陈海生１，２，王素娜１
（１．平顶山学院资源与环境科学学院，河南 平顶山 ４６７０００；２．浙江同济科技职业学院水利系，杭州 ３１１２３１）
摘要：应用ＡｒｃＧＩＳ地统计学方法，分析了浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９生长期降水量空间变异性，以期为浙江省水稻的高产优质栽培提供依据。结果表明，丰优９３３９各生育期降水量的Ｃ０／（Ｃ０＋Ｃ１）在０．７８０～０．９８４之间，具有较强的空间相关性。丰优９３３９播种育苗期大部分地区的降水量为８６．００～１０５．００ ｍｍ，占研究区总面积的４９．４３％。分蘖期大部分地区的降水量为４０．００～５８．００ ｍｍ，占研究区总面积的６４．５２％。拔节孕穗期大部分地区的降水量为５４．００～７４．００ ｍｍ，占研究区总面积的４１．４２％。灌浆成熟期大部分地区的降水量为５６．００～７１．００ ｍｍ，占研究区总面积的５６．４２％。
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关键词 ：地统计；丰优９３３９；降水量
中图分类号：Ｓ５１１．３＋３；Ｓ５１１．２＋１；Ｐ４２６．６１＋４ 文献标识码：A 文章编号：0439－８114（２０15）16－3904-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.018
收稿日期：２０１４－０８－１４
作者简介：陈海生（１９６５－），男，浙江临海人，副教授，博士，主要从事地理信息系统研究，（电话）１３５８８１５９４５１（电子信箱） ｈａｉｓｈｃｈ＠１２６．ｃｏｍ；
通信作者，王素娜（１９７６－），女，河南宝丰人，讲师，硕士，主要从事水、土环境研究，（电子信箱）ｗｓｎｎｅｗ＠１６３．ｃｏｍ。
水稻是浙江省的主要粮食作物，常年产量占粮食总产量的８０％以上。２０世纪８０年代以来，随着农业种植结构的调整，浙江省的单季稻面积呈现明显上升趋势［１］，目前单季稻已占水稻面积的７０％。水是水稻体内重要的组成物质，并参与光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、吸收和运转等生理代谢活动［２］。据研究［３，４］，水稻在返青期、减数分裂期、开花、灌浆等生育期对干旱及淹水最敏感，对产量影响最严重。浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９生育期间的累年平均降水量基本能满足其正常生长的需水量，但由于浙江省位于东部沿海地区，是典型的亚热带季风气候，在整个水稻生育期间降水量的时空分布极不均匀，很容易遭受暴雨洪涝等灾害影响，造成减产，危害粮食安全［５］。
丰优９３３９经浙江省多年多点种植表明，平均产量７ ６４２．５ ｋｇ／ｈｍ２，比对照汕优６３增产９．３％。该组合株型紧凑，剑叶直立，分蘖力中等，长势繁茂，叶片细窄，叶色浓绿，谷粒长粒型，落粒性中等。抗倒性较强，后期青秆黄熟。全生育期１４４．９ ｄ，比对照汕优６３迟熟９．６ ｄ。平均每６６７ ｍ２有效穗１４．２万，成穗率６１．６％，株高１１７．２ ｃｍ，穗长２４．４ ｃｍ，每穗总粒数１７５．４粒，实粒数１４６．６粒，结实率８３．６％，千粒重２５．８ ｇ。经浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所多年抗性鉴定，平均叶瘟２．０级，穗瘟３．５级，穗瘟损失率５．６％；白叶枯病７级，褐稻虱６级。经农业部稻米及制品质量监督检测中心２００５－２００６年检测结果表明，平均整精米率为５３．８％，长宽比２．８，垩白粒率４２．５％，垩白度５．３％，透明度２级，胶稠度７１．５ ｍｍ，直链淀粉含量１６．２％。米质指标均达到部颁食用稻品种品质３等。丰优９３３９在浙江省播种幼苗期是５月下旬至６月中旬，分蘖期是６月下旬至７月中旬，拔节孕穗期是７月下旬至８月中旬，齐穗灌浆期是８月下旬至１０月上旬。本研究依据《浙江省２０１０年整编气象资料》，运用地统计学理论和Ｋｒｉｇｉｎｇ插值方法，对浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９各生育阶段降水量的空间变异规律进行分析，以期为浙江省水稻的高产优质栽培提供依据。
