浅析影响红原4种牧草生长气象条件的预报方案

2016-08-04李维能四川省红原县气象局阿坝624400

中国农业信息 2016年5期

李维能（四川省红原县气象局，阿坝 624400）

李维能
（四川省红原县气象局，阿坝 624400）

摘要：文章利用红原县气象局2015年牧草课题研究所得到的牧草生长发育数据，结合红原县气象基准站地面观测数据，根据牧草发育期各阶段所适应的气象条件要求，对红原大草原牧草生长气象条件的适应性进行分析，并通过多元线性回归法作出预报牧草生长高度的预报方程，得出如下结论：降水与川西高原牧草草高有明显的高相关性，而气温、日照对牧草的生长发育有一定的影响，但与牧草的草高并无显著地线性关系。以上牧草生长高度预报均可为红原草原牧业的发展提供气象服务。

关键词：红原大草原气象条件牧草高度及干重多云线性回归法

1 引言

1.1 红原大草原概况

红原若尔盖大草原又称川西大草原，大草原位于阿坝藏族羌族自治州的红原、阿坝、若尔盖3县中部，海拔高度在3 300～3 600 m之间，四周环山，是四川省最大的草原，由草甸草原和沼泽组成，年平均气温为1.4℃，最冷月为1月，平均温度为-9.5℃，最热月为7月，平均温度为11℃，冬季严寒，夏季凉爽，春秋短，昼夜温差大，降水量大多集中在5～9月为650～750mm左右，占全年80%以上，≥10℃的年积温约870℃左右，年日照时数在2 100～2 400 h之间，属于大陆性高原温带季风气候，主要受青藏高原寒冷气候影响。

红原县有天然草地84.4万hm2，其中可利用草地74.73万hm2，占总面积的88.8%，牧草种类繁多，品质优良，野生中草药丰富，有63科，231属，703种，主要经济类群有禾本科、莎草科、杂粮草以及豆科牧草。草原平均植被覆盖85%，可食牧草平均单产362.06 kg/667 m2。红原地区草原辽阔，水草丰茂，原生态环境保护良好，形成了山水秀丽、景色迷人的草原风光。

1.2 研究目的

近些年，由于过渡放牧，草原鼠类啃食牧草、掘土造丘等因素，高寒草原退化、沙化和水土流失严重，对草原的生态环境产生了巨大的破坏，对藏区牧民增收致富提出了新问题。随着国家退牧还草、优良牧草种子示范区推广、冬季暖棚等项目的实施，人工种植牧草在高寒牧区得到了较快的推广和发展，在一定程度上改善了天然草场的“超载”和沙化程度，改变了传统靠天模式，但高寒易灾牧区由于受自然条件的影响，牲畜“夏肥，秋壮，冬廋，春死”的现象依然普遍存在，况且以人工种植牧草来增加牧民冬储饲料的模式在实施过程中仍然有很多问题需要改进和完善。

为了更好地发展红原地区的畜牧业和旅游业，稳定生物生态的多样性，保护草原的原生态环境，实现可持续发展，对红原大草原牧草生长的气候条件的分析是十分必要的。

2 资料与研究方法

2.1 资料来源

文章所有资料均由红原气象局2015年《高原易灾牧区储备用牧草品种试验及产量气象特征分析》课题组提供，分为气象要素资料和4种牧草（老芒麦、燕麦、垂穗披碱草、虉草）植被生长状况资料。气象要素资料为红原县气象局地面自动站观测所得的气温、降水、日照等逐日气象要素资料；牧草生长状况资料为课题人工观测4种人工种植牧草所得数据资料，文章采用第一批次观测所得资料，具体时间为2015年4～9月。

2.2 研究方法

研究4种牧草生长各个发育期所适宜的气候条件，运用多元线性回归法对老芒麦、燕麦、垂穗披碱草、虉草等4种牧草的生长高度作出预报方程。

逐步回归分析方法是针对如何保证在已经选定的一批因子中得到“最优”回归方程这一问题所提出的一种常用的方法，应用多元线性回归的方程来做预报。该文引入从2015年6～9月的温度、降水、日照时数作为基本的预报因子，4种牧草的生长高度作为预报量，取xZ1，xZ2，xZ3作为因子，即分别代表温度、降水、日照时数，作y的线性回归方程，然后建立标准化后的逐步回归方程。

求bZ1，bZ2，bZ3的标准回归系数方程组为：

3 试验概况和观测项目

选取试验地总面积80 m2，位于红原县国家基准站地面观测场西面约40～50 m处，四周焊接不锈钢围栏。牧草播种面积以2 m2为标准，播种3批次，播种日期分别为4月27日，5月11日和5月25日。采用人工“点播”9行，其余开沟行播方式播种，播种深度5 cm。以1～2 d为标准对生长情况和各生长期进行观察记录，观测项目如下。

图1　第一批次4种牧草草高变化曲线

生育期：4种牧草观测出苗、分蘖、拔节、孕穗、抽穗、开花、灌浆、乳熟期等不同生育期达到时间。

生长状况：牧草播种后每块试验田牧草生长状况相似程度不低于50%为前提，以1～2 d为时间间隔观测牧草实际生长高度。

表1 燕麦草高回归行检验系数a

4 红原县4种牧草生长的气候条件分析

4.1 第一批牧草草高趋势分析

图1给出了4种牧草同一时期草高变化情况，从图中可以看出，老芒麦在生长发育后期阶段生长发育速度明显优于其它3种牧草；燕麦与锤头披碱草生长曲线相似，该另种牧草可进行一定程度上的混种；虉草生长曲线平滑，适宜于大多数地形条件较为恶劣的条件种植。

4.2 构建第一批次牧草草高与气象要素方程的显著性关系分析

利用SPSS对红原县气象局2015年观测所得的四种牧草第一批次牧草草高与同时段气温、降水、日照进行相关性分析，所得结果如下：

按照多远线性回归方程构建要求，自变量因子显著性检验必须小于0.05，而气温、降水、日照与燕麦草高进行逐步线性检验过程中，其显著性检验系数分别为0.369、0.072、0.175，均大于0.05，故对第一批次的燕麦气象日数据进行重新建模，处理结果如表2。

根据表2可知，重新建模后，气温、日照与燕麦草高的显著性检验（sig指数）无法通过稳定的小于0.05的检验，说明高寒牧区气温、日照对燕麦的生长发育有一定的影响，但与生长发育过程并无线性相关性，而降水量的多少，却是影响高寒牧区燕麦生长发育的重要因子，故建立燕麦的线性回归方程为：

表2 第一批次燕麦重新建模后系数a

表3 其它3种牧草显著性检验（sig指数）比较

采用同样的方法，分别对川草-2号老芒麦、垂穗披碱草、虉草3种牧草进行回归方程显著性检验，结果如图3：

从表3中可以看出：川草-2号老芒麦、垂穗披碱草、虉草3种牧草草高与高寒牧区气温、日照的线性相关性较小，而与降水量的多少相关性较大，分析其原因，可能是因为川西高原高寒牧区6～9月气温年际变化较小，气温稳定性较强，且日照时数普遍较长，牧草对气温、日照的依赖性较小；加之川西高原高寒牧区土质为沙壤地，土壤表层水分较少，牧草对降水的依赖明显优于气温与日照，故而建立其它3种牧草的草高与降水的方程为：