近三十年来重庆玉米气象产量波动影响分析

单丽静等

摘 要 为探索导致重庆玉米气象产量波动的气象因素，选取重庆渝东北的万州、渝东南的酉阳、渝中的涪陵和渝西的江津为研究的代表站点，根据1981—2010年四地在玉米生育期的温度、降雨和日照资料和玉米产量资料，利用线性倾向评估法和多元回归分析方法，系统分析了三个气象因素的年度变化特征及其对玉米产量的影响。分析表明：近三十年来，重庆玉米气象产量整体上呈波动上升趋势，玉米的气象产量与生育期内降雨基本呈正相关且影响最为显著，与生育期内温度基本呈负相关。因此，提前播种，加强蓄水保水是提高重庆玉米产量的重要措施。

关键词 玉米；产量；气温；降雨；日照

中图分类号：S513；S162.8 文献标志码：A 文章编号：1673-890X（2015）16-028-08

知网出版网址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20150710.1131.017.html 网络出版时间：2015/7/10 11：31：00

玉米是我国重要的粮食和饲料作物，其种植面积和总产量仅次于水稻和小麦，单产居首位。重庆玉米的种植面积和总产量分别约占全市粮食作物的18%和18.5%，其产量丰歉对全市粮食产量举足轻重。

重庆市位于四川盆地东南部，属温带、亚热带、热带湿润半湿润气候，境内地形复杂、地势起伏，自然条件的立体差异和区域差异都非常明显。长期以来形成丘陵山坡旱地种植玉米的生产格局，靠天明显[1-2]。近年来，国内涉及探讨气候变化对玉米产量的影响研究比较多[3-6]，但对重庆气象因素对玉米气象产量影响的系统研究还比较少。本文就重庆近30年来玉米生育期平均气温、降雨量、日照等气象因素对气象产量的影响进行系统论述。

1 资料与方法

1.1 资料

重庆玉米生育期3—8月，本研究所用气象资料为重庆渝东南的酉阳、渝东北的万州、渝西的江津、渝中的涪陵4个地区，3—8月的平均气温、总降雨量、总日照时数等气象观测资料。

玉米产量资料来源于重庆市农技部门，包括1981—2010年对应台站的玉米生产面积、总产量、单产量等资料。

1.2 方法

采用滑动平均计算玉米趋势产量；采用线性倾向估计法分析气象产量和气象因素的变化趋势；采用多元回归分析玉米气象产量和气象因素的相关性。

1.2.1 趋势产量、气象产量的计算方法

社会因素，诸如政策的强化与弱化、农业投入效益的短期性和长期性、比较经济效益的行政和市场调节等，从其出台，经调整至达到相对稳定，需要一个较长的时间过程，因此，玉米的趋势产量本文采用对实际产量进行5年滑动平均计算的方法得到。由于天气、气候的影响，使实际产量在趋势产量的基础上产生波动，被称为气象产量，可通过实际玉米产量减去趋势产量获得，即：

气象产量=实际产量-趋势产量

1.2.2 气象条件影响因素的确定

玉米生长季平均气温、降雨量和辐射量计算方法采用上述四地气象站点1981—2010年每年3—8月逐日值进行平均或求和，平均气温采用逐日值进行平均，降雨量、辐射总量采用直接相加求值。

1.2.3 多元回归分析

通过建立玉米产量和有關气象因素的多元回归模型，可反映气象因素在玉米气象产量波动变化中的贡献率。

2 单一气象因素对玉米气象产量的影响

2.1 生育期平均气温对玉米气象产量的影响

1981—2010年万州3—8月的平均气温以0.05℃/a的速度呈总体上升趋势，30年平均值为22.71℃。玉米气象产量30年间以0.19 kg/a的速度呈总体略下降的趋势。最高温度出现在2006年，所对应的气象产量也为30年间的最低值-65.87 kg。最低温度出现在1993年，所对应的气象产量为30年间第四低值。而气象产量最高出现在1981年，当年的平均气温为22.99℃。平均气温走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1981—1982， 1983—1985， 1989—1991， 1992—1993， 1996—1997， 2002—2005， 2007—2009，趋同年份所占比例为44.83%（图1）。