１ 材料与方法
１．１ 研究区域概况
浙江省位于中国东南沿海，地处亚热带中部，介于北纬２７°１２′－３１°３１′和东经１１８°－１２３°之间，属季风性湿润气候，四季分明，光照充足，雨量充沛，空气湿润，雨热季节变化同步，是我国自然条件最优越的地区之一。浙江省年平均气温１５～１８ ℃， 极端最高气温３３～４３ ℃， 极端最低气温（－１７．４）～（－２．２） ℃，年平均降水量９８０～２ ０００ ｍｍ，年平均日照时数１ ７１０～２ １００ ｈ。浙江省是我国水稻的主要产区。
１．２ 数据来源
试验数据来源于《浙江省２０１０整编气象资料》。
１．３ 数据处理
各气象数据的描述性统计采用ＳＰＳＳ １１．０经典统计学分析，地统计学中的半方差函数及其模型、分数维计算采用ＡｒｃＧＩＳ １０．２和ＧＳ＋ ７．０软件。半方差函数也称为半变异函数，是用来描述各生育期降水量的空间连续变异的一个连续函数，反映变量性质的不同距离观测值之间的变化［６］。
地统计学步骤如下：①将带有经纬度的浙江省水稻各生长期降水量的值分别输入ＧＳ＋ ７．０软件中；②用ＧＳ＋ ７．０进行半方差分析，选取最优模型，得到参数值，并进行分维数分析；③将ＧＳ＋ ７．０中得到的参数带入ＡｒｃＧＩＳ １０．２中用克立格法（Ｋｒｉｇｉｎｇ）分别对各属性指标的分布进行插值，得到插值图。为了检验这些试验数据是否符合地统计学插值条件，用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ－Ｓｍｉｒｎｏｖ（Ｋ－Ｓ）正态分布检验概率对它们进行检验。由于特异值的存在会造成连续表面的中断，直接影响变量的分布特征，致使变异函数失去结构性，因此本研究采用域法识别特异值，即按标准方差的倍数来识别特异值。一般特异值定为样品均值ｍ加减３倍均方差δ，即ｍ±３δ，然后用正常值的最大值、最小值替代特异值［７］。
２ 结果与分析
２．１ 浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９各生育期降水量的描述性统计
采用ＳＰＳＳ １１．０对各变量进行经典统计分析，并通过ｔ检验判断其分布类型，计算得到的统计特征值见表１。从表１可以看出，浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９各生育阶段降水量分布均服从正态分布。播种育苗期的降水量均值为９９．０８ ｍｍ，变动范围为６７．００～１４２．００ ｍｍ。分蘖期的降水量均值为５３．５９ ｍｍ，变动范围为２２．００～９４．００ ｍｍ。拔节孕穗期的降水量均值为６９．３７ ｍｍ，变动范围为３３．００～１１５．００ ｍｍ。灌浆成熟期的降水量均值为６８．００ ｍｍ，变动范围为４４．００～１０７．００ ｍｍ。
杂交晚籼稻丰优９３３９在浙江省种植时各生育阶段降水量的变异系数以分蘖期降水量为最大，达２９．２２％。播种育苗期降水量的变异系数最小，为１６．４７％。拔节孕穗期和灌浆成熟期的降水量在浙江省各生育阶段的变异系数分别是２８．５４％和２０．４９％。
２．２ 半方差函数分析
通过半方差函数分析，在诸多理论模型中，择优选出各变量模型，结果见图１。
表２是根据各要素半方差函数模型得出的相应参数。从表２可以看出，播种育苗期和灌浆成熟期的降水量的理论模型都为高斯模型，决定系数分别是０．８３８和０．７４４。而分蘖期和拔节孕穗期降水量则都为指数模型，决定系数分别为０．４７６和０．６７３。
从表２可以看出，丰优９３３９各生育期降水量的Ｃ０／（Ｃ０＋Ｃ１）在０．７８０～０．９８４之间，都具有很强的空间相关性，其空间自相关范围具有明显差异。浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９各生育期降水量的变程在６７３ ８００～２ ２５１ ８００ ｍ之间，以拔节孕穗期降水量的变程最少，只有６７３ ８００ ｍ，以播种育苗期降水量的变程最大，为２ ２５１ ８００ ｍ。分蘖期和灌浆成熟期降水量的变程则介于二者之间，分别为８３３ １００ ｍ和１ ７３０ ７００ ｍ。
