北京地区冬小麦产量和气象要素的统计学分析中国农业科学院气象研究室王世奢曹永华蔡泳慈农作 物产量大面积大幅度的波动是人们极为关注的问题经验表明,这种波动与天气气候有非常密切的关系我国从?? !年人民公社化以来,农业生产条件起了很大变化,尤其是农田水利获得 了明显的改善现在要问∀近若干年来,产量对气象条件的依赖性究竟怎样#在现今条件下,哪些气象因子是影响产量变异的主要因子#从农业气象角度看,在栽培管理中需要注意哪些问题#本文拟以北京地区冬小麦为例,对这些问题进行初步探讨方法定量地研究作物产量和气象条件的关系,可以有 多种途径,应用多年 自然状况下的收获产量资料和气候观测资料进行统计学的分析是途 径之一统计学的方法,一般说来,不能揭露事物的内在因果关系,但对于概括已有的纷繁事 实,建立事物的外部联系,客观地区分矛盾的 主、次,常是有力的工具它不需要复杂的观测设备和较多的先行工作为墓础,而且实践证明,只要用 以统计 的资料足够丰富和可靠,设计的数学模型合理,同样能取得良好结果,故至今仍多被采用‘∃〕〔透〕本文也将取这一途径我们 的目的,首先在于了解影响产量的 主要气 象因子,同时希望获得其影 响的季节变动信息。
为此,我们将采 用 % 十二.干/·补∀」一1.21:,? ?中国农业科学北京地区冬小麦产量和气象要素的统计学分析中国农业科学院气象研究室王世奢曹永华蔡泳慈农作 物产量大面积大幅度的波动是人们极为关注的问题经验表明,这种波动与天气气候有非常密切的关系我国从?? !年人民公社化以来,农业生产条件起了很大变化,尤其是农田水利获得 了明显的改善现在要问∀近若干年来,产量对气象条件的依赖性究竟怎样#在现今条件下,哪些气象因子是影响产量变异的主要因子#从农业气象角度看,在栽培管理中需要注意哪些问题#本文拟以北京地区冬小麦为例,对这些问题进行初步探讨方法定量地研究作物产量和气象条件的关系,可以有 多种途径,应用多年 自然状况下的收获产量资料和气候观测资料进行统计学的分析是途 径之一统计学的方法,一般说来,不能揭露事物的内在因果关系,但对于概括已有的纷繁事 实,建立事物的外部联系,客观地区分矛盾的 主、次,常是有力的工具它不需要复杂的观测设备和较多的先行工作为墓础,而且实践证明,只要用 以统计 的资料足够丰富和可靠,设计的数学模型合理,同样能取得良好结果,故至今仍多被采用‘∃〕〔透〕本文也将取这一途径。
我们 的目的,首先在于了解影响产量的 主要气 象因子,同时希望获得其影 响的季节变动信息为此,我们将采 用 % 十二.干/·补∀」一1.21:,? ?中国农业科学设地理位置、自然条件相近的地点,/六川有相同值,则1 2可化为+≅份841Α2式中 +8乙+旧,4二Β 4湘,≅钊8≅Χ鑫二 “·8≅钊幻8“·8≅61Α2中,+和4均可 据实际资料求得,故不难求≅6为保证在最后的回归方程 中,只包含少数儿个显著的变量,并且它们是全部可能 因子中最好的因子,本文将采用逐步回 归方案来建立1Δ2因为变量5』1 7 2已变换为叭,所以被引进方程的变量将不仅能反映出某气象因子是重要的,而且 将通过‘∃2式同时给出这些因子对产量影响的季节变化信息最后,可据 毗,8/沈·黔,Ε黔品4泪二尹,一艺艺/六·渺2·甲.梦Ε Φ 粉1Γ 2得到对应于各点非标准化数叫兮,的回归系数/卿和常数4‘ 目1Γ2中Φ尹和Φ思分别为点(的产量3川和变量 叫夸,的标准离差资料来源本文收集了京郊Γ个1区2县的小麦单产和气象资料这些〔区2县的麦田大都是水 浇地,且同处北京东南部平原地带,土壤、气候等条件差异不大各地产量存在 明显的时间趋势,需从实际产量中去掉。
