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摘要:秋季作物的产量与各项气候条件的关系作一定量的分析,可以趋利避害,为科学化的决策提供依据。在通常的数理统计中,因样本时间短,统计信度低的缺点,使农业气象中统计资料不是很理想。从农业气象角度来说,各项气候条件对秋季作物的产量起作用的大小和其对作物的影响程度相关,因此就农业生产和气候因素组成的大系统,它是一个“灰色系统”。所以采用灰色系统特有的关联分析法进行分析,就可以克服数理统计中,因样本时间短,统计信度低的缺点,从而为地方决策提供更加可靠的依据。
关键词:气候条件;农作物;分析
中图分类号:S162 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-04-0198-2
1 资料
河南省周口市川汇区秋季作物的种类很多,主要选取了玉米、高粱、谷子、薯类、烟叶、芝麻、大豆、花生、棉花等九种农作物进行分析。为了表现近期的状况,及兼顾到资料的完整性,仅选取了2000~2010年的十年的连续观测资料作样本。
气候因素是多种多样的,在选取影响作物产量的气候因素时,首先是根据农学原理选定热量、降水、日照三大类,然后依据作物的生育期及其特殊要求進行斟酌,最后定为十一个因素。(详见附表)
2 建立关联矩阵
设秋季作物历年的单产为
Yit( i=1,2,3,…,9 作物种类编号
t=1996,1997, …,2005 年代 )
各项气候条件历年值为
XJt( i=1,2,3,…,11 气候条件编号
t=1996,1997, …,2005 年代 )
首先将以上资料作无量化处理,在这里采用初值化处理法,,即把各序列所有值都用该序列的第一个值去除,得到一批新的资料,设为YYit,
XXJt其值为:YYit=Yit/Yi1996,XXJt=XJt/XJ1996, (i,t,j定义同上)
将得到的新资料代入下面关联系数公式
E ij(t) == △min+E△max
-------------------------------
△ jt(t)+E△max
式中:
△ min=min min ‖ XXJ(t)- YYi(t) ‖
j t
△max=max max ‖XXJ(t)- YYi(t) ‖
j t
E为分辨系数,在这里取值为0.1
得到历年每种作物和各项气候条件的关联系数,最后将求得的各个时段的关联系数构成关联矩阵,(详见表),矩阵中每一个值Rij,称为关联度。它表示i种气候条件和j种作物产量关联的程度。其值在0到1之间,值越大。表明两者之间关联程度越高,反之则低。
3 分析及结论
将关联矩阵中各行均值。按从大到小的次序排列,可得各种气候条件和作物产量的关联序。
0.871(6月11日到20℃〈终日积温〉)>0.858(8月平均气温)>0.852(7月下旬到8月中旬日照)>0.839(5月上旬日照)>0.831(9月上旬日照)>0.772(6月26日到7月10日降水量)>0.723(8月份≥35℃日数)>0.667(7月下旬到8月中旬降水量)>0.638(4月上中旬降水量)>0.519(5月下旬到6月中旬降水量)>0.486(8月下旬至9月中旬降水量)
从上面关联序中可以看出,各项气候条件中6月11日到20℃终日积温和8月平均气温,即温度条件对作物产量,起到很重要的作用,而8月下旬到9月中旬的降水量和作物产量关系不大。这一点从农学角度来说也是有道理的:多数秋作物是喜温作物,要求温度高。特别是作物生长盛期(即8月份),灌浆成熟期,则要求≥20℃以上的积温,利于淀粉酶的活动,使淀粉的积累和运转能顺利进行,促使籽粒饱满,8月下旬至9月中旬,作物基本都进入后期生长,需水量少,要求不太敏感。
将关联矩阵中各列均值,按从大到小的次序排列,可得各种作物产量和气候条件的关联序。