2．３ Ｋｒｉｇｉｎｇ插值分析
根据所得到的半方差函数模型，应用普通克里格法（Ｏｒｄｉｎａｒｙ Ｋｒｉｇｉｎｇ）进行最优内插，绘制了浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９各生育阶段降水量的空间分布图（图２）［８］。
由图２可知，丰优９３３９播种育苗期的降水量变动在６７．００～１４2．００ ｍｍ。降水量在１２３．００～１４２．００ ｍｍ为高值区，主要分布在开化县、常山县、江山县以及龙泉市，占研究区总面积的８．７３％。降水量在１０５．００～１２３．００ ｍｍ为次高值区，主要分布在泰顺县、庆元县、云和县、松阳县、遂昌县、龙游县、金华县、兰溪市、建德市、淳安县、东阳县、义乌市、浦江县、桐庐县、鄞县和杭州市，占研究区总面积的２９．７３％。降水量在６７．００～８６．００ ｍｍ的低值区主要分布在天台县、临海市、温岭市、玉环县和瑞安市，占研究区总面积的１２．１１％。降水量为８６．００～１０５．００ ｍｍ的中值区主要分布在浙江的北部、中部、中南部，占总面积的４９．４３％。
丰优９３３９分蘖期的降水量变动在２２．００～９４．００ ｍｍ。降水量在５８．００～９４．００ ｍｍ的高值区，分布在浙江省东部的大部分地区、中部和西北部部分地区，占研究区总面积的３１．８６％。降水量在２２．００～４０．００ ｍｍ的低值区，分布在磐安县、嵊州市、新昌县、舟山市的大部分地区，占研究区总面积的３．６２％。大部分地区这阶段的降水量都在４０．００～５８．００ ｍｍ之间，占研究区总面积的６４．５２％。
丰优９３３９拔节孕穗期的降水量变动在３３．００～１１５．００ ｍｍ。降水量在７４．００～１１５．００ ｍｍ的高值区主要分布在浙江省东部的大部分地区以及西北部的小部分地区，占研究区总面积的３５．９４％。降水量在３３．００～５４．００ ｍｍ的低值区主要分布在浙江省中西部地区，占研究区总面积的２２．６４％。浙江省北部及中部的大部分地区降水量在５４．００～７４．００ ｍｍ之间，占研究区总面积的４１．４２％。
丰优９３３９灌浆成熟期降水量变动在４４．００～99．００ ｍｍ。降水量在７１．００～９９．００ ｍｍ的高值区主要分布在浙江省的东部沿海一带，占研究区总面积的２３．５３％。降水量在４４．００～５６．００ ｍｍ的低值区主要分布在浙江省中西部和西南部的部分地区及北部的小部分地区，占研究区总面积的２０．０５％。大部分地区的降水量为５６．００～７１．００ ｍｍ，占研究区总面积的５６．４２％。
３ 总结
１）浙江省杂交晚籼稻丰优９３３９各生育阶段降水量均服从正态分布。水稻各生育阶段降水量的变异系数以分蘖期降水量为最大，达２９．２２％。播种育苗期降水量的变异系数最小，为１６．４７％。
２）丰优９３３９播种育苗期和灌浆成熟期降水量的理论模型都为高斯模型，而分蘖期和拔节孕穗期降水量则都为指数模型。丰优９３３９各生育期降水量的Ｃ０／（Ｃ０＋Ｃ１）在０．７８０～０．９８４之间，具有很强的空间相关性。各生育期降水量的变程在６７３ ８００～２ ２５１ ８００ ｍ之间，以拔节孕穗期降水量的变程最少，只有６７３ ８００ ｍ；以播种育苗期降水量的变程最大，为２ ２５１ ８００ ｍ。
３）丰优９３３９播种育苗期大部分地区的降水量为８６．００～１０５．００ ｍｍ，占研究区总面积的４９．４３％。分蘖期大部分地区的降水量为４０．００～５８．００ ｍｍ，占研究区总面积的６４．５２％。拔节孕穗期大部分地区的降水量为５４．００～７４．００ ｍｍ，占研究区总面积的４１．４２％。灌浆成熟期大部分地区的降水量为５６．００～７１．００ ｍｍ，占研究区总面积的５６．４２％。
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参考文献：
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