(qū)適宜程度不同，經(jīng)過區(qū)試和審定篩選后的品種在推廣階段表現(xiàn)差異巨大。而針對新品種推廣規(guī)律的特征挖掘和歸因分析方法還存在不足，各種指標(biāo)定義不盡相同，研究結(jié)果差異較大。

品種推廣過程本質(zhì)是農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散的過程，符合農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散規(guī)律[14-19]，目前多從擴(kuò)散主體、擴(kuò)散機(jī)制、擴(kuò)散時(shí)間過程角度研究，對擴(kuò)散空間過程研究較少[20-23]。對農(nóng)作物品種擴(kuò)散時(shí)間過程的研究，如胡瑞法[23]發(fā)現(xiàn)小麥品種累計(jì)種植面積隨推廣年齡變化符合Gompertz曲線形式；對擴(kuò)散時(shí)空過程的研究有：劉笑明等[24]以陜西蘋果種植技術(shù)為例，借助“S曲線模型”和“重力模型”，研究表明時(shí)間上其種植面積呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢，空間存在等級擴(kuò)散與漸進(jìn)式擴(kuò)散結(jié)合的擴(kuò)散模式。馮逃[25]對地方性良種“盛玉99”技術(shù)擴(kuò)散進(jìn)行實(shí)證分析，新品種擴(kuò)散會(huì)經(jīng)歷個(gè)體擴(kuò)散到區(qū)域擴(kuò)散過程，該擴(kuò)散軌跡符合“S”曲線，該方法結(jié)合較小空間尺度的單點(diǎn)擴(kuò)散路徑和模式進(jìn)行建模與分析。作物主體的空間擴(kuò)散過程伴隨其重心變化，柏娜等[26]從糧食產(chǎn)量和種糧收益 2方面分析糧食生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移具體表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)糧食生產(chǎn)重心在地理區(qū)位上“南退北擴(kuò)”；李乾[27]對安徽省水稻播種面積與產(chǎn)量重心轉(zhuǎn)移分析，兩個(gè)指標(biāo)重心變化方向與趨勢相同，但后者重心轉(zhuǎn)移速度快于前者。

玉米品種對不同推廣地區(qū)適宜性不同，優(yōu)良品種需分類找尋。對于一般分類方法，常見分類方法包括決策樹、貝葉斯方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、K-近鄰（K-nearest neighbor）和支持向量機(jī)（support vector machine）等[28]。對于品種分類方法目前研究較少。李少昆[29]提出玉米品種擴(kuò)散符合高斯模型，并對歷史上全國推廣總面積曾達(dá)66 667 hm2的品種進(jìn)行擬合，按品種最大推廣面積和經(jīng)濟(jì)壽命進(jìn)行分類和評價(jià)。該方法可完整描述品種經(jīng)濟(jì)壽命，探究品種擴(kuò)散時(shí)間相關(guān)特征。但該方法僅通過品種全國推廣總面積從全國尺度描述擴(kuò)散模型并進(jìn)行評價(jià)，缺乏品種在推廣省份之間的空間轉(zhuǎn)移情況及特征規(guī)律研究，也尚未研究識別一些特殊適應(yīng)性品種。

前期研究主要圍繞品種擴(kuò)散時(shí)間特征，從全國尺度探究品種擴(kuò)散規(guī)律。面對品種精準(zhǔn)推廣的新形勢，缺少充分考慮品種擴(kuò)散的時(shí)空特征及適宜性，從省份尺度對優(yōu)良品種進(jìn)行分類，探究其擴(kuò)散規(guī)律。因此，本研究嘗試擬合并驗(yàn)證高斯模型在省份尺度的適用性，篩選體現(xiàn)普遍適宜性和特殊適宜性的優(yōu)良品種，從全國和省份尺度分析優(yōu)良品種的推廣重心轉(zhuǎn)移和時(shí)空規(guī)律，分析差異性原因。旨在能夠快速有效地找尋優(yōu)良品種，可為預(yù)測品種在目標(biāo)推廣環(huán)境表現(xiàn)、指導(dǎo)品種精準(zhǔn)推廣奠定良好基礎(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究數(shù)據(jù)概況