1981—2010年涪陵玉米生育期的平均气温以0.03℃/a的速度呈总体上升趋势，30年平均值为22.54℃。玉米产量30年间以0.04kg/a的速度呈现总体略下降趋势。最高平均气温出现在2006年，所对应的气象产量也为30年间的最低值-92.74kg，而气象产量最高出现在1990年，当年的平均气温为23.07℃。平均气温走向和气象产量走向呈正相关的年限区间为1981—1982， 1983—1985， 1989—1991， 1992—1995， 1996—1997， 1999—2000， 2002—2003， 2004—2005， 2008—2010，趋同年份所占比例为48.28%（图2）。

1981—2010年酉阳玉米生育期的平均气温以0.04℃/a的速度呈总体上升趋势，30年平均值为19.46℃。玉米产量30年间以0.09kg/a的速度略微上升。最高温度出现在2006年，所对应的气象产量也为30年间的最低值-37.78kg，而气象产量最高出现在2008年，当年的平均气温为20.27℃。平均气温走向和气象产量走向呈正相关的年限区间为1983—1997， 1999—2005， 2007—2009，趋同年份所占比例为75.86%（图3）。

1981—2010年江津玉米生育期的平均气温以0.03℃/a的速度呈总体上升趋势，30年平均值为22.69℃。玉米产量以0.06 kg/a的速度呈略下降趋势。最高温度出现在2006年，所对应的气象产量也为30年间的最低值-47.49 kg。而气象产量最高出现在1986年，当年的平均气温为22.25℃。平均气温走向和气象产量走向呈正相关的年限区间为1983—1986， 1989—1990， 1991—1992， 1994—1995， 1999—2000， 2001—2002， 2008—2010，趋同年份所占比例为34.48%（图4）。

综上，平均气温四地均呈稳中有升的态势，其中以万州的增速最快为0.05℃/a，涪陵最慢为0.03℃/a。从30年平均来看，万州最高为22.71℃，以酉阳最低为19.46℃，呈现出了北高南低的总体态势，四地气象产量出现最高值年份的平均气温均极为接近各地30年平均值。从以上分析中的趋同性来看，只有酉阳趋同年份比例大于50%，可视作与玉米气象产量正相关且相关性也最为明显。

有研究表明，重庆高温年的发生频率为77.5%，盛夏期间（7—8月）天气炎热，农作物生长发育旺盛，需水量大，是影响我市工农业生产和人民生活最主要的气象灾害[7]，这也和趋同性分析相互印证，平均气温和玉米气象产量呈负相关关系，过高温度对玉米气象产量产生了不利影响，因此可以采取提前播种等措施，以减少玉米成熟期期间高温伏旱对其的不利影响。

2.2 生育期总降雨量对玉米气象产量的影响

1981—2010年万州3—8月的总降雨量以6.03 mm/a的速度呈总体下降趋势，总降雨量平均值為842.34 mm。最大降雨量出现在1982年，所对应的气象产量为30年间第四低值。最小降雨量出现在2006年所对应的气象产量为30年最低值。降雨量走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1981—1982， 1984—1985， 1986—1989， 1991—1992， 1993—1995， 2000—2003， 2004—2007， 2009—2010，趋同年份所占比例为51.72%（图5）。

1981—2010年涪陵玉米生育期的总降雨量以0.59 mm/a的速度呈总体略下降趋势，30年平均值为790.78 mm。最大降雨量出现在1998年，最小降雨量出现在2006年所对应的气象产量为30年最低值。降雨量走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1982—1989， 1991—1992， 1995—1996， 2000—2003， 2004—2008， 2009—2010，趋同年份所占比例为58.62%（图6）。

1981—2010年酉阳玉米生育期的总降雨量以3.49 mm/a的速度呈总体上升趋势，30年平均值为947.53 mm。最大降雨量出现在2004年，最小降雨量出现在1988年。降雨量走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1981—1982， 1984—1986， 1991—1992， 2000—2001， 2003—2007， 2008—2009，趋同年份所占比例为34.48%（图7）。

1981—2010年江津玉米生育期的总降雨量以1.48 mm/a的速度呈总体上升趋势，30年平均值为716.21 mm。最大降雨量出现在1998年，最小降雨量出现在2006年所对应的气象产量也为30年最低。降雨量走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1983—1985， 1986—1988， 1989—1990， 1994—1995， 1997—1998， 2001—2003， 2004—2005， 2007—2010，趋同年份所占比例为44.83%（图8）。

综上，30年来降雨万州涪陵两地为负增长，其中万州降雨量下降幅度较大为-6.02 mm/a，酉阳和江津稳中有升。从30年平均降雨量来看，酉阳最为充沛为947.53 mm，江津最少716.21 mm，呈现南高西低的态势。从以上分析中的趋同年份比例来看，万州和涪陵两地趋同年份大于50%，可初步视作与玉米气象产量呈正相关关系，也就是说，要满足玉米增产的需求两地的降雨还稍显不足，需要采取相关蓄水和保水措施。

