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比較水稻總產(chǎn)與平均單產(chǎn)年際變化,1993年之前二者均為持續(xù)波動增加,1993年達(dá)到最高水平;1994年二者同時巨幅減少,1994年后二者趨勢一致,總體呈現(xiàn)增—減—增趨勢。1994年是個十分特殊的年份,與1993年相比,水稻面積、技術(shù)水平?jīng)]有較大變化的情況下,氣象條件是影響產(chǎn)量的最大因素。

水稻氣候產(chǎn)量特征依據(jù)產(chǎn)量和氣候要素的特點(diǎn)和時間尺度,將作物的單產(chǎn)劃分為兩部分,即時間趨勢產(chǎn)量(主要受長期要素如耕作技術(shù)、管理標(biāo)準(zhǔn)影響)和氣候產(chǎn)量(主要受短期氣候要素的影響),其表達(dá)式為[3]YAi=YTi+YCi,(1)YAi為單位面積作物的實(shí)際產(chǎn)量,YTi為產(chǎn)量的時間趨勢項即趨勢產(chǎn)量,YCi為產(chǎn)量的波動項(氣候產(chǎn)量),i為年份。氣候產(chǎn)量YCi用來分析作物產(chǎn)量隨時間波動的影響,可表達(dá)為YCi=YAi-YTi。計算漢中市逐年水稻氣候產(chǎn)量(圖2),可以看出,1970—1993年氣候產(chǎn)量多為正值,說明氣象條件對形成產(chǎn)量有利,為正影響;1993年后負(fù)值年份明顯增多,正負(fù)影響交替出現(xiàn),氣象條件對水稻產(chǎn)量的影響變得復(fù)雜。尤其是1981年、1994年影響分別達(dá)到-1540.5kg/hm2和-1986kg/hm2。

氣候要素與水稻氣候產(chǎn)量的相關(guān)性分析

作物單產(chǎn)主要受土壤類型、品種、農(nóng)業(yè)投入、環(huán)境氣象因子等因素的影響,其中土壤類型、品種、農(nóng)業(yè)投入在一定區(qū)域內(nèi)相對較穩(wěn)定。大量研究表明[4-10],一定區(qū)域內(nèi),年際間單位面積產(chǎn)量的波動主要是由氣象因素引起的,因此在研究氣象條件對糧食作物產(chǎn)量的影響時,主要研究氣象條件對糧食作物平均單產(chǎn)的影響。漢中市水稻種植模式為一季稻,4月播種,9月成熟收獲,影響作物生長進(jìn)程的主要?dú)庀笠蜃邮?—9月的光、溫、水條件,而4—9月分別對應(yīng)的物候期為:4月為幼苗期,5月為分蘗期,6月為分蘗期,7月為孕穗期,8月為抽穗灌漿期,9月為收獲期。選取1971—2010年漢中盆地年降水量、年平均氣溫、年日照時數(shù),水稻全生育期4—9月的月氣溫、月降水量、月日照時數(shù)、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行相關(guān)分析,研究影響水稻產(chǎn)量的主要?dú)夂钜蛩亍?/p>

光照與水稻氣候產(chǎn)量的相關(guān)性水稻屬于熱帶喜光植物,漢中市水稻在4月上旬到中旬播種,9月中旬到下旬成熟收獲,這一階段光照總體充足,但有年際、月際變化。分析氣候產(chǎn)量與全生育期日照時數(shù)、各月日照時數(shù)的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)4、8、9月及4—9月總?cè)照諘r數(shù)與氣候產(chǎn)量呈正相關(guān),5、6、7月日照時數(shù)與氣候產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)?；貧w分析可得方程YC=42.03-0.31S5-0.05S6-0.41S7+0.53S8+0.08S9,(2)式中S5、S6、S7、S8、S9分別為5、6、7、8、9月日照時數(shù)。5、6、7月日照時數(shù)每增加1h,每公頃氣候產(chǎn)量將分別減少4.65、0.75、6.15kg;8、9月日照時數(shù)每增加1h,每公頃氣候產(chǎn)量將分別增加7.95、0.4kg,且8月日照增產(chǎn)效應(yīng)較明顯。說明水稻抽穗—灌漿期光照充足利于增產(chǎn)。