经过处理后的产量列表?轰?各1区2县的 历年产761斤Ε 亩2 尊一坚刹暨 兰Η.卫.生 >湮一兰阵止兰 .里巴 年出ΗΗΗ??一∃Ιϑ>Δ一 边 廷一Η一一.一一>业ΚΚ笙卜台Λ 了一Λ? !ϑ?ϑ一?∃ 一一> ⋯一. ∀· 2 ⋯一 ⋯⋯一 ⋯.>」 6为实际产量减去时间趋 势的差值以下 凡称产量均 同此? ∃中国农业科学其中正、负号可分别理解为 由不包括生产技术因素在内的其他各种影响因素造成的增 产和减产作物生长所需最基本的农业气 象条件是光照、水分、温度等如不考虑人工的影响,作物实际得到的这些条件,可用当地气候 资料中的日照时数、降水、平均气温作近似的定量描述另外、京郊大面积小麦约在? ?月:日前后播种,Α月? 日左右收获为方便起见,本文选用从? ?月?日到Α月? 日间的逐旬降水 量15:2、日照时数15口和平均气温152三个气 象要 素值,作 为分析的基本气象资料全生育期丁被划为∃ Α时段,每段?旬,最后时段为天据经验,任一气象要素对产量影响的季节变化,如用正交多项式表示,取少数几次项已足够本文最高取至次项统计结果统计得到的1Α2式是含有? ?个变量的线性方程组对〔Α2进行逐步回归求解。
引入和剔除 因子的%值等于Γ结果筛选出Α个因子,即对应于降水的讯,∀,对应于光照 的甲∀,Δ,以及对应于温度的甲ϑ,? ,甲、,甲川,甲ϑ Μ 相应的标准化回归系数/气,,8?6?? ,/首∃,Δ8?6Δ ? Δ,/份ϑ,?8一?6? ,/命∃8一?6Δ ? Δ,/6ϑ,∀8一?6ϑ ∃,/68?6Δ 了由1Γ2得各1区2县的回归系数和常数列表∃据表∃和公式1∃2,可得每一地点 因子51 72的影响系数/卿1 7 2图二一四给出ϑ个1区2县/61 7 2的函数图形,其余1区2县与此类似,从略根据表∃和公式1ϑ2,可得各 点产量 的估计值图一绘出其 中部分结果回归的变量分析列表ϑ表∃各1区2县的偏回归 系数岭, 卜卜户返Ν Ν Ν顺义义平谷谷通县县大兴兴朝阳阳海淀淀丰台台ΟΟΟ ΟΚ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ Κ? ? ? ? ? ? ?∃ ∃ ∃一一 Π Π ΠΓ Γ Γ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?以以 犷犷?。
? ? Α Α Α??? Α 盛? ? ?∀6翩嚣代羔一?·? ?? 了Γ Γ Γ?一?? 逮 ϑ ϑ ϑ毗毗, ,?Π ? ?ϑ Γ Γ Γ Θ ?? ? ϑ ϑ ϑ一6ϑ?ϑ ϑ ϑ一一? ? Α Α Α蜡蜡, ,一Θ∃ Α? ? ?一?∃ϑ ? ? ?一?? Δ一?ϑ了?一? ? ? ? ?一Ρ盛 ∃ ! ! !/ / /男男一Θ Γ Γ Γ一4Α ? ? ?一∀‘∀∀∀∀∀⋯一∀6∀∀∀∀∀>一∀‘ ∀∀∀−∀⋯⋯⋯一??≅∃∃ ∃ ∃弓弓护护一? ? ? Γ Γ Γ一?一??∃∃? ? ?Γ ∃∃∃ !??ϑ 飞6Σ一一一一? ??艺 Γ Γ Γ毗毗〕〕? ? ?匀匀幻 ∃∃ 吕吕吕吕?一?? ∃ ? ? ?; ; ;1的的Γ 7 ? ?! 臼心Α Α Α Α Α Α Α?? Αϑ6? ? ?表ϑ产最的变里芬析 变异来叫平方和阵由度Ι一均一’ 索厂一国“>‘ ,:·上>“一∃ ϑ ‘ ! ·∃一ϑ ·ϑΧ”误差.Α ϑϑ ‘!>“ ΑΑ Α6““总计一“ 迄“ ? ”·一刊’门年第?期·? ϑ对几个问题的讨论1一2据表ϑ,冬小麦产量的变异和气象条件高度相关对应于?? !这 样大的样本,仅用线性模式和Α个变量即获得。
