翁牛特旗水稻与气候因子的相关性分析

张建辉

摘 要：本文从翁牛特旗农业统计年鉴中收集了2007-2016年翁牛特旗地区水稻单产数据。根据翁牛特旗国家基本气象站观测的气象数据，统计分析了2007-2016年翁牛特旗水稻生长季节的气候因子，分析了气候因子对历年水稻单产的影响，通过逐步回归模拟的方式，得出对产量影响最大的气候因子，并建立回归模型。

关键词：水稻种植；气候因子；回归分析

水稻是翁旗东部的支柱产业，也是扶贫开发重点支持产业，是翁旗稻区农户脱贫致富达小康的首选产业。根据水稻生理学特性及当地气候特点，筛选出影响其生长发育及产量形成的主要气象因子及主要气象灾害，趋利避害，把气象服务指导规避自然灾害融入水稻生产技术体系，实施信息、技术集约化，整体提高翁旗水稻生产水平。

一、材料与方法

作物产量是在各种自然和非自然因素综合影响下形成的。在影响作物产量的外界因素中，气象因素不仅经常起作用，而且变化比较明显。它对作物产量的影响在时间序列上是一个颇不稳定的随机过程，往往能使相邻两年间的产量发生大幅度的增减。因此，在具体模拟中，通常把经过趋势模拟后的产量序列剩余项视为受气象因素影响的产量分量，统称为气象产量。用公式表示为：

Y （kg/hm2）表示水稻的实际产量，分离为趋势产量Yt （kg/hm2）和气象产量Yw （kg/hm2），以及一部分随机因素造成的产量波动（或称为随机误差）。因为各地影响增、减产的偶然因素并不经常发生，而且局部性的偶然因素的影响也不大。因此，在实际产量的分解计算中随机误差项可不考虑。

本文通过趋势产量和气象产量的分解与拟合，分析了气象产量的周期波动，求出气象产量的拟合值。根据这一基本结构，数据整理过程如下：

对作物产量的时间序列Yt，作滑动平均处理，以消除一部分季节性随机因子的干扰，处理后的序列用Mt表示。用Mt对时间t拟合得到趋势回归方程：

其曲线与原始产量数据曲线比较，在原序列Yt中减去趋势项Tt，得到新序列：Yt-Tt，即气象原始产量Yw ；

实际上，在天气一产量模拟中，气象产量还包括那些偶然起作用的和时间演变不很稳定且变幅较大的其他自然与非自然因素对产量的贡献，即气象产量是产量曲线中的高频周期波动的统称。实践表明，用气候因子模拟气象产量是比较适宜的，在大多数情况下均可获得较好的模拟效果。

二、结果与分析

1.水稻的气象产量计算

由表1可知：翁牛特旗水稻单位面积气象产量波动很大。翁牛特旗水稻气象产量具有较明显的年际变化，也有一定的阶段性。2009-2011年、2013年气象产量较低，而2007-2008年、2012年、2014-2016年气象产量相对较高。翁牛特旗气象丰产年多集中在2012年以后，而气象减产年多在2011年之前，这可能与天气气候及气象灾害有关。假若气象产量基本上反映了气候因子变化的影响，上述统计值说明气候因素的影响显著。

2.水稻全生育期气候因子变化特征分析

在作回归分析之前，首先对水稻全生育期中主要气候因子做了简单的变化特征分析，这有利于对回归结果进行更准确的分析。

从图1可以看出，近10年翁牛特旗水稻生育期的降水量变化幅度比较大，介于133.2 mm （2009年）-380.6mm （2016年）间，整体呈上升趋势。2012-2016年5年降雨量明顯超于2007-2011年。

从图2中可以看出，近10年来翁牛特旗整个水稻生育期的日平均气温变化幅度不大，介于16.9（2012年）-18.3℃（2013年）之间。

从图3中可以看出，整个水稻生育期的日照时数整体呈下降趋势，介于1384

（2015年）一1612.1 h（2009年）之间。2015年翁牛特旗出现阴天天气较多，年降雨量也偏多，但水稻全生育期内降水量正常，日照时数明显减少，属正常气候。