降水與水稻產(chǎn)氣候產(chǎn)量的相關(guān)性分析各時段降水量與水稻氣候產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù),4、5、6、7、9月降水量和4—9月總降水量與氣候產(chǎn)量均呈正相關(guān),8月降水量與氣候產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),5月、8月降水與氣候產(chǎn)量相關(guān)顯著,且8月降水對水稻氣候產(chǎn)量的影響極其顯著?；貧w方程為YC=-19.724+0.41R5+0.01R6+0.14R7-0.25R8,(3)式中R5、R6、R7、R8分別為5、6、7、8月降水量,5、6、7月降水量各增加1mm,氣候產(chǎn)量每公頃分別增加6.15、0.15、2.1kg,并且有5月降水量對水稻增產(chǎn)貢獻(xiàn)最大,即說明水稻分蘗和移栽需水量大,降水充足利于水稻分蘗、移栽成活和苗期營養(yǎng)生長積累干物質(zhì)。而8月降水量增加1mm,氣候產(chǎn)量每公頃減產(chǎn)3.75kg,即說明水稻抽穗揚(yáng)花、結(jié)實(shí)灌漿期降水天氣對產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。

溫度與水稻氣候產(chǎn)量的相關(guān)性分析各時段氣溫與水稻氣候產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù),所有時段的氣溫與氣候產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)?；貧w方程為YC=487.5-8.81T5-4.03T6-9.04T7,(4)式中T5、T6、T7分別為5、6、7月氣溫,5、6、7月溫度每升高1oC,每公頃氣候產(chǎn)量分別減少132.15、60.45、135.6kg,說明營養(yǎng)生長期溫度增高,發(fā)育期提前,對營養(yǎng)積累和產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。

旱澇災(zāi)害對氣候產(chǎn)量的影響漢中市水稻主要生長期在5—9月,旱澇災(zāi)害對其正常生長和產(chǎn)量影響較大。將逐年的旱、澇程度與氣候產(chǎn)量做相關(guān)分析,相關(guān)系數(shù)分別為-0.2461、-0.2549,均呈較明顯的負(fù)相關(guān),即旱、澇程度越重,產(chǎn)量減產(chǎn)越嚴(yán)重。經(jīng)普查氣候減產(chǎn)每公頃300kg以上的年份有1976、1981、1994、1995、2001和2003年,都發(fā)生嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害,尤其是1981年和1994年,特澇特旱年水稻減產(chǎn)特別嚴(yán)重。

氣候?qū)λ井a(chǎn)量的影響

水稻氣候產(chǎn)量是光、溫、水氣候因子綜合影響的結(jié)果,而不是單一的光照、降水或者溫度影響的結(jié)果。選擇與氣候產(chǎn)量相關(guān)性較強(qiáng)的7、8月日照時數(shù)、5、8月降水量,5、7月溫度做回歸分析,得到回歸方程YC=167.33-0.31S7+0.23S8+0.33R5-0.18R8-6.44T5-1.11T7。(5)回歸方程的判定系數(shù)為0.6289,明顯高于單獨(dú)用日照、降水和氣溫的回歸效果。方程表明:增溫對產(chǎn)量的影響是減產(chǎn),5月降水增加可增產(chǎn),8月降水減少、光照增加可增產(chǎn)。

結(jié)論與討論

漢中市水稻單產(chǎn)年際變化呈增—減—增趨勢,但年際氣候產(chǎn)量波動較大。1970—1993年氣候產(chǎn)量多為正值,1993年以后負(fù)值年份明顯增多,氣候條件對水稻產(chǎn)量的影響變得復(fù)雜。水稻生育期7月日照、8月降水、5月溫度、7月溫度對產(chǎn)量的影響為負(fù)效應(yīng),5月降水、8月日照為正效應(yīng)。即有增溫對產(chǎn)量的影響是減產(chǎn),5月增加降水可以增產(chǎn),8月減少降水增加光照時間可以增產(chǎn)。5—9月的旱、澇程度與氣候產(chǎn)量呈明顯的負(fù)相關(guān),即旱、澇程度越重,產(chǎn)量減產(chǎn)越嚴(yán)重。1981年和1994年,特澇特旱年水稻減產(chǎn)特別嚴(yán)重每公頃減產(chǎn)1500kg以上。氣候異常是導(dǎo)致大幅減產(chǎn)的直接原因。水稻生育關(guān)鍵期內(nèi)的天氣氣候條件、積溫對產(chǎn)量的影響有待于今后深入研究。

作者：楊利霞袁再勤孟茹周曉麗單位：漢中市氣象局銅川市氣象局