关于影响分析相关论文范文数据库 与气象条件对玉米产量的影响分析有关论文例文

本论文是一篇免费优秀的关于影响分析论文范文资料,可用于相关论文写作参考。

气象条件对玉米产量的影响分析

陶 倩1,赵振宇2,范 野2,赵 巍1

(1.阜新蒙古族自治县气象局,辽宁 阜新 123100;

2.阜新市气象局,辽宁 阜新 123000)

摘 要:从光、温、水三方面分析玉米生长的气象条件,对阜新县气象台站1992~2015年共24年的逐日温度、降水、日照数据进行逐旬滑动求和、平均值和极值,然后用SPSS分析旬、月数据与台站实验田观测的玉米作物的气象产量相关性,发现该站玉米生长的热量、光照资源比较丰富,而降水资源比较缺少.影响该台站玉米气象产量的显著因素有6~8月上旬的累计降水量,7月中旬的最高温度平均值,6月中旬至7月日照时数.用最优分割聚类法、产量边际效应分析法找出各因子的适宜指标和最大值指标,并用逐步回归方法进行建模,预测产量趋势,各因子指标可应用于农业气象服务,更好的指导农业生产.

关键词:最优分割聚类;产量边际效应;适宜指标

1 材料与方法

1.1 材料

气象数据源于阜新县气象台站1992~2015年4~9月逐日温度、降水和日照数据.观测作物是本台站实验田播种的生长期为4月中旬到9月中旬的旱地夏玉米,试验地人为影响较小,气象因子影响较大,因此可以较为客观的反映玉米产量与气象因子的关系.

1.2 分析方法

1.2.1 趋势产量的模拟和气象产量的分离 玉米产量是在各种自然因素和人工栽培等非自然因素的综合作用下形成的.为了定量分析气象条件对玉米产量的影响,应进行气象因子变化的分析并排除由于不同历史时期社会生产力发展水平和政策等因素引起的玉米产量变化.一般为了比较客观的反映产量在不同气象条件下的波动状况,对作物产量构成进行分解,可将玉米的实际产量(y)表示为:

实际产量(y)等于趋势产量(yt)+气象产量(yw)+随机产量(ye)          (1)

由于(1)式中的随机产量(ye)影响较小,一般忽略不计.

以阜新县气象站1992~2015年24年玉米单产资料,采用3a直线滑动平均法,模拟出趋势产量,然后再用实际产量减去趋势产量,可得出气象产量.

1.2.2 气象产量与气象条件关系的分析 采用数理统计中相关系数法分析,计算气象产量与可能影响产量的旬、月的气象因子的相关系数,根据因子影响是否显著,以及显著程度,确定关键因子,并用最优分割聚类法、产量边际效应分析法找到关键因子适宜指标值.

2 结果与分析

2.1 降水与气象产量间的相互关系

通过表1中的数据可知,玉米整个生育期的降水对产量的影响是0.464通过0.05的显著性水平,而6~8月上旬的累计降水对产量的影响是0.518通过0.01的显著性水平,因此与生育期降水相比,6~8月上旬的降水更关键,此时玉米正处于拔节期到抽雄期的需水关键阶段,拔节孕穗期需水量越来越大,特别是孕穗期耗水强度最大,对缺水的敏感程度较强,此时缺水对幼穗发育不好,严重时导致雄穗抽不出,雌穗吐丝迟而不能正常受精,会出现缺粒,秃顶多,空秆多,造成减产.这两个阶段降水的影响都是正的效应,说明在这两个阶段降水对产量的影响是促进的作用,随着降水量的增多,产量将会继续增加.6~8月上旬累计降水比4、5、6、7、8、9单月降水以及整个生育期降水的影响都显著,因此对于阜新县本站玉米生长而言,拔节期至乳熟期需水关键期降水能否满足玉米需求,对最终产量的形成起重要作用,而其他生育期,降水基本能满足玉米生长.1992~2015年气象产量与玉米生育期降水拟合,二者呈对数关系.通过检验F等于6.585>F0.05(4.30),两者拟合效果达到显著性水平(0.05),其拟合方程为:

式中yw为气象产量;x为玉米生育期的降水. 玉米气象产量随生育期降水变化如图1,随着生育期降水量增多,气象产量呈对数形势增长.

气象产量与6~8月上旬累计降水呈反函数关系,通过检验F等于12.842>F0.01,两者拟合效果显著,其拟合方程为:

式(3)中yw为气象产量,x1为6~8月上旬降水.

从图2中可以看出,6月至8月上旬的降水比较小时,气象产量随降水的增多而显著增加,但当累计降水达到一定数值后,气象产量增加变的比较缓慢.在不同的降水条件下,气象产量随降水的变化很不相同,而且明显的存在一个突变点P.在P点左方气象产量随降水增多而增加显著,在P点右方气象产量随降水增多而增加的比较缓慢.因此P点可以作为干旱指标.如何确定P点的位置,这里用最优分割聚类法,对斜率在各降水点的取值总体进行分割.最优分割点为x1等于217.9毫米,对最优分割点进行F检验,F等于10.686>F0.05(2.59),则分割显著,可定P点为最优分割点.因此当6~8月上旬的累计降水达到217.9毫米时,才能基本满足玉米关键期需水量.同样,用最优分割聚类法,对玉米生育期的降水量进行分割,其最优分割点x等于379.3毫米,经检验F等于5.426>F0.05(2.86),分割也显著.因此满足玉米基本生长的生育期降水量为379.3毫米.

2.2 气象产量与温度关系

由表2中数据可知,对于本站玉米而言,温度都是负效应,说明玉米生长的温度条件是充足的,甚至温度偏高,抑制了玉米产量的增加.通过分析玉米气象产量与4月中旬到9月中旬的积温,二者呈抛物线关系,F等于5.689>>F0.05(3.47),其拟合方程为:

式中:yw为气象产量;t为4月中旬到9月中旬的积温.