6! ϑ二的复相关系数,应认为效果很好估计产量和实际产量相 当吻合1图 一2在单点分析时,有 些结果还要好些,如用朝阳区的? 年资料,逐步回归选出Δ个因子,复相关系数高达6?Α 公气剩余标准离差仅士? Α斤Ε亩可见在 过去的十几年里,生产技术条件虽有了极大 改善,但小 麦收成的好坏,仍在相当程度上依赖于气象因素1二2各气 象要素全生育期累积值的影响不显著选入 回归的Α个因子,下标9都斤Ε亩 —实际产 量? ? Δ ? ?翔∃ ? ? ? ? ?亩斤Δ ? ? Ρ ?ϑ ? ?∃ ? ?? ? ??? Α?Λ ?Α ∃??Α 峨 ??Α Α? ?Α !??Γ ??? Γ∃:Τ Γ 2年Υ6顺义1∃? Α?一? ?Γ嘴2??Α ?Λ ? Αϑ? ?Α 飞 ?Α,??Α?工 ? Γ???了ϑΛ?Γ理年:2平 谷1??Α ?一??Γ 魂21 Υ一切、各地冬小麦预计产盆、实际产最和时间趋势1斤 Ε亩21斤Ε 亩2夕公之∀6 ∀通县大兴半公中八∃下Ε ?上Εϑ一一一上上八:中广? ∃下 八仁招呼∀自下Ε 毛毛:也66一6卫卫价夕ς1句Ε月2曰例目?了卜匡浆灌? 成熟抽德扬花 拔节一孕穗起身一拔节区青分越播种!出苗液浆∀成熟抽穗扬花 ?节拔 孕秘起身 拔节青返冬越分萦播 种?出苗图二在降水、日照豪件不变时,温度每升高图三#度对最后产∃的平均效果%斤 ] ) ∋2,≅Φ∴ + , 4 ∴ΒΜΜ) )7∋⊥Μ⎯)7) ⊥ ∗ ⊥:⊥Τ&; Υ:ΜΥ )7⊥ ∗ ∋⊥ Ζφ &Ζ7) ∗φ() Υ7少&)?2&Ζγ)λ&ΖΤ0&∋7∗&)7φ) ∗ )Υ Ζ Υ:3∋ )0μ] Υ Ζ7&7吕士&χ):3⊥ Ζ7()/Υ ∋&∋⊥Μ7()φ&Ζ7) ∗φ () Υ73&):0∋Υ Ζ07:Ψ)⎯)7) ⊥ ∗ ⊥:⊥Τ&) Υ:0Υ7Υφ &7(Υ7⊥7Υ:⊥Μ? ? ∋7Υ7&⊥Ζ3) Υ ∗ ∋6+)Τ∗ ) ∋ ∋&⊥ Ζ)μ] Υ7&⊥Ζ&Ζ) ∋7Ν&⎯Υ7&ΖΤ3&):0∋φΥ ∋&Ζ7∗⊥0] ) )0 /3⎯) ΥΖ∋⊥ΜΥ即:3&ΖΤ⊥ ∗7(⊥Τ⊥ Ζ Υ:γ⊥:3Ζ⊥⎯&Υ:Υ Ζ0∋7)γφ &∋ )∗ )Τ∗ ) ∋ ∋&⊥ Ζ7) )(Ζ&μ] )6∴ ()⎯7 &:7三γ:)) ⊥ ∗ ∗ ):Υ7&⊥ Ζ) ⊥ΜΜ主)&)Ζ7φΥ ∋?6ϑ6?’9:)&月Μ:] ) Ζ ) )⊥Μ⎯)7) ⊥ ∗ ⊥:⊥Τ&) Υ:):)⎯) Ζ70&∋7∗&/]7&⊥ Ζ&ΖγΥ ∗7&) ]:Υ ∗7&⎯)∋) )⎯)07⊥/)⎯⊥ ∗ )&⎯γ⊥ ∗7Υ Ζ77(Υ Ζ7(Υ7&Ζ7()φ::⊥:)Τ∗ ⊥φ &Ζ之γ) ∗&⊥06∴ ())ΜΜ) )7⊥Μ⎯)7) ⊥ ∗ ⊥:⊥Τ&) Υ:ΜΥ )7⊥ ∗ ∋∗ ) Υ )()0王7∋⎯Υ <&⎯]⎯χ Υ:] )0] ∗&ΖΤγ∗)一φ&Ζ7)∗ν⎯&:λΤ∗ Υ&Ζ∋7ΥΤ) ∋6, ⎯⊥ ΖΤ7(⊥ ∋ )ΜΥ )7⊥ ∗ ∋∋ ] )(Υ ∋&::]⎯主Ζ Υ7&⊥ Ζ,γ∗ ) )&γ&7Υ7&⊥ ΖΥ Ζ07)⎯γ) ∗ Υ7] ∗),7()7)⎯γ) ∗ Υ7] ∗ )∋(12φ)07⊥/)7::)⎯⊥ ∋7&⎯γ⊥ ∗7Υ Ζ7⊥ Ζ )φ&7:Ψ&7∋⎯Υ <&⎯]⎯γ⊥ ∋&7&χ ))ΜΜ))7&Ζγ∗ )一φ &Ζ7) ∗Υ Ζ0⎯Υ <&⎯]⎯Ζ )ΤΥ7&χ ))ΜΜ) )7&Ζ⎯&:λΤ∗ Υ&Ζ∋7ΥΤ)∋6∴ ())7 7) )7⊥Μγ∗ ) )&γ&7Υ&⊥ Ζ&Ζ∗ ) ) ) Ζ7 3) Υ ∗ ∋(Υ0∋&ΤΖ&Μ&) Υ Ζ7:30) ) ∗ )ΝΥ ∋ )0Υ ∋) ⊥⎯γΥ ∗ )0φ &7(7()3) Υ∗∋/)Μ⊥ ∗ )? ? 6Ρ] ∗&Ζ义)⎯) ∗Τ) Ζ ) )Υ Ζ0⎯&:λΤ∗ ΥΝ&Ζ∋7ΥΤ) ∋,(⊥φ) χ ) ∗,7() ∗ )φΥ ∋∋7&::ΥΞΥ )λ⊥ΜφΥ7) ∗6Ξ7φΥ ∋)⎯γ(Υ ∋&Ψ )07。