基于关键气象因子的阿克苏地区苹果产量预测模型

2021-07-03顾雅文姚艳丽傅玮东

新疆农业科技 2021年2期

顾雅文，姚艳丽，傅玮东＊

1.新疆农业气象台，乌鲁木齐 830002 2.中亚大气科学研究中心，乌鲁木齐 830002

阿克苏苹果栽培历史悠久，生长环境优于日本原产地和中国东部、西北东部苹果产区。阿克苏苹果又称加丽果，具有果面光滑细腻、色泽光亮、果肉细腻、果核透明、甘甜味厚、汁多无渣等特点，并富含丰富的维生素C、纤维素、果胶等营养。而阿克苏苹果果核透明(俗称“糖心”)则是区别于其他产地红富士苹果的显著标志。主产区位于最适宜苹果种植的塔里木盆地北缘、天山南麓的渭干河流域、阿克苏河流域。

阿克苏地区地处北半球中纬度地带的塔里木盆地西北部，是新疆重要的绿洲带，属暖温带大陆性气候，其年平均气温8～12℃，年降水量53.5～136.6mm,日照时数为2549～2795h，无霜期达191～220d，稳定通过10℃积温为3395～4320℃，得天独厚的光热资源为阿克苏苹果品质的提高起到了极佳的辅助作用，但不利的气候条件也在制约着苹果的产量和品质。不同的地区,天气气候条件不同,影响苹果产量的气象因子也不尽相同。本文利用1991-2015年阿克苏苹果生长期间的气象资料,分析其与苹果产量的相关关系，挑选出影响阿克苏苹果产量的关键气象因子，建立基于关键气象因子的阿克苏苹果产量预测模型，可为阿克苏地区苹果产量预报业务提供参考依据，同时为当地政府调控苹果生产提供技术支撑。

1 数据与方法

1.1 资料选取

阿克苏地区1991-2018年苹果产量资料来源于新疆维吾尔自治区统计年鉴。

本文利用阿克苏地区乌什县、阿克苏市、温宿县、拜城县、新和县、沙雅县、库车县、柯坪县、阿瓦提县、阿拉尔市10个县(市)的气象站作为苹果主产区的代表站。由于气象部门在开展作物产量预报服务时，一般在农作物成熟前至少提前一个月进行该项产量预报业务服务工作，因此，气象资料为上述10个站点1991-2018年冬季至8月间的平均气温、降水、日照、大风沙尘日数、高温日数≥10℃积温等。

1.2 产量资料提取

由于农作物产量是综合因素共同作用的结果，除了受气象条件的影响外，还受农业技术水平(土壤性质、品种特性、农业政策、科学技术、农业投入等)的影响，即：作物产量=趋势产量+气候产量，因此，在进行农作物产量与气象条件的相关分析中，首先要剔除由于农业生产水平提高引起的产量变动，使之成为随气象条件变化而波动的气候产量序列。

本文采用二次多项式回归方法对1991-2015年阿克苏地区苹果单产序列进行拟合(图1)，分离出趋势产量项(生产技术水平提高对产量影响)和气候产量项(产量受气候影响而产生波动的部分)，用气候产量指数来表征气象条件对阿克苏地区苹果产量的影响。

图1 阿克苏地区苹果单产kg/hm拟合（1991—2015）

气候产量指数=1+气候产量/趋势产量=实际产量/趋势产量

式(1)中I为气候产量指数，Y为实际产量,Yt为趋势产量。其中：

式(2)中x为序列号，相关系数(R)为0.9640，通过α=0.001的显著性检验。

由图1可见：阿克苏地区苹果的趋势单产与实际单产的变化趋势基本一致。20世纪90年代阿克苏地区苹果单产量波动不显著，21世纪开始单产量基本呈明显上升趋势，2011—2015年平均单产为22423.6kg/hm2，比2001—2010年平均单产增加了1倍，比20世纪90年代增加了近3倍。

2 分析结果

2.1 影响苹果产量的关键气象因子分析

据研究表明，在阿克苏地区，温度是影响苹果生长的主要气象因素，春季温度及其变化影响苹果的萌芽、开花和坐果，夏季温度影响苹果的花芽分化、果实生长、产量和品质，冬季温度影响苹果树休眠期是否能安全越冬以及病虫害的发生。阿克苏地区苹果生长期间的主要气象灾害有冬季低温冻害、春季大风沙尘、高温热害及7-8月局地大降水。

本文利用1991-2015年阿克苏地区苹果产量，分别与苹果主产区10个代表站的冬季极端最低气温、冬季平均气温、1月平均气温、4月平均气温、4月≥30℃日数、4月浮尘日数、4月大风日数、5月大风日数、4-8月日照时数、5-8月平均气温、6-8月平均气温、7月≥35℃日数、8月平均气温、8月降水量、至8月底≥10℃积温等气象因子进行相关分析。经检验(表1)，阿克苏地区苹果产量与5-8月平均气温呈正相关，表明苹果主要生长季(5-8月)气温偏高有利于苹果果实生长及产量的形成；而与1月平均气温、4月浮尘日数、8月降水量则呈负相关，表明1月气温越低则苹果休眠期存在越冬隐患越大；4月浮尘日数偏多影响苹果的开花、授粉；8月降水偏多易使枝梢生长过旺。