在玉米生长期其他条件都满足时,通过解方程,玉米生长期适宜积温在2666.5~3996.8℃之间.由式(4)求导函数,可得积温对玉米气象产量的边际效应数学模型:

将不同量级的积温代入导函数,即得不同积温条件下的边际产量.积温对产量的边际效应随积温的递增而下降.在积温较低时,边际产量高,随着积温增多边际产量下降.当积温边际产量由正值转为负值时,表明积温(热量资源)对玉米产量的限制作用逐渐衰减,此时温度不再是限制产量增加的因素.通过解导函数(5)可知,当4月中旬到9月中旬的积温达到3331.7℃时,玉米的气象产量达到极大值.分析各旬、月极端最低温度,平均最低温度与玉米气象产量的相关性,发现低温因子对玉米气象产量的影响不显著,说明在玉米生育期低温对其危害性不大,不是主要的减产因子.分析各旬、月最高温度平均、极端最高温度与气象产量的关系,6、7、8月最高温度平均对产量影响较显著,而以7月中旬的最高温度平均对玉米产量影响最显著.此时玉米正处于营养生长与生殖生长并进的生长旺盛阶段,持续的高温天气,对玉米授粉产生不利影响.通过分析气象产量与7月中旬的最高温度平均,二者呈抛物线关系,经检验F等于16.527>F0.01,拟合方程为:

式中T 为7月中旬最高温度平均.7月中旬最高温度平均对产量的显著性是-0.626;极端最高温度对产量的显著性是-0.620,两个因子均是负效应,且达到0.01的显著性水平,最高温度平均对气象产量的显著性水平绝对值大于极端最高温度,那么说明7月中旬持续的最高温度比极端最高温度本身对玉米产量的负效应更明显.温度过高,引起气孔关闭,呼吸增强,光合作用反而会降低,灌浆期和灌浆速率也会受到影响,从而影响玉米的产量和质量.

令则当7月中旬最高温度平均值为28.3℃时,产量达到最大值.由解方程得7月中旬最高温度平均值适宜范围为26.2~30.4℃.对式(6)求导函数:

由边际效应可知,7月中旬最高温度平均每增加1℃,那么气象产量将减少35.25.

2.3 气象产量与日照关系

通过对玉米生长季各旬日照滑动求和后分析其与气象产量的相关性,得出气象产量与6月中旬至7月的日照时数相关性最显著.二者呈直线减函数关系,经过检验F等于19.736>F0.01,其拟合方程为:

式中:r为6月中旬至7月日照时数,日照对气象产量也是负效应,说明本站日照充足,甚至日照偏多,对玉米气象产量的增加有抑制作用.6月中旬至7月的日照时数与气象产量呈递减的直线关系,对式(8)求导函数,,那么说明本站日照条件对于气象产量的负效应是稳定的,随着日照时数的增加,气象产量按一定值减少.令Y w>0,那么6月中旬至7月的日照总小时数应少于367.2小时.

3 玉米气象产量趋势预测模型

从前面的分析可知,影响阜新县玉米产量的主要气象因子为:6~8月上旬降水,6月中旬至7月日照时数,7月中旬最高温度平均.将以上因子用逐步回归进行建模,最后引入的因子是6月至8月上旬降水和6月中旬至7月日照,模型具体如下:

式中:y w是玉米的气象产量(公斤/公顷);x1是6~8月上旬降水;r是6月中旬至7月日照时数.F等于13.640>>F0.01,R等于0.752,经检验,拟合效果较好.

4 结论

从阜新县玉米生长的光、温、水三方面分析气象条件对玉米气象产量的影响,得出降水对该站玉米生长是正的效应,而温度、日照则是负的效应,那么对于该站玉米生长条件而言降水缺少,热量和光照资源则是充足的.玉米生育期的降水和气象产量呈指数关系,显著影响该站玉米气象产量的降水因素主要是6月至8月上旬的累计降水,该因子与玉米气象产量呈对数关系,而分旬、月的降水则对产量影响不显著,说明造成玉米最终产量的因素是降水的持续效应,尤其是在玉米需水关键期降水能否满足玉米生长的基本条件及降水多寡对最终产量形成起重要作用,用最优分割聚类法分别得出生育期、关键期降水干旱指标.4月中旬至9月中旬的积温与玉米气象产量呈二次函数关系,该站玉米生长的热量资源是非常丰富的,通过解方程得出玉米生长期积温的适宜指标值和最适指标.7月中旬持续的高温对产量影响非常显著,与气象产量呈二次函数关系,用边际效应得到适宜和达到最大气象产量的热量指标值.另外分析各旬、月极端最低温度,平均最低温度与玉米气象产量的相关性,发现低温因子对玉米气象产量的影响不显著,因此对该站玉米生长条件而言,低温不是主要的致灾因子.在玉米整个生长期6月中旬至7月的日照时数对气象产量影响非常显著,二者呈递减的直线关系.最后通过逐步回归法进行产量趋势建模,经过检验,拟合效果较好.通过以上的分析,可将各因素的适宜、最适宜指标应用于实际的为农气象服务,以提高服务质量.

作者简介:陶倩(1984-),女,工程师,从事地面综合观测工作.E-mail:aschaor@126.com

影响分析论文范文结:

关于本文可作为影响分析方面的大学硕士与本科毕业论文影响分析论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。

1、期刊的影响因子

2、期刊影响因子查询

3、化学期刊影响因子排名

4、期刊影响因子多少算高

5、中华医学杂志影响因子

6、医学杂志影响因子排名