粮食产量的气象因素分析

孙晓敏 张兴泽

摘 要 针对辽宁省近十年来的粮食产量，进行了影响因素的分析。本文主要阐述了影响辽宁省粮食产量的自然因素中的气象因素。利用辽宁省铁岭市2005-2014年的粮食产量，采用相关性分析分析和主成分分析对粮食产量与辽宁省铁岭市气候因子进行相关性分析。其结果表明：辽宁省粮食产量与降水量，日照时间，气温和相对湿度有显著的相关性，与平均风速和平均水气压的相关性较小。

关键词 粮食产量;影响因素;气象;相关分析;主成分分析

前言

辽宁是我国重要的粮食主产省份，特别是玉米、稻谷等大宗粮食作物在我国粮食生产中占有极其重要的地位。氣候变化对在很大程度上对农业生产活动造成了影响。本文以辽宁省铁岭市为例，分析了影响铁岭市农业生产的气象因素。其中对自然因素中的气象因素进行了相关性分析和主成分分析，以期对提高辽宁省粮食产量提供借鉴。

1数据来源与处理

1.1 数据来源

本文所用气象数据来自于辽宁省铁岭市平原县1个气象站点的观测资料，选取辽宁省的铁岭市平原县1个站点2005—2014年逐年气象数据（日照时数、平均气温、平均风速、平均相对湿度、降水量）。粮食产量选取的数据来自辽宁省统计年鉴。

1.2 研究方法

主要运用Pearson相关系数分析测得的气象要素与粮食产量的相关性。用SPSS软件进行相关性分析。本文运用基于主成分模型的主成分分析法进行分析，通过找出累计方差贡献率较大的初始因子作为主因子，提取影响铁岭市粮食产量的气象因素的主要影响方面。

2结果与讨论

2.1 相关性分析

将铁岭市平原县气象站点的数据和近十年来铁岭市的粮食产量输入SPSS中进行相关性分析，结果显示，平原县的粮食产量与气象因子中的日照时数的相关系数高达0.929，说明铁岭市的日照时数与粮食产量呈显著的正相关关系;气温和降水量与粮食产量的相关系数分别达到0.708和0.787，说明铁岭市的降水量和气温也与粮食产量呈显著的正相关关系;平均相对湿度与粮食产量的相关系数为0.581，说明相关性不是很明显。平均风速和平均水气压与粮食产量的相关系数分别为0.225和0.334，说明平均风速和平均水汽压对粮食产量的影响很小。

2.2 主成分分析

将所有的气象数据和粮食产量数据输入SPSS中进行因子分析，分别为成分1-6分别代表初始计算出的各个主成分。初始计算出的各个主成分，累积方差贡献率为前成分方差贡献率的加和，其值代表信息提取量的高低，越高越好。输出结果显示，第一主因子的特征根为3.525，方差贡献率为58.207%，第二主因子的特征根为1.527，方差贡献率为25.988%，前三个主因子的特征值大于1，且它们已经包括了原始变量84.195%的信息，即84.195%的总方差可以由2个潜在因子解释，其余可忽略不计。所以这里选取成分1、2为主成分。

表1中的数值表示各主成分与对应气象因子的相关系数，相关系数的绝对值越大，主成分对该变量的代表性也越大。因此，从表1我们可以得出主成分1主要反映降水量、平均气温、平均相对湿度和日照时数4个变量的信息，主成分2主要反映的是平均水汽压和平均风速的信息。因此，可以将主成分1归纳为气象因子中的水热条件，将主成分2归纳为其他条件。

通过对各气象因子进行主成分分析，可以发现，对粮食产量影响最大的气象因素是水热条件，主要包括降水量、平均气温、平均相对湿度和日照时数。分析所得的结果与Pearson相关系数所得的结果是一致的。

3结束语

从上述两种方法的研究结果，我们可以认为，对开原县粮食产量影响最大的气象因子是水热状况，主要包括降水量、平均气温、平均相对湿度和日照时数。降水量与农业有着极为重要的关系，根据数据分析可知，铁岭市的降水量与粮食产量呈显著的正相关关系，近十年来，铁岭市的降水量几乎没有出现突变，因此粮食产量也比较稳定。铁岭市位于辽宁省的北部，属于我国的北部地区，纬度位置较高，因此热量条件是限制农作物生长的重要因素。近十年以来，铁岭市的气温变化不大。本研究中，铁岭市的粮食产量与气温呈显著的相关关系，因此粮食产量也较为稳定。娄秀荣等[1]对东北地区的气温与农业生产的研究表明农作物生长季节气温升高，可能减少全区性低温冷害出现的频率，使有效积温增加，促进农业生产潜力的持续增长。气象因子的相对湿度对土壤的相对湿度有较大的影响，而土壤的相对湿度是影响农作物生长的重要因子。在本研究中，近十年来铁岭市平均相对湿度与粮食产量的相关关系不是非常密切，但是在全球气候变化的大背景下，还是要对农业生产的相关指标加以重视。铁岭市的维度分布较高，日照时间是影响农作物生长所需热量的重要影响因素。本文分析结果表明近十年来铁岭市的日照时间与粮食产量有显著的正相关关系，说明日照时间的变化对粮食产量有较大的影响。

参考文献

[1] 娄秀荣，沙奕卓.1998年东北地区农业气象条件与粮食生产[J].中国农业气象，1999（1）：3-5.

作者简介

孙晓敏（1994-），女，河北张家口人;学历：研究生硕士，现就职单位：浙江师范大学，研究方向：人类活动干扰强度的量化测算及其评价研究。