品種推廣數(shù)據(jù)來源于全國農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)服務(wù)中心編印的《全國玉米推廣面積統(tǒng)計(jì)表》，統(tǒng)計(jì)匯編中共收錄了1982?2012年在全國各省份推廣的玉米品種共2 612個(gè)。

本文將優(yōu)良品種分為 2類：在全國范圍推廣面積大時(shí)間長、在多數(shù)省份推廣，具有普遍適宜性的大品種；在省級范圍推廣面積大時(shí)間長、僅在有限省份推廣，具有特殊適宜性的區(qū)域特色品種。

1.2 研究方法

本文用擴(kuò)散模型描述品種推廣過程，計(jì)算品種關(guān)鍵指標(biāo)，對高斯模型描述可正常擴(kuò)散的品種進(jìn)行分類，從而得到優(yōu)良品種，分析其推廣重心轉(zhuǎn)移極其時(shí)空規(guī)律。

1.2.1 品種推廣模型及關(guān)鍵指標(biāo)

指標(biāo)的選取是分類工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使用不同的分類指標(biāo)最終的結(jié)果也不盡相同，對于品種推廣，李少昆[29]在全國尺度使用多種曲線擬合玉米品種實(shí)際年種植面積隨推廣年份變化數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) Guassian模型擬合最好，實(shí)際值與預(yù)測值相關(guān)程度較高，可以用以描述玉米品種推廣過程。本文利用 SAS(statistical analysis system)和MATLAB(matrix laboratory)等統(tǒng)計(jì)軟件和編程工具，使用多種曲線擬合不同品種在不同省份的實(shí)際推廣面積變化數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)Guassian模型擬合效果最好且符合品種推廣特征。其數(shù)學(xué)模型可表示為

其中y表示品種的實(shí)際年種植面積；x表示該品種的推廣年份；a、b、c分別為模型中的待估參數(shù)。

由于不同時(shí)期各品種間與同一時(shí)期不同品種間的最大種植面積和經(jīng)濟(jì)壽命各不相同，這種差異在 Guassian模型中體現(xiàn)為a、b、c值隨品種的變動(dòng)而變動(dòng)，即a、b和c的系數(shù)取決于雜交種的特征，用數(shù)學(xué)模型可表示為

式中ai、bi、ci分別標(biāo)識第i品種的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)；yir表示第i品種在x推廣年份的種植面積。

對于每一個(gè)品種，由于其擴(kuò)散模型可由式（1）描述，故分別令式（1）一階和二階導(dǎo)數(shù)為 0，可解得各品種的期望年最大種植面積(Ymax)和達(dá)到最大面積時(shí)的示范推廣年齡(Xmax)

各品種推廣擬合模型的第一個(gè)拐點(diǎn)：X1=b－c，第二個(gè)拐點(diǎn)：X2＝b＋c。品種推廣過程，符合正態(tài)分布曲線。當(dāng)品種推廣時(shí)間X＜X1時(shí)，品種處于區(qū)域試驗(yàn)或生產(chǎn)試驗(yàn)階段，品種還未開始推廣；當(dāng)X=X1時(shí)，新品種開始推廣并開始產(chǎn)生一定影響；當(dāng)X＞X1時(shí)，推廣面積隨推廣時(shí)間逐漸增加，當(dāng)X＝Xmax時(shí)新品種推廣面積達(dá)到最大；到Xmax＜X＜X2階段，品種逐漸進(jìn)入衰退期，新的品種進(jìn)入市場代替原品種投入生產(chǎn)；當(dāng)X＝X2時(shí)，原品種種植面積不再隨時(shí)間增加，新品種已替代原品種進(jìn)入市場推廣，此時(shí)完成了品種推廣的更替[29]。本文所做的分類旨在從符合高斯模型可正常擴(kuò)散的品種中篩選優(yōu)良品種。因此，品種的推廣時(shí)間（終止推廣年份－起始推廣年份），參數(shù)a（品種的最大推廣面積）、b（品種達(dá)到最大面積時(shí)的推廣年份）為本文選取的分類篩選關(guān)鍵指標(biāo)。

