肇州地区玉米产量与温度和降水量关系分析[1].doc

肇州地区玉米气象产量与降水量关系分析 李辉 (肇州县气象局，黑龙江 肇州 166400 )摘要：利用肇州地区19852005年玉米原始产量和生育期内降水量的资料，分析了玉米气象产量与降水量的关系。结果表明玉米气象产量与7月份降水显著相关，相关系数为0.53*，与其它月份降水量的相关程度未达到显著水平。同时对玉米气象产量与生育期间降水量进行非线性回归拟合，得出二次回归方程为Y=-592.95+2.63x-0.0026x2，通过计算得出玉米气象产量最大值为71.72kg/mu，所对应的生育期降水量为505.2mm。关键词：玉米，气象产量，相关分析，回归分析Analysis of relationship of weather yield and Precipitation in ZhaozhouLI Hui(Meteorogical beureau of zhaozhou, heilongjiang China 166400 ) Abstract:Using the original corn yield data and the precipitation data of Zhaozhou from 19852005,The relationship of weather yield and Precipitation are analyzed.The result shows that the weather yield of corn has a notable relative relationship with the precipitation during growing up, and its relative coefficient if 0.53.A regression equation is established by drawing up the weather with the precipitation :Y=-592.95+2.63x-0.0026x2.The max of weather yield is 71.72kg/mu,anf itscorresponding precipitation is 505.2mm.Keywords: corn ,weather yield ,correlation analysis ,regression analysis1前言玉米属高产稳产作物，耐连作，为黑龙江省的主要栽培作物，年播种面积在3000万亩以上。造成玉米单产年际间波动的主要因素为气象因素。肇州地处黑龙江省西南部，土壤多为盐碱地，是黑龙江省几个比较干旱的地区之一。长期以来，影响肇州地区玉米产量的气候因子主要为降水情况，因此研究玉米产量同降水量变化的关系具有十分重要的意义。通常认为，玉米产量可以分解成趋势产量和气象产量两部分，气象条件主要影响玉米产量中气象产量的部分。因此研究气象产量与降水量变化的关系更有意义。2材料与方法2.1玉米气象产量的计算作物产量的时间序列，可以认为是平稳变化项(Yt)和显著波动项(Yw)的合成，即： Y= Yw+ Yt。对原始作物产量作5年滑动平均得到趋势产量，然后从原始作物产量中扣除趋势产量，就得到了气象产量1。运用这种方法，根据肇州地区近二十年玉米实际产量和生育期内降水量与温度的资料，计算肇州地区玉米产量的气象产量。2.2玉米气象产量与生育期内降水量的相关分析和回归分析对气象产量与玉米生育期内降水量和温度分别进行相关分析和回归分析。多项式回归的通用数学模型为 令 此模型即转化为一般的多元线性回归模型yi=0+1xi,1+2xi,2+mxi,m+ei 其中0是回归截距，意为当诸自变数均为零时的y值；j(j=1，2，m)是偏回归系数（partial regression coefficient），意为其余自变数均保持不变、仅第j个自变数xj变化1个单位时y的变化量；ei是第i次观察的误差，服从N(0，)。相应的多元线性回归方程为=b0+b1x1+b2x2+bmxm 其中b0和b1，b2等分别是0和1，2等的估计值计算出二次回归方程后，由于抛物线属单峰曲线，其峰顶(谷底)值称极值。