中卫市沙坡头区玉米产量丰欠气象指标研究

庞婷婷 康文娟 毛万忠

摘要    本文利用中卫市1999—2018年旬平均气温、旬降水量、旬日照时数等气象要素及沙坡头区玉米单产资料，采用5年滑动平均法、气候倾向率法、SPSS软件等，分析影响沙坡头区玉米产量丰欠的气象要素，确定能综合评判玉米产量丰欠的气象因子，并对气象因子进行标准化处理和组合，得出影响玉米产量丰欠气象指标。结果表明，影响玉米产量1旬的气象因子有4月下旬气温、9月上旬气温、6月上旬日照;影响玉米产量连续2旬的气象因子有8月下旬至9月上旬气温;影响玉米产量连续3旬的气象因子有8月中旬至9月上旬气温。建立的1级、2级、3级评判玉米产量的气象指标准确率分别为75%、65%、55%。根据叠加原则，最终研究确定的评判沙坡头区玉米产量的丰欠指标，在判断气象条件对玉米生育利弊方面，其准确率可达80%。

关键词    玉米;气象因子;丰欠指标;产量;宁夏中卫;沙坡头区

中图分类号    S513;S162.5        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）05-0022-02

玉米属于禾本科玉米属作物，是一种喜温、喜光、高光效的C4作物[1]。近年来，灌区玉米种植面积不断扩大，尤其是沙坡头区玉米种植面积每年达到1.2万hm2左右。玉米作为沙坡头区主要粮食作物之一，其丰欠直接关系到当地国民经济收入与年景好坏。为此，本文在分析不同气候条件对玉米产量影响的基础上，研究能综合评判玉米产量丰欠的气象指标，以期为玉米生产趋利避害、创丰收提供气象依据。

1    资料与方法

1.1    数据来源

本文所用的气象资料来源于中卫国家基本气象站1999—2018年的旬平均气温、旬降水量、旬日照时数及其2～3旬的组合。所用的产量资料为1999—2018年沙坡头区玉米单位面积产量，由中卫市统计局提供。

1.2    分析方法

利用5年滑动平均法求得沙坡头区1999—2018年玉米逐年趋势产量[2]，即：

2    结果与分析

2.1    产量分析

由表1可知，1999年、2001年、2005年、2006年、2013年、2014年、2015年及2016年均为欠产年，20年中出现了8次，占40%;其余的年份均为丰产年，占60%。

2.2    气象因子筛选

由于玉米的整个生育期在4—9月，在此利用4—9月的平均气象要素与气象产量Ym（i）进行相关性分析和检验[3]，分别筛选出1旬、连续2旬、连续3旬条件下产量相关系数通过0.05显著性水平检验的气象因子（表2、图1～5）。可以看出，影响玉米产量1旬的气象因子有4月下旬气温、9月上旬气温、6月上旬日照;影响玉米产量连续2旬的气象因子有8月下旬至9月上旬气温;影响玉米产量连续3旬的气象因子有8月中旬至9月上旬气温。

2.3    玉米丰欠气象指标的确定

利用标准化后的数据进行分析。数据标准化的方法有很多种，这里选用“Z-score标准化”法进行标准化处理[4]。

Aij=（Xij-Xi）/Si            （3）

式中，Xij为实际变量值，Aij为标注化后的变量值，Xi为各变量的算术平均值，Si为标准差。

标准化处理过程中，将逆指标前的正负号对调。标准化后的变量值围绕0上下波动，小于0说明低于平均水平，大于0说明高于平均水平。

2.3.1    玉米丰欠1级气象指标的确定。利用公式（3）对影响沙坡头区玉米产量的1旬气象因子进行标准化处理，将处理后的各因子相加得出影响产量丰欠的1级气象指标为

当Q1（i）>0时，说明气象条件对玉米生长有利，为丰产年;当Q1（i）=0时，为平年;当Q1（i）<0时，说明气象条件对玉米生长不利，为欠产年。

利用公式（4）对沙坡头区1999—2018年的气象条件进行计算，结果见表3。其中，Ym表示玉米气象产量，反映玉米产量的丰欠;Q1表示影响玉米产量的1级气象指标;A1、A2、A3分别表示标准化处理后沙坡头区4月下旬气温、9月上旬气温、6月上旬日照。对比Q1与Ym，准确率达75%。

2.3.2    小麦丰欠2级和3级气象指标的确定。利用同样的方法，对影响沙坡头区玉米产量的连续2旬和连续3旬的气象因子进行标准化处理，分别确定小麦丰欠2级指标Q2和3级指标Q3，计算结果见表4。对比Q2与Ym，准确率为65%;对比Q3与Ym，准确率为55%。

2.3.3    沙坡頭区玉米丰欠指标的确定。在以上建立的1级、2级、3级气象评判指标的基础上，根据以下叠加原则，确定沙坡头区玉米产量丰欠指标Q（表5）。叠加原则：当Q1、Q2、Q3符号不全相同时，Q的符号取其中2项相同的符号;当Q1、Q2、Q3符号均相同，此符号即为Q的符号。

综合分析可知，对比Q1与Ym，准确率达75%;对比Q2与Ym，准确率为65%;对比Q3与Ym准确率为55%;对比Q与Ym，准确率为80%。

3    结论与讨论

分析结果表明，1999—2018年20年来，影响沙坡头区玉米产量1旬的气象因子有4月下旬气温、9月上旬气温、6月上旬日照;影响玉米产量连续2旬的气象因子有8月下旬至9月上旬气温;影响玉米产量连续3旬的气象因子有8月中旬至9月上旬气温。建立的1级、2级、3级评判玉米产量的气象指标准确率分别为75%、65%、55%。根据叠加原则，最终研究确定的评判沙坡头区玉米产量的丰欠指标，在判断气象条件对玉米生育利弊方面，其准确率可达80%。

利用沙坡头区20年的旬平均气温、旬降水量、旬日照时数等气象要素，并对气象要素进行标准化处理再分析，准确率较高，对提高农业气象预报和情报的业务水平有利[5]。本文的方法只能定性表述气象条件对玉米产量丰欠的影响，还不能定量表述气象条件对玉米产量丰欠的影响程度，这有待于今后进一步研究。另外，降水、光照也是影响玉米产量的重要气象因素[6-9]，但文中所用的降水、光照及其2～3旬的组合数据与产量相关系数均未通过0.05显著性水平检验，在今后的研究中，还需对方法进行改进和完善，提高指标准确率[10-12]。

4    参考文献

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