雷筍產(chǎn)量與雷竹林小氣候氣象因子相關(guān)性分析

王 濤，李紹進，孫小平，張霏燕

（浙江省臨安市氣象局，臨安311300）

臨安現(xiàn)有竹林面積6.58萬hm2，其中雷竹、高節(jié)竹等菜竹4890hm2，已開發(fā)且經(jīng)濟價值高的有雷竹、高節(jié)竹、毛竹等。全市共培育高效菜竹基地2.3333萬hm2，豐產(chǎn)筍干竹基地6667hm2，臨安已成為江南最大的菜竹園基地。臨安的雷筍作為菜竹，味道鮮美，給農(nóng)戶帶來了可觀的經(jīng)濟效益，雷筍也成為臨安農(nóng)業(yè)的支柱經(jīng)濟作物。

從20世紀(jì)90年代就涌現(xiàn)出很多對臨安雷竹林的研究成果，胡超宗等人得出雷竹出土生長、稈形生長、枝葉生長、竹鞭生長的規(guī)律及其與氣象因子的相關(guān)關(guān)系；胡超宗等人根據(jù)雷竹生物學(xué)特性，相應(yīng)提出雷竹的培育管理措施；俞樟福得出出筍的氣象條件；何鈞潮、方偉等研究出雷竹地下鞭側(cè)芽存在三大分布規(guī)律，但系統(tǒng)地研究氣候因子對雷竹生長的影響尚未開展，也沒有相應(yīng)的服務(wù)于雷竹生長和提高雷筍產(chǎn)量的氣象服務(wù)，這就使得當(dāng)前迫切需要進行雷竹生長與氣象因子的相關(guān)分析，建立氣象要素對雷筍產(chǎn)量影響程度的數(shù)學(xué)模型，為更好地經(jīng)營竹林和提高竹筍產(chǎn)量提供依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料

1.1.1 氣象資料

選取雷竹林小氣候觀測站資料2012年1月至2015年6月資料，逐日竹林內(nèi)1.5m，氣溫、濕度、水汽壓，無覆蓋物和有覆蓋物0～50cm地溫和土壤水分含量。

1.1.2 雷筍產(chǎn)量資料

通過走訪臨安雷筍的主產(chǎn)區(qū)高虹鎮(zhèn)和太湖源鎮(zhèn)雷筍種植大戶，選取有一定管理經(jīng)驗的高虹鎮(zhèn)筍農(nóng)蔣長富和太湖源鎮(zhèn)筍農(nóng)張志賢兩家2010～2015年逐日雷筍的產(chǎn)量，每年竹林面積幾乎不變，每家對竹林的管理方法相當(dāng)，所以雷筍產(chǎn)量有較好的可比性。

1.2 方法

1.2.1 氣象影響因子的挑選

通過走訪調(diào)研和林地觀測分析，并結(jié)合相關(guān)專家的研究成果，挑選出雷竹林內(nèi)小氣候觀測站的氣溫、不同層次的地溫、不同層次的土壤水分和降水量共26個氣象要素逐日數(shù)據(jù)進行整理分析，共挑選出對雷筍產(chǎn)量可能有影響的出筍前10日的平均氣溫，0～50cm不同層次的地溫，10～50cm不同層次的土壤水分含量。出筍前10日日平均氣溫，0～50cm不同層次的地溫大于等于6℃和8℃的日數(shù)，出筍前10日累計降水量等共27個氣象因子進行模擬分析。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析方法

對挑選出的27個氣象因子與雷筍產(chǎn)量進行相關(guān)性分析，篩選出相關(guān)性高的氣象因子，最后得出產(chǎn)量和相關(guān)氣象因子之間的關(guān)系式，根據(jù)統(tǒng)計資料得出多元回歸模型，研究出影響雷筍產(chǎn)量的氣象條件。利用MATLAB統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 雷筍產(chǎn)量分析