令二次多项式的导数为零可解得极值则可以求出最高产量及出现最高产量时对应的降水量。3结果与分析3.1玉米原始产量与生育期内降水量关系分析将肇州地区玉米原始产量和生育期内降水量的年变化绘制成图，见图3.1。由图上可以看出，不同年际间，玉米原始产量与生育期内降水量有相似的变化趋势，但通过计算表明两者之间的相关系数为0.36，并未达到显著水平。图3.1玉米气象产量与生育期间降水量年变化图3.2肇州地区玉米气象产量与生育期内降水量的相关分析将玉米原始产量分解为趋势产量和气象产量后，对玉米气象产量与整个生育期内降水量进行相关分析，相关系数r=0.47,显著水平为0.03，为显著正相关。说明玉米气象产量受降水量影响显著。 对玉米气象产量与生育期内各月份降水量进行相关分析，结果见表3-1，由表可以看出，玉米气象产量与生育期内各月份的降水量均呈正相关。其中7月份降水量呈显著正相关，相关系数为0.53，而与其它月份降水量相关不显著。根据肇州地区玉米生长发育特点，玉米一般在5月初期播种，7月份正值玉米开花散粉期，此时降水量的多少对玉米籽粒的形成有重要影响，因此7月份降水量与玉米气象产量呈显著正相关是比较合理的。气象产量与9月份的降水量的相关程度也接近显著水平，说明受9月份降水情况影响也比较大。此外我们还可以看出，5月份的降水与6、7月份的降水呈负相关，这和实际境况也比较接近，在肇州地区，发生春旱的年份往往会出现秋涝。表3-1玉米气象产量与生育期内各月降水量相关分析相关系数5月6 月7 月8 月9 月生育期降水量气象产量5月1.00-0.32-0.380.450.05-0.010.146 月1.000.44-0.11-0.210.53*0.387 月1.00-0.220.400.75*0.53*8 月1.000.080.400.139 月1.000.450.50生育期降水量1.000.47*气象产量1.003.3玉米气象产量与生育期内降水量的回归分析通过对玉米气象产量与生育期内降水量的相关分析，只能简单的说明气象产量与生育期内降水量的关系，为明确玉米气象产量如何受降水量影响，以玉米气象产量为依变量，以年生育期内降水量为自变量，构建回归方程为：Y=-592.95+2.63x-0.0026x2回归系数 r=0.76, 对方程进行显著性检验，F=8.62,显著水平p为0.004，达到了极显著水平（对方程的一次回归项和二次回归项分别进行显著性检验，均达到显著水平），回归方程成立。为更明确地看出气象产量与降水量的关系，绘制出气象产量随降水量变化关系图，见图3-1。从图中可以看出，气象产量随降水量的变化曲线为抛物线形势，开口向下。通过计算可知，最大气象产量为71.72kg/mu,所对应的生育期内降水量为505.52mm，。图3.2 气象产量随降水量变化关系图。4 讨论4.1玉米气象产量与降水量的相关性 水分是玉米产量的构成因素，降水量的多少是影响玉米单产年季间变化的重要原因。一般情况下，很难直接分析玉米产量与降水量的关系，为了更好的说明降水量和粮食产量之间的关系，可以将作物的产量进行分解，在这里将其分解为两个部分，即： Y= Yw+ Yt其中Yw代表趋势产量，指由于农业生产力的提高(化肥，农业机械化)以及农业生产技术水平提高而引起的产量增长；Yt代表气象产量，指由于气象条件的变化引起的作物产量变化2。肇州地区位于黑龙江省西南，为典型的大陆季风性气候，“十年九旱”，从这个意义上讲，降水量是肇州地区玉米产量的主要制约因素。通过对肇州地区玉米气象产量与降水量关系的分析，可以看出，玉米产量与降水量存在着显著的相关性,并且受7月份降水影响最大。4.2降水量对玉米气象产量的影响玉米单产不同年际间会发生很大变化，通过对产量的分解近而用分析气象产量与降水量的关系表明二者之间存在显著的相关性。但在实践中发现，玉米产量并不是随着生育期内降水量的增加而不断增加的3。而应该是降水量增加到某一值时，产量有所下降，即所谓的抛物线关系。通过对气象产量与生育期内降水量回归关系的分析可以认为，气象条件（主要是降水量）主要影响原始产量中气象产量的部分，并且构成二次回归的关系。参考文献1刘树泽