為了驗(yàn)證Guassian 模型在全國尺度和省份尺度都可以描述品種的推廣過程，本研究選取 1982?2012年推廣面積曾達(dá)66 667 hm2、推廣時(shí)間大于5 a共161個(gè)品種作為研究樣本1，以樣本1的推廣時(shí)間為自變量，全國推廣總面積為因變量進(jìn)行擬合，得到全國尺度下正常擬合的品種及參數(shù)。同時(shí)，針對玉米主栽區(qū)的每個(gè)省份，計(jì)算品種多年平均推廣面積，選取每個(gè)省排名前 10%的品種共109個(gè)作為研究樣本2（為保證每個(gè)省品種基本數(shù)量相同，前10%品種數(shù)量不足10個(gè)的省份取前10名品種）。以樣本 2的推廣時(shí)間為自變量，各品種所在省份的推廣面積為因變量進(jìn)行擬合，得到省份尺度下正常擬合的品種及參數(shù)。分別根據(jù)樣本1和樣本2的擬合結(jié)果選取關(guān)鍵特征指標(biāo)及閾值，進(jìn)行分類。

對樣本1和樣本2的擬合結(jié)果進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，結(jié)果樣本1得到擬合均達(dá)到極顯著水平的品種130個(gè)，擬合R2平均達(dá)到 0.84（R2擬合最小值 0.50），擬合效果較好，進(jìn)一步驗(yàn)證高斯模型在更長時(shí)間范圍、全國尺度具有適用性。樣本 2得到擬合均達(dá)到極顯著水平的品種91個(gè)，擬合R2平均達(dá)到0.83（R2擬合最小值0.54），在玉米主栽區(qū)擬合效果較好，證明高斯模型在省份尺度具有適用性。部分品種擬合結(jié)果見表1。

表1 部分品種擬合結(jié)果Table 1 Part of varieties fitting results

除去因?yàn)橥茝V數(shù)據(jù)過少無法正常擬合的品種，本文對擬合系數(shù)較低的品種進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，這些品種整體成多峰變化，這與李少昆[29]所著相符。本文目標(biāo)為尋找能正常推廣品種中的優(yōu)良品種，在分類中僅考慮可以正常擬合的品種。

1.2.2 優(yōu)良品種分類篩選方法

能完成品種推廣（正常擴(kuò)散）的品種中，推廣面積大，推廣時(shí)間長，在全國范圍推廣的大品種，和在省份推廣面積大，推廣時(shí)間長，但僅在少數(shù)幾個(gè)省份推廣的區(qū)域特色品種，稱為優(yōu)良品種。通過對樣本1和2中能完成推廣的品種分類篩選獲取優(yōu)良品種，具體步驟如下。

1）全國尺度大品種分類篩選

根據(jù)大品種定義，大品種需滿足在全國總推廣面積大、推廣時(shí)間長。根據(jù)分類關(guān)鍵指標(biāo)，樣本 1中品種的平均最大推廣面積為481 333 hm2，平均推廣時(shí)間為20 a。推廣面積閾值為平均最大推廣面積。認(rèn)為10 a以上品種屬于推廣長時(shí)間品種，推廣時(shí)間分為2個(gè)閾值：10 a和平均推廣時(shí)間。由此，基于全國尺度品種分類指標(biāo)的閾值共分為6類（表2）。

大品種選取推廣時(shí)間長、推廣面積大的品種類別，本研究選取1、2類。

表2 基于全國尺度品種分類指標(biāo)的閾值Table 2 Thresholds of the cultivar classification index based on the national scale

2）省份尺度區(qū)域特色品種分類篩選

根據(jù)區(qū)域特色品種定義，區(qū)域特色品種需滿足僅在個(gè)別省份推廣，省份內(nèi)推廣面積大。樣本 2正常擬合結(jié)果中品種的平均推廣省份數(shù)為2，品種在省份的推廣面積排入省份總推廣面積前 10%屬于該省份的推廣面積大的品種。由此，本文選取推廣省份數(shù)≤2，但推廣面積占該省總推廣面積前 10%的品種作為區(qū)域特色品種。區(qū)域特色品種部分篩選結(jié)果見表3。

