淺析影響紅原4種牧草生長氣象條件的預(yù)報(bào)方案

李維能（四川省紅原縣氣象局，阿壩 624400）

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淺析影響紅原4種牧草生長氣象條件的預(yù)報(bào)方案

李維能
（四川省紅原縣氣象局，阿壩 624400）

摘 要：文章利用紅原縣氣象局2015年牧草課題研究所得到的牧草生長發(fā)育數(shù)據(jù)，結(jié)合紅原縣氣象基準(zhǔn)站地面觀測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)牧草發(fā)育期各階段所適應(yīng)的氣象條件要求，對(duì)紅原大草原牧草生長氣象條件的適應(yīng)性進(jìn)行分析，并通過多元線性回歸法作出預(yù)報(bào)牧草生長高度的預(yù)報(bào)方程，得出如下結(jié)論：降水與川西高原牧草草高有明顯的高相關(guān)性，而氣溫、日照對(duì)牧草的生長發(fā)育有一定的影響，但與牧草的草高并無顯著地線性關(guān)系。以上牧草生長高度預(yù)報(bào)均可為紅原草原牧業(yè)的發(fā)展提供氣象服務(wù)。

關(guān)鍵詞：紅原大草原 氣象條件 牧草高度及干重 多云線性回歸法

1 引言

1.1 紅原大草原概況

紅原若爾蓋大草原又稱川西大草原，大草原位于阿壩藏族羌族自治州的紅原、阿壩、若爾蓋3縣中部，海拔高度在3 300～3 600 m之間，四周環(huán)山，是四川省最大的草原，由草甸草原和沼澤組成，年平均氣溫為1.4℃，最冷月為1月，平均溫度為-9.5℃，最熱月為7月，平均溫度為11℃，冬季嚴(yán)寒，夏季涼爽，春秋短，晝夜溫差大，降水量大多集中在5～9月為650～750mm左右，占全年80%以上，≥10℃的年積溫約870℃左右，年日照時(shí)數(shù)在2 100～2 400 h之間，屬于大陸性高原溫帶季風(fēng)氣候，主要受青藏高原寒冷氣候影響。

紅原縣有天然草地84.4萬hm2，其中可利用草地74.73萬hm2，占總面積的88.8%，牧草種類繁多，品質(zhì)優(yōu)良，野生中草藥豐富，有63科，231屬，703種，主要經(jīng)濟(jì)類群有禾本科、莎草科、雜糧草以及豆科牧草。草原平均植被覆蓋85%，可食牧草平均單產(chǎn)362.06 kg/667 m2。紅原地區(qū)草原遼闊，水草豐茂，原生態(tài)環(huán)境保護(hù)良好，形成了山水秀麗、景色迷人的草原風(fēng)光。

1.2 研究目的

近些年，由于過渡放牧，草原鼠類啃食牧草、掘土造丘等因素，高寒草原退化、沙化和水土流失嚴(yán)重，對(duì)草原的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的破壞，對(duì)藏區(qū)牧民增收致富提出了新問題。隨著國家退牧還草、優(yōu)良牧草種子示范區(qū)推廣、冬季暖棚等項(xiàng)目的實(shí)施，人工種植牧草在高寒牧區(qū)得到了較快的推廣和發(fā)展，在一定程度上改善了天然草場(chǎng)的“超載”和沙化程度，改變了傳統(tǒng)靠天模式，但高寒易災(zāi)牧區(qū)由于受自然條件的影響，牲畜“夏肥，秋壯，冬廋，春死”的現(xiàn)象依然普遍存在，況且以人工種植牧草來增加牧民冬儲(chǔ)飼料的模式在實(shí)施過程中仍然有很多問題需要改進(jìn)和完善。

為了更好地發(fā)展紅原地區(qū)的畜牧業(yè)和旅游業(yè)，穩(wěn)定生物生態(tài)的多樣性，保護(hù)草原的原生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)紅原大草原牧草生長的氣候條件的分析是十分必要的。

2 資料與研究方法

2.1 資料來源

文章所有資料均由紅原氣象局2015年《高原易災(zāi)牧區(qū)儲(chǔ)備用牧草品種試驗(yàn)及產(chǎn)量氣象特征分析》課題組提供，分為氣象要素資料和4種牧草（老芒麥、燕麥、垂穗披堿草、虉草）植被生長狀況資料。氣象要素資料為紅原縣氣象局地面自動(dòng)站觀測(cè)所得的氣溫、降水、日照等逐日氣象要素資料；牧草生長狀況資料為課題人工觀測(cè)4種人工種植牧草所得數(shù)據(jù)資料，文章采用第一批次觀測(cè)所得資料，具體時(shí)間為2015年4～9月。

2.2 研究方法

研究4種牧草生長各個(gè)發(fā)育期所適宜的氣候條件，運(yùn)用多元線性回歸法對(duì)老芒麥、燕麥、垂穗披堿草、虉草等4種牧草的生長高度作出預(yù)報(bào)方程。

逐步回歸分析方法是針對(duì)如何保證在已經(jīng)選定的一批因子中得到“最優(yōu)”回歸方程這一問題所提出的一種常用的方法，應(yīng)用多元線性回歸的方程來做預(yù)報(bào)。該文引入從2015年6～9月的溫度、降水、日照時(shí)數(shù)作為基本的預(yù)報(bào)因子，4種牧草的生長高度作為預(yù)報(bào)量，取xZ1，xZ2，xZ3作為因子，即分別代表溫度、降水、日照時(shí)數(shù)，作y的線性回歸方程，然后建立標(biāo)準(zhǔn)化后的逐步回歸方程。