0.767(薯类)=0.767(谷子)>0.747(玉米)>0.745(烟叶)>0.735(高粱)>0.73(芝麻)>0.727(花生)>0.703(大豆)>0.656(棉花)
由关联序中可以看出;薯类、谷子和玉米的产量对气候条件的好坏关系密切,而大豆和棉花对气候条件的变化不太敏感,即适应性较强,欲想提高其产量要加强其他措施。而谷子、薯类、烟叶、玉米等作物关联度较大,说明这些作物在8月份喜高温天气。
若将气候条件分成光、温、水三大类。且用6月11日到20℃终日积温和8月平均气温的平均关联度代表温度,用6月26日到7月10日的降水量,7月下旬至8月中旬降水量,8月下旬到9中旬降水量的关联度的均值代表光,则可得作物产量与作物生育期光、温、水关联关系表:
从表中可以看出,除大豆、花生之外,其余七种作物的产量和温度条件关联最大,日照条件次之。降水因素居第三。大豆产量和温度条件关系最密。降水条件次之,日照条件再次。花生产量和日照条件关系最大,温度条件次之,而降水条件再次。由上面关系表中还可以看出,烟叶、薯类、玉米等作物的产量和降水关系较大,因此该等作物在其生长过程中要特别注意抗旱浇水,促其高产。从温度条件来看和薯类、烟叶、谷子、玉米产量较密切。为充分利用热量因素,这些作物要尽量早播,以提高产量。以下就每种作物,按关联度的大小挑选出六种较密切的气候条件。
3.1 玉米
A. 6月11日到20℃终日积温。
B. 8月平均气温。
C. 7月下旬到8月中旬日照。
D. 9月上旬日照。 E. 5月上旬日照。
F. 6月26日至7月10日降水量。
3.2 高粱
G. 6月11日到20℃终日积温。
H. 8月平均气温。
I. 5月上旬日照。
J. 7月上旬到8月中旬日照。
K. 9月上旬日照。
L. 6月26日到7月10日降水量。
3.3 谷子
M. 7月下旬到8月中旬日照。
N. 6月11日到20℃终日积温。
O. 8月平均气温。
P. 6月26日至7月10日降水量。
Q. 9月上旬日照。
R. 8月≥35℃日数。
3.4 薯类
S. 6月11日到20℃终日积温。
T. 8月平均气温。
U. 5月上旬日照。
V. 7月下旬到8月中旬日照。
W. 9月上旬日照。
X. 6月26日至7月10日降水量。
3.5 大豆
Y. 7月下旬到8月中旬日照。
Z. 6月11日到20℃终日积温。
AA. 9月上旬日照。
BB. 8月平均气温。
CC. 6月26日至7月10日降水量。
DD. 7月下旬到8月中旬降水量。
3.6 花生
EE. 9月上旬日照。
FF. 6月11日到20℃終日积温。
GG. 7月下旬到8月中旬日照。
HH. 8月平均气温。
II. 6月26日至7月10日降水量。
JJ. 8月≥35℃日数。
3.7 芝麻
KK. 6月11日到20℃终日积温。
LL. 7月下旬到8月中旬日照。
MM. 8月平均气温。
NN. 9月上旬日照。
OO. 6月20日至7月10日降水量。
PP. 8月≥35℃日数。
3.8 棉花
QQ. 6月11日到20℃终日积温。
RR. 9月上旬日照。
SS. 8月平均气温。
TT. 5月上旬日照。
UU. 7月下旬到8月中旬日照。
VV. 4月上、中旬降水。
3.9 烟叶
WW. 6月11日到20℃终日积温。
XX. 8月平均气温。
YY. 7月下旬到8月中旬日照。
ZZ. 5月上旬日照。
AAA. 6月26日至7月10日降水量。
BBB. 8月≥35℃日数。
秋季作物的产量与各项气候条件的关系作一定量的分析,可以趋利避害,为科学化的决策提供依据。
参考文献
[1] 杨文慧,吴建华.一种新的灰关联系数表达式[J].河海大学学报(自然科学版).2008年01期.
[2] 郝海燕,王斌.大学生综合素质测评的灰色关联分析法[J].承德石油高等专科学校学报,2009,11(2):57-59.