表3 區(qū)域特色品種部分結(jié)果Table 3 Partial results of regional special varieties

1.2.3 優(yōu)良品種推廣時(shí)空規(guī)律及其重心轉(zhuǎn)移分析方法

優(yōu)良品種擴(kuò)散推廣在省份尺度屬于省內(nèi)擴(kuò)散，擴(kuò)散特征包括：時(shí)間特征、最大推廣面積、品種結(jié)構(gòu)更替。通過對優(yōu)良品種擴(kuò)散特征對比分析，探究省份及生態(tài)區(qū)品種結(jié)構(gòu)分布及主導(dǎo)優(yōu)良品種更替。優(yōu)良品種在全國尺度擴(kuò)散屬于省間擴(kuò)散，擴(kuò)散特征包括：品種在推廣省份的面積占比、品種推廣時(shí)間、最大推廣面積、起始推廣年份（用于研究品種更替處于哪個(gè)時(shí)間階段），選取典型品種根據(jù)以上指標(biāo)，研究玉米優(yōu)良品種推廣時(shí)空變化特征，采用合適的空間可視化手段，識別玉米優(yōu)良品種的重心轉(zhuǎn)移規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 優(yōu)良品種擴(kuò)散的空間特征

對各個(gè)省內(nèi)優(yōu)良品種的平均推廣時(shí)間進(jìn)行空間可視化，如圖 1所示。大品種在主推生態(tài)區(qū)平均推廣時(shí)間較長，平均達(dá)17 a。東華北和黃淮海生態(tài)區(qū)之間品種平均推廣時(shí)間分布不均，部分西北玉米區(qū)、東北春玉米區(qū)平均推廣時(shí)間較長，部分東華北春玉米區(qū)和黃淮海夏玉米區(qū)平均推廣時(shí)間適中，部分西北春玉米區(qū)平均推廣時(shí)間較短。在同一生態(tài)區(qū)如黃淮海夏玉米區(qū)內(nèi)，各省份品種平均推廣時(shí)間不盡相同，部分東華北春玉米區(qū)省份如黑龍江和吉林省平均推廣時(shí)間差距較大。說明不同生態(tài)區(qū)內(nèi)各省份大品種推廣情況有空間差異。

圖1 大品種在推廣省份平均推廣時(shí)間分布圖Fig.1 Distribution of the big varieties average promotion time in the promotion of provinces

2.2 省內(nèi)大品種擴(kuò)散特征與品種更替分析

優(yōu)良品種對不同推廣地區(qū)適宜性不同，品種在不同生態(tài)區(qū)間與生態(tài)區(qū)內(nèi)省份擴(kuò)散特征與品種更替有明顯差異。本研究選取玉米主栽區(qū)，以大品種在各省的推廣時(shí)間為自變量，推廣面積為因變量，擬合大品種在各省份內(nèi)擴(kuò)散曲線。部分省份擴(kuò)散曲線如圖2所示。

從品種時(shí)空擴(kuò)散上看，省內(nèi)擴(kuò)散存在明顯的品種更替現(xiàn)象，同一生態(tài)區(qū)相鄰省份品種更替的空間差異明顯。品種推廣31 a間不同年代各省份均存在表現(xiàn)優(yōu)異的大品種，但同一品種在不同省份進(jìn)入市場時(shí)間和平均生命周期差異較大。遼寧省在1988年間丹玉13表現(xiàn)突出，最大面積達(dá)666 667 hm2以上，推廣時(shí)間達(dá)12 a，此后大品種更替較為平均，最大推廣面積在333 333 hm2以下，推廣時(shí)間變長；而同屬東華北生態(tài)區(qū)的黑龍江省則在1990-2000年間大品種更替明顯，推廣時(shí)間長，最大推廣面積較大，到2000年以后有所下降；黃淮海區(qū)內(nèi)山東省品種最大推廣面積較大，且平均每5 a一個(gè)品種完成更替，有明顯的時(shí)序性；而同區(qū)河北省在 1990-2000年間出現(xiàn)集中品種更替，同時(shí)出現(xiàn)一些短促品種，進(jìn)入2000年以后，長生命周期、大面積的品種逐漸引領(lǐng)市場；內(nèi)蒙、山西、陜西省大品種數(shù)量較少，曲線分布均勻。