求bZ1，bZ2，bZ3的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)方程組為：

3 試驗(yàn)概況和觀測(cè)項(xiàng)目

選取試驗(yàn)地總面積80 m2，位于紅原縣國家基準(zhǔn)站地面觀測(cè)場(chǎng)西面約40～50 m處，四周焊接不銹鋼圍欄。牧草播種面積以2 m2為標(biāo)準(zhǔn)，播種3批次，播種日期分別為4月27日，5月11日和5月25日。采用人工“點(diǎn)播”9行，其余開溝行播方式播種，播種深度5 cm。以1～2 d為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生長情況和各生長期進(jìn)行觀察記錄，觀測(cè)項(xiàng)目如下。

圖1　第一批次4種牧草草高變化曲線

生育期：4種牧草觀測(cè)出苗、分蘗、拔節(jié)、孕穗、抽穗、開花、灌漿、乳熟期等不同生育期達(dá)到時(shí)間。

生長狀況：牧草播種后每塊試驗(yàn)田牧草生長狀況相似程度不低于50%為前提，以1～2 d為時(shí)間間隔觀測(cè)牧草實(shí)際生長高度。

表1 燕麥草高回歸行檢驗(yàn)系數(shù)a

4 紅原縣4種牧草生長的氣候條件分析

4.1 第一批牧草草高趨勢(shì)分析

圖1給出了4種牧草同一時(shí)期草高變化情況，從圖中可以看出，老芒麥在生長發(fā)育后期階段生長發(fā)育速度明顯優(yōu)于其它3種牧草；燕麥與錘頭披堿草生長曲線相似，該另種牧草可進(jìn)行一定程度上的混種；虉草生長曲線平滑，適宜于大多數(shù)地形條件較為惡劣的條件種植。

4.2 構(gòu)建第一批次牧草草高與氣象要素方程的顯著性關(guān)系分析

利用SPSS對(duì)紅原縣氣象局2015年觀測(cè)所得的四種牧草第一批次牧草草高與同時(shí)段氣溫、降水、日照進(jìn)行相關(guān)性分析，所得結(jié)果如下：

按照多遠(yuǎn)線性回歸方程構(gòu)建要求，自變量因子顯著性檢驗(yàn)必須小于0.05，而氣溫、降水、日照與燕麥草高進(jìn)行逐步線性檢驗(yàn)過程中，其顯著性檢驗(yàn)系數(shù)分別為0.369、0.072、0.175，均大于0.05，故對(duì)第一批次的燕麥氣象日數(shù)據(jù)進(jìn)行重新建模，處理結(jié)果如表2。

根據(jù)表2可知，重新建模后，氣溫、日照與燕麥草高的顯著性檢驗(yàn)（sig指數(shù)）無法通過穩(wěn)定的小于0.05的檢驗(yàn)，說明高寒牧區(qū)氣溫、日照對(duì)燕麥的生長發(fā)育有一定的影響，但與生長發(fā)育過程并無線性相關(guān)性，而降水量的多少，卻是影響高寒牧區(qū)燕麥生長發(fā)育的重要因子，故建立燕麥的線性回歸方程為：

表2 第一批次燕麥重新建模后系數(shù)a

表3 其它3種牧草顯著性檢驗(yàn)（sig指數(shù)）比較

采用同樣的方法，分別對(duì)川草-2號(hào)老芒麥、垂穗披堿草、虉草3種牧草進(jìn)行回歸方程顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果如圖3：

從表3中可以看出：川草-2號(hào)老芒麥、垂穗披堿草、虉草3種牧草草高與高寒牧區(qū)氣溫、日照的線性相關(guān)性較小，而與降水量的多少相關(guān)性較大，分析其原因，可能是因?yàn)榇ㄎ鞲咴吆羺^(qū)6～9月氣溫年際變化較小，氣溫穩(wěn)定性較強(qiáng)，且日照時(shí)數(shù)普遍較長，牧草對(duì)氣溫、日照的依賴性較??；加之川西高原高寒牧區(qū)土質(zhì)為沙壤地，土壤表層水分較少，牧草對(duì)降水的依賴明顯優(yōu)于氣溫與日照，故而建立其它3種牧草的草高與降水的方程為：

綜合上述分析可知：影響川西高原高寒牧區(qū)牧草草高的主要因子中，降水與牧草的草高呈現(xiàn)顯著地高相關(guān)性，而氣溫、日照等因子與牧草的草高相關(guān)性較低，這一定程度上說明了，高寒牧區(qū)牧草的對(duì)降水的需求，明顯優(yōu)于對(duì)其它氣象要素的需求。

5 結(jié)論

文章通過對(duì)川西高原高寒牧區(qū)四種牧草的牧草草高與氣象要素得出如下結(jié)論：降水與川西高原牧草草高有明顯的高相關(guān)性，而氣溫、日照對(duì)牧草的生長發(fā)育有一定的影響，但與牧草的草高并無顯著地線性關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

［1］ 胡毅，李萍，楊建功，等.應(yīng)用氣象學(xué)（第二版）.氣象出版社，2005