翁牛特旗气候特征为大陆性明显，四季分明。春季（3-5月）太阳高度角增大，白昼时间加长，辐射增强，气温回升较快，昼夜温差大，空气干燥，降水量较少，总量40毫米左右，仅占全年的10-12%，极易发生春旱。夏季（6-8月）炎热多雨。平均气温21℃，7月份最高，达22-23℃。降水量高度集中，总量达270毫米，占全年的75%左右，7、8月份最为集中，达到220-230毫米，约占全年的62%。西部山区易发生暴雨和山洪，山地和丘陵地区易发生冰雹等灾害性天气。秋季（9-11月）随着太阳高度角降低，白昼渐短，气温下降较快，霜冻来临较早，易发生寒潮。降水锐减，平均为50-55毫米，占全年的14%左右，易发生秋旱。年降水量总体呈上升趋势，有明显增多趋势；从季节来看，春秋两季有所上升，冬夏两季有所下降。年日照时数80年代初开始减少至今；从各季节来看，春、夏、冬等季节日照时数明显减少，秋季基本持平微有增加。

翁牛特旗初夏气温回升快但不稳定，此时水稻正处于苗期，温度越高生长越快，因此有必要采取措施提高温度。采用温室、薄膜旱育秧等先进技术，不但可提早育秧时间，保证水稻能安全抽穗扬花，而且秧苗素质较高；移栽后，在本田增施草木灰、磷、钾肥对提高水温及泥温也有一定效果。另外，为避免过早偏重的伏旱和盛夏出现洪涝时温度过低对水稻生产的危害，要采取早栽、增蓄伏前水、适时晒田等措施；选育分粟力强、抗病、抗倒伏的品种进行推广。

3.水稻全生育期气候因子对水稻气象产量影响回归分析

利用多元线性回归分析方法理清水稻气象产量与气侯因子的关系，得出各因子对水稻产量的影响是正向影响或负向影响及其影响的显著程度，并且根据标准化回归系数的可比性可以得出各因子对水稻产量影响的重要程度。依据研究内容和需要，将运用SPSS15.0分析软件对数据进行分析。

利用逐步回归法建立水稻气象产量与气候因子的回归方程。由分析结果可以看出，调整后的判定系数=0.998，说明拟合度很好，相伴概率P=0.000<0.001，且回归系数与0有显著差别，说明回归方程有意义，且达到显著水平。线性回归方程表达式如下：

式中，Yc为水稻气象产量（kg/hm2），x1为10月上旬日较差（℃），x2为7月下旬日照（h），x3为6月下旬日较差（℃），x4为9月中旬日照（h），x5为7月下旬最低气温（℃），x6为6月下旬降水量（mm），x7为7月下旬蒸发量（mm），x8为7月上旬蒸发量（mm）。

由表2以及回归方程式可知，在气候因子对水稻气象产量影响中，6月下旬日较差、7月下旬最低气温，7月下旬蒸发量与水稻气象产量呈正相关，10月上旬日较差、7月下旬日照、9月中旬日照、6月下旬降水量、7月上旬蒸发量与水稻气象产量呈负相关。7月下旬日照、9月中旬日照与水稻气象产量呈负相关这一结果与前人研究有别，有待进一步研究。

三、结语

翁牛特旗虽然农业气候资源丰富，四季分明，是农业发展的主要优势，在农业生产中占主导地位，但灾害性天气多，气候波动年际变化大。因此，要根据不同地区气候特征不同，对作物栽培做出相应的指导，尽量避免在作物生长发育过程中带来负面影响，以合理利用气候资源。

虽然气候变化对我国农业影响的研究近年来取得了较快的进展，但与国外研究状况相比，仍有不小的差距。今后在此领域的研究应大力改进大气环流模式，继续发展和改进各类专业模型，建立适合我国的综合模型，提高其分辨率，减少其不确定性。气候变化对农业系统整体研究较少，这方面尚需进一步加强。

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