從品種結(jié)構(gòu)方面，黃淮海春播區(qū)山東、河北、河南省品種結(jié)構(gòu)豐富，其中山東省品種分布均勻，結(jié)構(gòu)層次分明；河南和河北省均存在比較激烈的品種競爭；東華北地區(qū)品種壽命較長，品種更替分布更均勻，吉林省在1994-2001、2002-2009、2010之后3個(gè)時(shí)間周期均存在最大推廣面積達(dá)到333 333 hm2以上的優(yōu)良品種且分布均勻；從生態(tài)區(qū)角度來看，品種更替品種更快，主導(dǎo)品種結(jié)構(gòu)層次分明，東華北地區(qū)品種壽命較長，品種更替分布更均勻。

圖2 大品種在部分省份擴(kuò)散曲線Fig.2 Promotion curve of the big varieties in province

2.3 全國大品種擴(kuò)散特征與重心轉(zhuǎn)移

從中單2號、掖單13，到農(nóng)大108及之后的鄭單958，一個(gè)時(shí)代的代表性品種代表了當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力水平[30]。選取 4個(gè)典型大品種分析其在全國尺度下空間擴(kuò)散特征與重心轉(zhuǎn)移分布情況。4個(gè)品種平均推廣時(shí)間同為11 a，平均最大推廣面積均在300 000 hm2以上。掖單13號和農(nóng)大108為黃淮海地區(qū)主推品種，其中掖單13號起始推廣時(shí)間在1990，農(nóng)大108起始推廣時(shí)間在2000；鄭單958和中單2號為東華北地區(qū)主推品種，其中中單2號起始推廣時(shí)間在1980，鄭單958起始推廣時(shí)間在2000。從平均推廣時(shí)間和平均最大推廣面積來看，均屬于第一類大品種，各品種在主推省份擴(kuò)散情況如圖3。

農(nóng)大 108從開始推廣到進(jìn)入強(qiáng)勢階段（到達(dá)最大推廣面積年份）平均為 4年，在黃淮海地區(qū)從高緯度地區(qū)向低緯度地區(qū)擴(kuò)散趨勢，以京津冀地區(qū)為起始覆蓋整個(gè)黃淮海區(qū)域，達(dá)到山東省擴(kuò)散面積最大。品種重心轉(zhuǎn)移不明顯。

鄭單958擴(kuò)散區(qū)域?yàn)閺牡途暥鹊貐^(qū)轉(zhuǎn)向高緯度地區(qū)，品種的擴(kuò)散重心轉(zhuǎn)移明顯（從黃淮海地區(qū)擴(kuò)散到東華北地區(qū)）。在黃淮海地區(qū)最大推廣面積達(dá)到最大，呈現(xiàn)空間聚集狀態(tài)，重心集中分布，隨后逐漸轉(zhuǎn)移到東華北地區(qū)。東華北地區(qū)以河北省為重心向高緯度擴(kuò)散，黑龍江省最晚到達(dá)最大推廣面積，但在吉林省，品種進(jìn)入晚但是很快就達(dá)到最大種植面積，與吉林省單個(gè)品種主導(dǎo)的趨勢相同。說明擴(kuò)散到東華北地區(qū)推廣重心在不斷向高緯度擴(kuò)散。

