顺德区近40年香蕉产量与气象条件的关系

2018-05-03招伟文阮碧恒

陕西气象 2018年2期

招伟文，阮碧恒

(1.顺德区气象局，广东佛山 528300；2.佛山沙堤机场，广东佛山 528200)

农作物的生长发育和产量形成都离不开各种环境条件，气象条件是重要的环境条件之一。20世纪以来，虽然农业生产条件有了较大改善，产量水平有了明显提高，但气象条件仍然是导致作物产量年际波动的主要因素。因此，在分析作物产量与气象条件之间的定量关系的基础上，可以根据气象条件来预报作物产量和年景。近几十年来，国内气象工作者利用各种统计学方法对小麦、水稻、夏玉米等作物产量与气象条件的关系进行了分析和预报，取得较多研究成果[1-3]。但对香蕉产量与气象条件的关系研究尚少，广东顺德地区香蕉生产起步较晚，20世纪70年代才开始大面积种植，现在已成为顺德区重要经济作物之一。利用顺德区1973—2014年香蕉产量资料与同期光、热、水、风等气象要素数据，采用相关分析法，定量分析香蕉产量与气象条件的基本关系，找出影响香蕉产量的关键生育期的主要气象因子，采用多元线性回归方法建立香蕉产量预报气象模式。深入探讨香蕉产量与气象条件的关系，试图为当地有针对性地采取有效栽培管理措施提供科学依据，为香蕉农业生产提供指导参考。

1 资料来源

香蕉产量数据来源于顺德区统计局1973—2014年年鉴，包括逐年种植面积和产量。香蕉生育期的积温、气温、降雨量、日照、风等气象数据来源于顺德区气象局历年整编气象资料。数据可信度高，具有代表性。

2 分析方法

2.1 产量的分解

影响香蕉产量的主要因素可分为自然因素和社会因素两大类。按这两大类因素的影响，将香蕉产量分为趋势产量、气象产量和随机产量3部分[4]。其中,在作物产量增加的过程中，农业技术措施类包括施肥、经营管理、病虫害控制、品种改良以及其它增产措施等，形成的相应产量分量称为时间技术趋势产量，简称趋势产量(Yt)。由于气象条件即由于年际间气象条件的差异造成作物产量的波动，可正可负，具有脉动的特点，相应的产量分量称为气象产量(YW)。在随机“噪声”类里，除了一般统计所产生的随机误差外，还包括那些在具体计算模式中，前两类因素项里所没有考虑到的其它偶然因素，诸如地震、社会经济变革等因素，它们对产量的影响基本上没有规律可循，相应的产量分量称为随机产量(Ei)。

因此，一般将作物实际产量(Y)表示为Y=Yt+YW+Ei,式中Ei较小一般忽略不计[4-5]，则

Y=Yt+YW。

(1)

2.2 气象产量的计算

利用顺德区1973—2014年的香蕉种植面积和产量数据资料，以香蕉单产(kg/hm2)为因变量，以年代为自变量，采用线性拟合得出趋势产量方程

Yt=20.92x+910.78，

(2)

式(2)中,x为年序号，x=1,2,…,42。获得各年趋势产量后，利用公式(1)、(2)计算出相应的气象产量YW。

2.3 产量波动分析

高亮之[6]提出的产量系统分析法，给出了产量气象波动指数计算方法，即

(3)

式(3)中，Yf为气象波动指数，Y为实际产量的平均产量，n为样本数。

实际产量变异系数公式

(4)

式(4)中，CVn为产量变异系数，Yi为每年的实际产量。

利用公式(3)、(4)计算得出顺德香蕉产量气

象波动指数Yf=0.231 0，占实际产量变异系数CVn=0.233 8的98.8%。这说明气象因素是影响顺德香蕉产量波动的最主要因子。

将气象产量占趋势产量的比率作为评定气象丰、平、歉年指标[5,7]，即相对气象产量

YWR=(YW/Yt)×100%，

(5)

将YWR值大于10%的年份定义为气象丰年，小于-10%的年份为气象歉年，介于两者之间的为气象平年。1973—2014年顺德香蕉气象丰年有10 a，气象平年21 a，气象歉年11 a。2005—2014年为平年和丰年，没有出现歉年。

3 香蕉产量与气象条件关系

3.1 气象因子普查与筛选

香蕉的生长期要求相当长的时间气温在25 ℃以上，气温在10 ℃以下生长发育几乎停止。顺德地区全年≥10 ℃活动积温为6 353～8 690 ℃，基本能满足香蕉生长发育的热量[12]。年平均气温≥21 ℃且最冷月平均气温≥12 ℃,适宜香蕉种植。

综合广东省气象工作者对各地香蕉和气象条件研究[8-13]，对≥10 ℃年(月)活动积温、≥25 ℃年(月)活动积温、年低温阴雨日数、日最低气温<5 ℃的年有害积寒、年月旬平均气温，年月旬降雨量、年月旬日照时数和月最大风速等气象因子进行相关系数普查，筛选出通过r0.05=0.304显著性水平检验的因子(见表1)。