摘 要: 利用黔南州各气象观测站 1985—2015 年的降水量资料及统计局公开的粮食产量资料，计算分析粮食作物生长期间降水量与粮食单产量的相关系数。结果表明: 降水量与夏粮单产量有较好的正相关，降水量与年粮食单产量及秋粮单产量的相关性较差，但排除因秋风导致减产的 3 a 后，降水量与年单产量及秋粮单产量呈现明显的正相关; 7—8 月合计降水量与秋粮单产量呈正相关。了解降水量与粮食产量的关系，能够更好的评价干旱对粮食产量的影响以及准确地预测粮食产量。
关键词: 降水量; 粮食单产; 夏粮; 秋粮; 相关系数
1 引言
在水利灌溉逐渐发展的过程中，降水一直是粮食作物田土需水的重要来源，降水量的多少与分配是作物生长好坏的重要条件。黔南的粮食作物主要分为两季，一是秋种的夏收粮食，一季为春种的秋收粮食，近 10 a 来，秋收粮食产量占全年粮食总产量的 85% 以上。秋粮以水稻、玉米为主，还有少量的薯类、豆类等其它作物; 夏收粮食主要有小麦、马铃薯等。在粮食作物生长期间，降水量偏少产生的干旱，会使粮食产量减产是不争的事实[1]。国内学者对干旱的成因、监测、演变做了一些研究[2 - 4]，但是在降水量变化对粮食产量的影响程度以及两者之间的相关性研究却较少。本文通过计算两者间的相关系数，找出两者的相关性。发现不同时间段的降水量与产量间的关系，可以反映出粮食作物的需水敏感期。掌握降水量与粮食产量间的关系，对粮食作物生育期的管理及粮食产量的预测有着重要作用。
2 资料来源及处理
粮食 产 量 来 源 于 统 计 局 出 版 的《贵 州 六 十年》[5]和《黔南统计年鉴》，降水量采用黔南 12 个气象站观测的数据，时间序列为 1985—2015 年。随着科学技术的发展，粮食种植的技术也在不断进步发展，因此粮食产量总的趋势是增长的[5]，为了能够分析降水量多少对产量的影响，采用粮食单产( kg /hm2 ) 的变化序列，即用当年单产与上年单产的比较作为变化序列，设为 ΔYi，有 ΔYi = ( Yi - Yi - 1 ) / Yi - 1 × 100; 将降水量的变化率即距平百分率为对应序列，设为 ΔXi，ΔXi = ( Xi - X) /X × 100，i = { 1986，1987，…，2015} ，共计30 a。分析两组序列的相关关系。
3 结果与分析
3. 1 年降水量与年粮食产量的关系由于黔南地区的粮食生产分为夏收和秋收两季，一年的粮食产量是两季之和，其中夏收粮食的主要作物是小麦、马铃薯，小麦的平均播种期从 10 月中下旬开始，马铃薯的播种期从 11 月逐渐开始，而收获期是 5—6 月; 主要的秋粮作物玉米、水稻平均是 4 月播种，玉米于 8—9 月收获，水稻除北部少数地区于 10 月上旬成熟收获外，大部分地区在 9 月就进入成熟收获期，10 月上旬就基本收获结束了。因此将上年 10 月—当年 9 月的累计降水量作为夏收和秋收作物生育期间一个年纪周期的降水量，记为 Xi，Xi = ∑ 12 j = 10 Xi-1，j + ∑ 9 j = 1 Xi，j ( i 为年份，j 为月份，Xi，j 为月降水量) ，其距平百分率为 ΔXi。计算 ΔXi 与 ΔYi 的相关系数为 0. 045 5，两者的相关性并不显著[6]。分析粮食产量的增减情况，在作物生育期间出现明显干旱的年份 1989 年、2010 年、2011 年、2013 年等[7]，年粮食单产都是减产，其中 1989 年主要是秋冬干旱夏收粮食产量减产导致年粮食减产， 2010 年是秋冬春连旱使两季粮食产量减产，2011 年和 2013 年是夏季干旱使秋粮减产导致年粮食减产。这说明降水量与粮食产量是有关系的，但影响粮食产量的还有其它因素，如 1988 年、1999 年和 2002 年的粮食减产就是由秋风造成的。将 1988 年、1999 年、2002 年从 ΔXi与 ΔYi 中去掉，且 ΔYi 中 1989 年的粮食单产增减变为 1989 年与 1987 年比较，2000 年的与 1998 年比较，2003 年的与 2001 年比较。再计算 ΔXi与 ΔYi 的相关系数为 0. 436 2，通过信度 α = 0. 05 的检验，说明粮食单产与降水量确实有关系，并且是正相关( 图 1) ，降水量偏少，会使产量减产，但影响产量还有其它因素。
3. 2 季节降水量与年粮食产量的关系黔南的夏收粮食主要有冬小麦、马铃薯等，小麦是 10 月播种—次年 5 月成熟收获，马铃薯是从 11 月陆续播种，次年 5—6 月中旬收获。统计 10 月—次年 5 月降水量与产量关系。两者的相关系数是 0. 450 7，通过信度 α = 0. 05 的检验，夏收粮食产量的增减与降水量百分率间有显著的正相关。秋冬春季的干旱是造成夏粮产量减产的主要因素。典型的有 1986 年、1987 年、1989 年、1999 年、2010 年降水量偏少 2 ～ 4 成，产量也减产 1 ～ 2 成。而 2008 年夏粮的大幅减产，主要是冬季的低温冻害造成的。
3. 3 不同生育期降水量与秋粮产量的关系秋收粮食在年粮食产量中所占比重较大，秋粮的增减往往导致年粮食的增减。而且秋粮作物以玉米、水稻为主，它们不同的生育期对水分的需求是不同的，在生育期间降水量的分配会影响作物的生长，若分配不好，在需水阶段少雨，也会对作物生长不利，甚至导致减产。按水稻的生育期分为: 苗期 4—5 月中旬，移栽分蘖期 5 月下旬—6 月，拔节孕穗期 7 月，抽穗杨花期 8 月上中旬，灌浆成熟期 8 月下旬—9 月。分别统计计算作物不同生育期的降水量距平百分率与产量增减间的相关系数( 如表 1) 。经计算，各生育期的相关系数均不能通过检验，其中拔节孕穗期降水量相关系数有正相关趋势，抽穗杨花期为负相关趋势。
4 结论与讨论
通过上述分析，得出以下结论。 ①年粮食单产量与年纪降水量( 作物生长生育期间) ，秋收粮食的单产量与生长期间降水量的关系没有显著的相关性，但明显的干旱少雨确实可以使产量减产。在去除 3 a 因秋风导致减产的年份后，两者相关性显著增加，具有正相关。 ②夏收粮食单产量与生长期间的降水量有显著的正相关。 ③以水稻的不同生育期间的降水量与秋收粮食单产量的关系，其中拔节孕穗期有正相关趋势，抽穗扬花期有负相关趋势。在去除秋风影响的 3 a 后，拔节孕穗期降水量与单产量具有显著正相关，其它生育期相关性较差。
参考文献
[1]谷小平，吴俊铭，武文辉. 贵州省农业气象灾害风险评估初探[A]. 李世奎. 中国农业灾害风险评价与对策[C]. 北京: 气象出版社，1999: 237 - 242.
[2]李忠燕，严小冬，张娇艳，等. 贵州省近 40 a 夏季旱涝及其异常成因初步分析[J]. 贵州气象，2016，40( 2) : 1 - 7.
《黔南降水量与粮食产量的关系》来源：《贵州气象》，作者：黄桂东 ，陈 波 ，赖小红。