中單 2號擴(kuò)散重心分布較為分散，以黃淮海地區(qū)為重心向東華北地區(qū)、西北玉米區(qū)和西南玉米區(qū)擴(kuò)散。最大推廣面積集中在黃淮海地區(qū)，在東華北地區(qū)吉林省品種進(jìn)入較晚但是推廣面積較大，在四川省和甘肅省同樣較快進(jìn)入最大推廣面積，說明中單 2號推廣重心以黃淮海地區(qū)為輻射重心，向高緯度和低緯度不斷擴(kuò)散。

掖單13擴(kuò)散重心較為集中，主要聚集在黃淮海地區(qū)。掖單13起始推廣年份在黃淮海地區(qū)較晚，卻最快達(dá)到推廣面積且推廣面積最大，如山東省推廣時(shí)間最短但推廣面積最大，達(dá)到其他生態(tài)區(qū)最大推廣面積之和，與前文山東省大品種中品種更替均勻、多品種主導(dǎo)的趨勢相同。掖單13擴(kuò)散重心轉(zhuǎn)移不明顯，重心分布比較集中。

2.4 區(qū)域特色品種分布特征

區(qū)域特色品種僅在1～2個(gè)省份推廣，品種對推廣省份具有特殊適宜性。通過區(qū)域特色品種在各省分布如圖4可以看出，特色品種分布重心由低緯度向高緯度不斷增加，東華北玉米區(qū)黑龍江省品種數(shù)量最多，這也與大品種如鄭單958重心轉(zhuǎn)移特征一致。

圖3 大品種時(shí)空特征分布圖Fig.3 Big varieties characteristics of time and space distribution

圖4 各省區(qū)域特色品種數(shù)量分布圖Fig.4 Number of regional special varieties distribution in province

2.5 不同生態(tài)區(qū)品種分布特征

對比黃淮海玉米區(qū)與東華北玉米區(qū)內(nèi)各省份大品種達(dá)到的最大面積和達(dá)到最大面積的年份，得到 2個(gè)生態(tài)區(qū)整體擴(kuò)散趨勢，如圖5所示。

黃淮海玉米區(qū)達(dá)到最大面積比東華北玉米區(qū)普遍偏早，黃淮海地區(qū)推廣重心主要集中在山東省，呈現(xiàn)以山東省為重心向其他相鄰省份擴(kuò)散，東華北地區(qū)推廣重心北移，呈現(xiàn)隨緯度增加不斷轉(zhuǎn)移，吉林省達(dá)到最大。該結(jié)論與前文大品種在2個(gè)生態(tài)區(qū)擴(kuò)散規(guī)律相一致。

圖5 不同生態(tài)區(qū)品種時(shí)空特征分布Fig.5 Time and space distribution of different maize planting regions characteristics

3 討 論

1）本文通過驗(yàn)證了優(yōu)良品種不僅在全國尺度內(nèi)符合擴(kuò)散曲線，在省份尺度同樣具有擴(kuò)散規(guī)律。但品種推廣和擴(kuò)散是一個(gè)復(fù)雜的過程，受多種因素影響，比如鄭單958[30]，該品種屬于對種植密度、水肥條件和生產(chǎn)管理水平反應(yīng)遲鈍、耐密性強(qiáng)的玉米雜交種，在進(jìn)入市場之后就受到廣大農(nóng)民的歡迎和認(rèn)可。擴(kuò)散也呈擴(kuò)散廣擴(kuò)散快的特點(diǎn)。后續(xù)研究可以結(jié)合品種的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)，尋找推廣階段優(yōu)良品種優(yōu)秀的本質(zhì)原因。

2）由于雜交種推廣一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)一些問題，如整齊度下降，品種單一化造成病害上升導(dǎo)致減產(chǎn)等，必須不斷選育和更新品種，因此玉米主產(chǎn)區(qū)每隔7～8 a左右更換一次品種。但是可以發(fā)現(xiàn)在主產(chǎn)區(qū)各個(gè)省份的更替周期并不相近，品種更替存在明顯的空間差異。

