柑橘气象产量和实际产量与气象因子相关性及对比分析

叶飞，劳晓璨

(龙游县气象局，浙江 衢州 324000)

文献著录格式：叶飞，劳晓璨. 柑橘气象产量和实际产量与气象因子相关性及对比分析[J].浙江农业科学，2021，62(6)：1119-1122.

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20210619

目前，国内气象因子对柑橘产量影响相关性分析，基本采用柑橘气象产量，如余颖等[1]探讨了金衢盆地气象条件与柑橘气象产量的关系；凡改恩等[2]用台州四季降水量变化对柑橘气象产量的影响进行了研究；陈诗婷等[3-9]分析了台州和衢州气象条件对柑橘气象产量的影响。用气象产量代替实际产量主要是排除不同历史时期社会生产力水平和政策等因素引起的柑橘产量变化，但也可能存在某些地区非气象因素年际变化不大的情况，这种情况下采用气象产量分析是否仍比实际产量分析更科学，还有待商榷。龙游县为柑橘产量大县，柑橘种植面积超过3 000 hm2，单位产量17 600 kg，平均年产量5万t，柑橘果树树龄长，种植技术和土壤结构稳定。本文利用龙游县柑橘气象产量和实际产量分别探究与多项气象因子的相关性，分析对比哪种产量与气象因子相关性更高、有相关性的因子种类更多，是否用气象产量分析更科学。同时各自建立预测模型并检验对比，选取趋势和效果更好的预测模型进行推广应用，以期为柑橘管理提供科学依据，充分合理利用气候资源，趋利避害，提高柑橘产量，为柑橘采摘和销售提供科学指导，提高柑橘种植效益，对柑橘增产、农户增收具有重要的现实意义[10-29]。

1 材料与方法

1.1 材料来源

所有气象数据来自于龙游县气象局国家气象观测站观测资料，柑橘数据来自于龙游国家一级农业气象试验站和龙游县农业局观测资料。

1.2 柑橘产量的计算方法

1.2.1 柑橘气象产量计算

柑橘气象产量是排除由不同历史时期社会生产力水平和政策等因素引起的柑橘产量变化，是仅由气象因素造成产量变化的部分；相对于气象因子，土壤因子、地形因子和人为因子、环境因子年际变化较小，能代表某一地域某一时间的生产力水平，因此，将由这些因子决定的产量定义为趋势产量。用公式表示为：Y=Yt+Yr+e。其中Y为实际产量，Yt为趋势产量，Yr表示气象产量，e为随机产量。因随机产量在产量中比例很小，常被忽略不计。式中柑橘产量采用公顷产量而非总产量，是为避免受面积和其他因素的干扰。

趋势产量以年序为自变量，用趋势拟合法模拟柑橘趋势产量。对2010—2019年柑橘公顷产量进行趋势分析，计算出柑橘趋势产量，再通过公式Yr=Y-Yt计算气象产量，当Yr>0，气象条件利于柑橘丰产；当Yr<0时，气象条件不利于柑橘生产。

1.2.2 分析方法

利用SPSS软件对2010—2019年逐月和逐年平均气温、最低气温、最高气温、降水量和日照时数；≥10 ℃积温、≥11 ℃积温、≥12 ℃积温；各物候期的逐年平均气温、降水量和日照时数与柑橘气象产量和实际产量分别进行相关性对比分析，得出相关系数，提取通过显著性检验的气象因子，利用逐步回归法建立柑橘产量预测模型。

2 结果与分析

因2016年初冬遭受罕见低温天气，0 ℃以下低温天气出现13 d，极端最低气温-8.9 ℃，造成大量柑橘树死亡，影响了花芽分化，对柑橘产量影响较大，单产仅为常年的一半，故以下在进行数据相关性分析时，把2016年作为特殊年份进行单独处理。

2.1 柑橘气象产量与气象因子相关性分析

欲求得气象产量，先要计算趋势产量。因已将2016年数据作为特殊年，不直接参与分析，故2016年数据用前后相邻2 a共4 a的数据平均值替代，做出2010—2019年柑橘年产量变化趋势图。由图1可知，产量呈增加趋势，并通过显著性检验，可用于计算趋势产量和气象产量。

图1 龙游县2010—2019年柑橘年产量变化

用以上气象因子与柑橘气象产量进行相关性分析发现，表1中的5个气象因子和3类积温因子均未通过显著性检验，仅萌芽期气温通过相关性显著检验，且呈负相关，说明萌芽期气温过高会影响柑橘果树生长。降水和日照气象因子均未通过显著性检验，表明日照和降水对龙游柑橘气象产量影响不大。

表1 2010—2019年气象因子与柑橘气象产量相关系数

以萌芽期气温为自变量，柑橘气象产量为因变量，利用SPASS软件进行逐步回归分析，建立的回归模型为y=-13.695x+199.176，式中，y为柑橘气象产量，x为萌芽期气温。考虑受灾严重的特殊年份，利用专家经验进行订正，以a为专家经验，最终柑橘年产量预测模型为y=a(-13.695x+199.176)。图2对预测产量和气象产量进行检验，表现出一定的预测趋势。