2.1 月總產(chǎn)量分析

統(tǒng)計分析2010～2014年太湖源鎮(zhèn)張志賢家和高虹鎮(zhèn)蔣長富家最近5年雷筍產(chǎn)量 （圖1、圖2），發(fā)現(xiàn)覆蓋林地雷筍一般在12月份開始出筍，3月上旬結(jié)束，而自然筍的出筍時間一般在3月上旬到4月上旬。覆蓋竹林出筍結(jié)束后自然筍開始出筍，整個出筍期一般為12月到次年4月份，出筍量主要集中在3月份。利用覆蓋豐產(chǎn)技術(shù)的出筍量集中在2月份，主要集中在春節(jié)前夕，這主要是市場的需求和豐產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果。

圖22010 ～2014年蔣長富家2.87hm2雷筍產(chǎn)量

2.2 年平均667m2產(chǎn)量分析

圖32010 ～2015年張志賢與蔣長富家雷筍年平均667m2產(chǎn)量

統(tǒng)計分析2010～2015年太湖源鎮(zhèn)張志賢家和高虹鎮(zhèn)蔣長富家最近6年雷筍的年平均產(chǎn)量 （圖3），發(fā)現(xiàn)張志賢林地平均667m2產(chǎn)量最近4年成增加趨勢，蔣長富林地667m2產(chǎn)量最近4年成波動增加趨勢，其中2011年、2013年產(chǎn)量略低，較高667m2產(chǎn)量出現(xiàn)在2010年、2015年。從圖3看出，蔣長富林地產(chǎn)量波動不大，呈現(xiàn)高—低—高—低—高的規(guī)律，就是臨安人民常說的大小年。而張志賢林地產(chǎn)量波動很大，基本呈線性增加趨勢，與大小年的說法存在大的差異，這與他的林地管理方法有很大關(guān)系。

3 雷竹林管理方法的分析

3.1 老竹處理方法分析

太湖源鎮(zhèn)張志賢、張炳海家每年4月份出筍結(jié)束后，對林地5年以上老竹竹竿砍掉，并對林地進行翻土，但是老竹鞭仍然留在地下，讓其自然腐爛，這種處理方法會對地下竹鞭的生長有一定的影響；而高虹鎮(zhèn)蔣長富家則是將5年以上的老竹或長勢不好的竹連同竹鞭一起除掉，每年對竹林地下鞭進行整理、更新，這種管理方法對竹鞭的地下生長提供有利條件。

3.2 覆蓋方法分析

太湖源鎮(zhèn)張志賢覆蓋前1個月，增加新土、施肥并撒上雞糞，覆蓋15～20cm厚的礱糠作為覆蓋物，雷筍覆蓋工作一般1個月內(nèi)分批覆蓋結(jié)束，這樣可以控制雷筍的出筍量和出筍的連續(xù)性，達到勞動資源的合理分配；高虹鎮(zhèn)蔣長富家覆蓋方法有所不同，覆蓋前1個月做準(zhǔn)備，主要除掉雜草、小竹和平地等工作，覆蓋前進行一次施肥和澆水，然后覆蓋20cm左右的竹葉子作為覆蓋物，一般也是1個月內(nèi)分批進行竹林覆蓋。

在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)太湖源鎮(zhèn)和高虹鎮(zhèn)兩個種植大戶，覆蓋技術(shù)有些差別，為了找出覆蓋技術(shù)與出筍的關(guān)系，2013年11月至2015年4月對這兩戶進行了跟蹤觀測，主要記錄林地的覆蓋時間、覆蓋物、出筍時間、出筍量，觀測記錄如表1所示。