3）影響品種擴(kuò)散的因素不單單是擴(kuò)散規(guī)律，還包括當(dāng)?shù)丨h(huán)境，重大災(zāi)害和農(nóng)戶品種喜好等各種實(shí)際因素。吉林延邊地區(qū)機(jī)械收獲和機(jī)械收粒品種是首選，在延邊地區(qū)及適宜早熟區(qū)只有德美亞品種可以做到機(jī)械脫粒，所以德美亞在吉林近幾年推廣速度極快[31]；玉米粗縮病已成為春播玉米的主要病害[32]，農(nóng)大 108以其對該病的高抗特性，在山東進(jìn)入擴(kuò)散后期仍具有較大的播種面積。農(nóng)戶不愿接受新品種收傳統(tǒng)因素影像較多，具有典型的馬太效應(yīng)，相對經(jīng)濟(jì)收入高、教育程度高、個(gè)人見識廣的農(nóng)戶接受新品種更多。同時(shí)，接受新品種的農(nóng)戶都較多受到人際網(wǎng)絡(luò)的影響[33]。

4）不同生態(tài)區(qū)品種擴(kuò)散方式與推廣重心轉(zhuǎn)移方式不同。以東北春播區(qū)為例，在東北玉米面積大且每戶農(nóng)民平均土地多，外省進(jìn)入東北的新品種在市場開發(fā)時(shí)以縣為區(qū)域單位發(fā)展代理商。同樣，東北的農(nóng)民喜歡橙黃色籽粒紅軸品種，不喜歡花白粒。這些典型特點(diǎn)都成為品種是否能夠成功進(jìn)入市場并完成推廣的關(guān)鍵因素。同樣可以看到黃淮海目前主要為鄭單958和先玉335類似品種，如果發(fā)生生物逆境和非生物逆境，會(huì)對整個(gè)黃淮海地區(qū)產(chǎn)量的增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)構(gòu)成一定程度的危險(xiǎn)，從而提出需要區(qū)別于上述兩種品種的替代品種，考慮黃淮海地區(qū)需要耐密、早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適于機(jī)械化收獲等要求，選育新品系進(jìn)行推廣[34]。從時(shí)空角度和品種適應(yīng)性兩個(gè)維度來探究品種的推廣變化，提取特征，可用于指導(dǎo)品種獲取目標(biāo)省份市場和推廣周期。

4 結(jié) 論

本文結(jié)合 1982?2012年玉米新品種推廣面積數(shù)據(jù)，擬合并驗(yàn)證優(yōu)良品種擴(kuò)散在全國和省份尺度均符合 Guassian模型，根據(jù)模型擬合結(jié)果獲取品種推廣時(shí)間、最大推廣面積等關(guān)鍵指標(biāo)，從全國和省份不同空間尺度分類選取在品種推廣過程中的優(yōu)良品種，分析了優(yōu)良品種的時(shí)空擴(kuò)散規(guī)律及典型品種推廣過程的重心轉(zhuǎn)移規(guī)律。結(jié)論如下：

1）優(yōu)良品種在省份尺度擴(kuò)散同樣可以采用Gaussian模型擬合，優(yōu)良品種在不同空間尺度擴(kuò)散方式一致，可作為分析其重心轉(zhuǎn)移規(guī)律的理論基礎(chǔ)。

2）優(yōu)良品種按不同適宜性可分為大品種和區(qū)域特色品種。其中大品種空間推廣重心呈輻射鄰近擴(kuò)散，如果在一個(gè)省份接受，應(yīng)盡快推廣到相鄰省份，占據(jù)最大推廣面積；區(qū)域特色品種推廣重心成跳躍式擴(kuò)散且跳躍距離較遠(yuǎn)，在1～2個(gè)省份會(huì)呈現(xiàn)空間聚集性，應(yīng)盡快找到聚集省份，占據(jù)最大推廣面積。

3）同一生態(tài)區(qū)內(nèi)不同省份內(nèi)優(yōu)良品種擴(kuò)散差異巨大，品種結(jié)構(gòu)和品種更替現(xiàn)象也不盡相同，空間相關(guān)性較弱。不同省份推廣手段不同，品種接受度不盡相同，現(xiàn)階段品種推廣尺度需要按照省份尺度建立更精細(xì)的品種推廣方案。

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