图2 柑橘预测产量和气象产量预测模型检验

2.2 柑橘实际产量和气象因子相关性分析

在进行柑橘实际产量与气象因子相关性分析前，先把2016年作为特殊年单独处理，其余年份进行实际产量与气象因子的相关性分析。结果发现，通过显著性检验的气象因子有10项，包括9月低温，3月、5月、9月平均气温，年平均温度，年日照时数，生理落果期气温，≥10 ℃积温，≥11 ℃积温，≥12 ℃积温，均为正相关，且年平均气温、≥10 ℃积温、≥11 ℃积温、≥12 ℃积温通过0.01显著性检验。

2.2.1 气温与柑橘实际产量关系

3月平均气温与柑橘实际产量呈正相关。3月为柑橘萌芽期，温度高会使柑橘提前出芽和促进萌芽生长，提高萌芽存活率，进而提高柑橘产量。如果温度过低，特别是有强冷空气影响，可能会使营养器官受害，将会严重影响柑橘产量。萌芽期是柑橘丰产优质的基础，所以该时期的气温要素十分关键。

5月为开花期，气温会影响柑橘开花提前或推迟，进而影响柑橘产量，5月平均温度与产量相关系数为正相关，说明龙游5月的平均温度适宜柑橘开花期的生长发育。

9月平均气温和最低气温都与实际产量呈正相关，9月处于生理落果和果实膨大期，生理落果和果实膨大期是柑橘果实发育最关键时期，是提高柑橘产量最重要时期。生理落果期温度高有利于促进果实肥大和降低含酸量，果实膨大期温度高促进果实膨大增产。同理，如果9月低温偏低会推迟果树生理落果，也会影响果实膨大，进而影响柑橘产量。

年平均温度、≥10 ℃积温、≥11 ℃积温、≥12 ℃积温，也都和产量呈正相关，说明整年的平均温度、积温越高，对柑橘产量越有利。

2.2.2 日照与柑橘实际产量关系

年日照时数与柑橘实际产量呈正相关，表明全年日照充足，整体上利于果树生长发育，提高柑橘产量。

2.2.3 降水与柑橘实际产量关系

表2显示，降水因子均未通过显著性检验，说明降水对龙游柑橘实际产量影响有限。

表2 2010—2019年气象因子与柑橘实际产量相关系数

2.2.4 柑橘实际产量预测模型构建

自变量为通过显著性检验的10个气象因子，因变量为柑橘实际产量，利用SPASS软件进行逐步回归分析，计算得知，10个变量中，只进入了1个变量，即年平均温度。建立的回归模型为y=241.719x-3 171.798，式中，y表示柑橘实际产量，x为年平均气温。考虑受灾严重的特殊年份，以a为专家经验进行订正。最终柑橘年产量预测模型为：y=a(241.719x-3 171.798)。

值得注意的是，这10个因子中有9个为气温类，可能与年平均气温存在较高相关性，而年平均气温与年日照时数联系也很紧密。用年平均气温与这9个因子做相关性分析，除9月最低气温外，其他8个都通过显著性检验。因此，在做逐步回归分析时，排除了因子之间高相关性的数据，仅取年平均气温进入回归模型。

图3对预测产量和实际产量进行检验(2016年专家经验a为50%)，表现出显著的预测趋势。浙江省气候中心从当年1月开始逐月滚动预测当年年平均气温，对预测产量可实现逐月订正，数据来源可靠，可用于柑橘产量预测。

图3 预测产量和实际产量预测模型检验

3 小结

2010—2019年龙游柑橘产量呈显著增加趋势。龙游柑橘气象产量与萌芽期气温呈负相关，日照和降水对龙游柑橘气象产量影响不大。用逐步回归分析建立的预测模型得出的预测产量与实际产量进行检验，表现出一定的预测趋势。

龙游柑橘实际产量与10个气象因子(9月低温；3月、5月、9月平均气温，年平均温度、年日照时数；生理落果期气温；≥10 ℃积温、≥11 ℃积温、≥12 ℃积温)均呈正相关。通过逐步回归分析发现，10个因子中，只年平均温度进入回归预测模型，对预测产量和实际产量进行检验，表现出显著的预测趋势。

与实际产量通过显著性检验的气象因子远远多于气象产量；实际产量的2个回归系数通过0.01显著性检验，而气象产量的仅通过0.05显著性检验；实际产量的预测模型检验效果明显优于气象产量预测。可以确定，用实际产量来分析和预测龙游柑橘产量效果优于用气象产量。因此，在进行产量分析前，要充分考虑非气象因素的影响情况，再确定是否使用气象产量用于分析研究。在某些环境下，使用实际产量比气象产量更科学。