[3] 张雪芬.1998年度河南省气候对主要农作物生长的影响[J].河南气象,1999
作者简介:杨志强(1979-),男,河南周口人,周口市川汇区气象局助理工程师,从事综合气象观测工作。
关键词:气候条件;农作物;分析
中图分类号:S162 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-04-0198-2
1 资料
河南省周口市川汇区秋季作物的种类很多,主要选取了玉米、高粱、谷子、薯类、烟叶、芝麻、大豆、花生、棉花等九种农作物进行分析。为了表现近期的状况,及兼顾到资料的完整性,仅选取了2000~2010年的十年的连续观测资料作样本。
气候因素是多种多样的,在选取影响作物产量的气候因素时,首先是根据农学原理选定热量、降水、日照三大类,然后依据作物的生育期及其特殊要求進行斟酌,最后定为十一个因素。(详见附表)
2 建立关联矩阵
设秋季作物历年的单产为
Yit( i=1,2,3,…,9 作物种类编号
t=1996,1997, …,2005 年代 )
各项气候条件历年值为
XJt( i=1,2,3,…,11 气候条件编号
t=1996,1997, …,2005 年代 )
首先将以上资料作无量化处理,在这里采用初值化处理法,,即把各序列所有值都用该序列的第一个值去除,得到一批新的资料,设为YYit,
XXJt其值为:YYit=Yit/Yi1996,XXJt=XJt/XJ1996, (i,t,j定义同上)
将得到的新资料代入下面关联系数公式
E ij(t) == △min+E△max
-------------------------------
△ jt(t)+E△max
式中:
△ min=min min ‖ XXJ(t)- YYi(t) ‖
j t
△max=max max ‖XXJ(t)- YYi(t) ‖
j t
E为分辨系数,在这里取值为0.1
得到历年每种作物和各项气候条件的关联系数,最后将求得的各个时段的关联系数构成关联矩阵,(详见表),矩阵中每一个值Rij,称为关联度。它表示i种气候条件和j种作物产量关联的程度。其值在0到1之间,值越大。表明两者之间关联程度越高,反之则低。
3 分析及结论
将关联矩阵中各行均值。按从大到小的次序排列,可得各种气候条件和作物产量的关联序。
0.871(6月11日到20℃〈终日积温〉)>0.858(8月平均气温)>0.852(7月下旬到8月中旬日照)>0.839(5月上旬日照)>0.831(9月上旬日照)>0.772(6月26日到7月10日降水量)>0.723(8月份≥35℃日数)>0.667(7月下旬到8月中旬降水量)>0.638(4月上中旬降水量)>0.519(5月下旬到6月中旬降水量)>0.486(8月下旬至9月中旬降水量)
从上面关联序中可以看出,各项气候条件中6月11日到20℃终日积温和8月平均气温,即温度条件对作物产量,起到很重要的作用,而8月下旬到9月中旬的降水量和作物产量关系不大。这一点从农学角度来说也是有道理的:多数秋作物是喜温作物,要求温度高。特别是作物生长盛期(即8月份),灌浆成熟期,则要求≥20℃以上的积温,利于淀粉酶的活动,使淀粉的积累和运转能顺利进行,促使籽粒饱满,8月下旬至9月中旬,作物基本都进入后期生长,需水量少,要求不太敏感。
将关联矩阵中各列均值,按从大到小的次序排列,可得各种作物产量和气候条件的关联序。
0.767(薯类)=0.767(谷子)>0.747(玉米)>0.745(烟叶)>0.735(高粱)>0.73(芝麻)>0.727(花生)>0.703(大豆)>0.656(棉花)