2.3 生育期总日照时数对玉米气象产量的影响

1981—2010年万州3—8月总日照时数以1.72 h/a的速度呈总体下降趋势，30年平均值为816.59 h。日照时数走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1981—1982， 1983—1985， 1986—1987， 1989—1991， 1992—1993， 1998—2000， 2001—2002， 2004—2005， 2007—2010，趋同年份所占比例为48.27%（图9）。

1981—2010年涪陵玉米生育期总日照时数以0.48 h/a的速度呈现略上升趋势，30年平均值为772.29 h，最高日照时数出现在1990年，所对应的气象产量为30年最高。日照时数走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1981—1982， 1983—1985， 1986—1987， 1989—1995， 1996—2000， 2001—2002， 2003—2004， 2008—2010，趋同年份所占比例为62.07%（图10）。

1981—2010年酉阳玉米生育期的总日照时数以0.21 h/a的速度呈总体下降趋势，30年平均值为654.24 h。日照时数走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1983—1984， 1986—1991， 1992—2000， 2001—2002， 2003—2005， 2009—2010，趋同年份所占比例为62.07%（图11）。

1981—2010年江津玉米生育期的总日照时数以5.43 h/a的速度下降，下降趋势明显，30年平均值为821.73 h。日照时数走向和气象产量走向呈现正相关的年限区间为1983—1985， 1986—1988， 1989—1990， 1994—1995， 1997—1998， 2001—2003， 2004—2005， 2008—2010，趋同年份所占比例为41.38%（图12）。

综上，日照四地除涪陵外均为下降态势，其中江津的日照减少最为明显（-5.43 h/a），从30年平均来看，以江津日照最为充足（821.73 h），酉阳最少（652.24 h），呈现西高南低的态势。从趋同年份所占比例来看，涪陵和酉阳大于50%，可视作与玉米气象产量正相关。

3 综合气象因素对玉米气象产量的影响

本文对玉米气象产量与各气象因素进行多元回归，将常数项设为0，得出表1的标准系数。

从表1可看出，气象因素在不同区域对玉米气象产量的影响均存在较大差异。横向来看：万州在生育期内气象因素的影响大小依次为降雨、平均气温和日照，其中，平均气温和总日照时数均为负相关；涪陵在生育期内气象因素的影响大小依次为降雨、日照和平均气温，其中平均气温为负相关；酉阳在生育期内气象因素的影响大小依次为日照、平均气温和降雨，三因素均为正相关；江津在生育期內气象因素的影响大小依次为平均气温、日照和降雨，三因素均为负相关。纵向来看：四地的温度对玉米增产的贡献基本是负效应，有温度过高带来的不利影响；四地的降雨对玉米增产的贡献基本是正效应，有降雨不足带来的不利影响。

4 结论

（1）综合来看，较低温度、较少日照和较多降雨有利于万州地区玉米产量增产；较低温度、较多日照和较多降雨有利于涪陵地区玉米产量增产；较高温度、较多日照和较多降雨有利于酉阳地区玉米产量增产；较低温度、较少日照和较少降雨有利于江津地区玉米产量增产。

（2）不同气象因素对不同区域的影响也不尽相同。当平均气温增加时只有酉阳会出现增产，其余三地均是减产；当总降雨量增加时，涪陵和酉阳地区会出现增产，其余两地为减产；当总日照时数增加时，除江津出现减产外，其余三地为增产，其中涪陵的玉米气象产量反应最为明显。

（3）平均气温、降雨和日照相互作用又相互影响。在三者的共同影响下，不同时期、不同区域，气象因素对气象产量正相关和负相关关系更替出现，说明气象产量和气象因素绝非简单的正相关和负相关关系，而是多种气象因素相互影响共同作用的结果。

（4）通过比较，第二部分的趋同年份比例分析和第三部分SAS多元回归系数结果基本吻合，两种方法相互印证，说明气象因素与玉米气象产量相关性结论较为真实、可靠，可作为利用气象条件提高玉米产量的有效参考。该结论表明：我们可以采取提前播种避开成熟期高温伏旱灾害，加强蓄水保水措施，达到趋利避害、提高玉米产量的目的。

参考文献：

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（责任编辑：丁志祥）