4 雷竹林小氣候分析

4.1 雷竹林不同層次溫度的月變化

統(tǒng)計雷竹林2012年到2015年4月竹林中1.5m處的平均氣溫與不同深度的地溫逐月資料可知，地面平均溫度的月變化與竹林里平均氣溫變化趨勢基本一致，淺層地溫(0、10cm、20cm)變化趨勢一致，深層地溫(30～50cm)變化趨勢一致，而且隨著深度的增加變化幅度減小。竹林里的氣溫變化較地溫變化大，淺層地溫較深層地溫變化大，隨著深度的增加地溫的變化幅度越來越小。竹林里1.5m的平均最低溫度出現(xiàn)在12月份，為2.3℃，平均最高溫度出現(xiàn)在7月份，為27.1℃，而地面平均最低溫度出現(xiàn)在1月份，為4.9℃，地面平均最高溫度出現(xiàn)在8月份，為25.0℃，4～8月平均氣溫高于地面及地下平均溫度，9月平均氣溫接近淺層而低于深層，是全年中各層溫度最接近的1個月份；1～3月和10～12月的竹林里平均氣溫低于地面及地下溫度，其中12月是各層溫度相差最大的月份，其次是1月份。

表1 采用覆蓋技術(shù)雷竹林地相關(guān)參數(shù)

4.2 雷竹林不同深度的土壤水分分布情況

土壤水分是指土壤水分含水率，是以土壤中所含水質(zhì)量與烘干土質(zhì)量的比值，用百分比表示。統(tǒng)計雷竹林2012年到2015年4月竹林中不同深度土壤水分含量的逐月資料，繪制逐月變化圖 （圖4），觀測表明，1～6月土壤水分含水率較多，月平均土壤水分均在27.9℃以上，其中深度40cm最大，均在36℃以上，有利于竹筍的生長。7～12月相對較小，月平均最少為16.5℃，出現(xiàn)在10月份的10cm深度，這主要是7月上旬出梅后臨安進入一段晴熱高溫少雨的時期，特別是10～11月份秋高氣爽，降水很少，可見竹林不同深度的土壤水分主要來自于降水和灌溉。從地面到地下50cm深度，越往下土壤水分含水率越高，50cm反而變少。

5 影響雷筍產(chǎn)量的氣象因子相關(guān)性分析

根據(jù)觀測分析，該文利用管理方法科學(xué)的蔣長富家，3月中旬至4月上旬的雷筍日產(chǎn)量來建立數(shù)據(jù)模型。為了減少日產(chǎn)量之間的跳變誤差，該文將逐3日雷筍產(chǎn)量作為因變量，將挑選出的27個氣象因子作為因變量進行模擬分析。為了篩選出相關(guān)性好的因子，運用逐步回歸分析中 “有進有出”逐步回歸分析，得出 “最優(yōu)”的回歸方程，對2012～2015年數(shù)據(jù)進行整理分析，共用109個雷筍產(chǎn)量數(shù)據(jù)。首先以雷筍逐3日產(chǎn)量(Y)作為為因變量矩陣，27個氣象影響因子為自變量矩陣，對所有數(shù)據(jù)在matlab中編碼進行多元逐步回歸分析計算 （數(shù)據(jù)集是以excel文件存放的，該文采用了matlab與excel文件的交互。），計算結(jié)果表2，相關(guān)性顯著的因子只有4個，分別為出筍前10日的平均氣溫 （因子1）、出筍前10日平均氣溫大于等于8℃的日數(shù) （因子2）、出筍前10日的平均20cm土壤水分 （因子3）和出筍前10日的平均50cm土壤水分 （因子4），這4個氣象因子系數(shù)t檢驗中的ph值均小于0.01，說明回歸系數(shù)是顯著的，模型的相關(guān)系數(shù)為0.9136，F(xiàn)檢驗的ph值小于0.001，說明模型是成立的。最后得出四元線性回歸模型方程式為：

y=-320.4608+10.7555x1+6.01765x2-3.86371x3+11.4572x4(p=0.0000)

圖42012 ～2015年各月竹林里土壤不同深度溫度變化

根據(jù)建立起來的回歸模擬方程計算出預(yù)測值，運用命令plot做出預(yù)測值和真實值對比圖，其中 “紅色+”為真實值，藍色折線為模擬值，真實值與模擬值的線型走勢一致，均呈波浪形，擬合度高達91.4%。

表2 雷筍產(chǎn)量逐步回歸計算結(jié)果