由关联序中可以看出;薯类、谷子和玉米的产量对气候条件的好坏关系密切,而大豆和棉花对气候条件的变化不太敏感,即适应性较强,欲想提高其产量要加强其他措施。而谷子、薯类、烟叶、玉米等作物关联度较大,说明这些作物在8月份喜高温天气。
若将气候条件分成光、温、水三大类。且用6月11日到20℃终日积温和8月平均气温的平均关联度代表温度,用6月26日到7月10日的降水量,7月下旬至8月中旬降水量,8月下旬到9中旬降水量的关联度的均值代表光,则可得作物产量与作物生育期光、温、水关联关系表:
从表中可以看出,除大豆、花生之外,其余七种作物的产量和温度条件关联最大,日照条件次之。降水因素居第三。大豆产量和温度条件关系最密。降水条件次之,日照条件再次。花生产量和日照条件关系最大,温度条件次之,而降水条件再次。由上面关系表中还可以看出,烟叶、薯类、玉米等作物的产量和降水关系较大,因此该等作物在其生长过程中要特别注意抗旱浇水,促其高产。从温度条件来看和薯类、烟叶、谷子、玉米产量较密切。为充分利用热量因素,这些作物要尽量早播,以提高产量。以下就每种作物,按关联度的大小挑选出六种较密切的气候条件。
3.1 玉米
A. 6月11日到20℃终日积温。
B. 8月平均气温。
C. 7月下旬到8月中旬日照。
D. 9月上旬日照。 E. 5月上旬日照。
F. 6月26日至7月10日降水量。
3.2 高粱
G. 6月11日到20℃终日积温。
H. 8月平均气温。
I. 5月上旬日照。
J. 7月上旬到8月中旬日照。
K. 9月上旬日照。
L. 6月26日到7月10日降水量。
3.3 谷子
M. 7月下旬到8月中旬日照。
N. 6月11日到20℃终日积温。
O. 8月平均气温。
P. 6月26日至7月10日降水量。
Q. 9月上旬日照。
R. 8月≥35℃日数。
3.4 薯类
S. 6月11日到20℃终日积温。
T. 8月平均气温。
U. 5月上旬日照。
V. 7月下旬到8月中旬日照。
W. 9月上旬日照。
X. 6月26日至7月10日降水量。
3.5 大豆
Y. 7月下旬到8月中旬日照。
Z. 6月11日到20℃终日积温。
AA. 9月上旬日照。
BB. 8月平均气温。
CC. 6月26日至7月10日降水量。
DD. 7月下旬到8月中旬降水量。
3.6 花生
EE. 9月上旬日照。
FF. 6月11日到20℃終日积温。
GG. 7月下旬到8月中旬日照。
HH. 8月平均气温。
II. 6月26日至7月10日降水量。
JJ. 8月≥35℃日数。
3.7 芝麻
KK. 6月11日到20℃终日积温。
LL. 7月下旬到8月中旬日照。
MM. 8月平均气温。
NN. 9月上旬日照。
OO. 6月20日至7月10日降水量。
PP. 8月≥35℃日数。
3.8 棉花
QQ. 6月11日到20℃终日积温。
RR. 9月上旬日照。
SS. 8月平均气温。
TT. 5月上旬日照。
UU. 7月下旬到8月中旬日照。
VV. 4月上、中旬降水。
3.9 烟叶
WW. 6月11日到20℃终日积温。
XX. 8月平均气温。
YY. 7月下旬到8月中旬日照。
ZZ. 5月上旬日照。
AAA. 6月26日至7月10日降水量。
BBB. 8月≥35℃日数。
秋季作物的产量与各项气候条件的关系作一定量的分析,可以趋利避害,为科学化的决策提供依据。
参考文献
[1] 杨文慧,吴建华.一种新的灰关联系数表达式[J].河海大学学报(自然科学版).2008年01期.
[2] 郝海燕,王斌.大学生综合素质测评的灰色关联分析法[J].承德石油高等专科学校学报,2009,11(2):57-59.
[3] 张雪芬.1998年度河南省气候对主要农作物生长的影响[J].河南气象,1999
作者简介:杨志强(1979-),男,河南周口人,周口市川汇区气象局助理工程师,从事综合气象观测工作。