气候条件对湖北省马铃薯产量的影响

论文摘要

马铃薯是湖北省主要的粮食作物之一,提高其产量有助于稳定国家的粮食安全。马铃薯产量有很多影响因素,如品种,土地的肥沃程度、政策的导向等。除此之外,气候条件对马铃薯产量的影响毋庸置疑。本论文将通过建立面板模型研究平均气温、降雨量、光照、水分等气象因子对马铃薯产量的影响程度,探析它们之间的内在联系与影响机理,这对于提高马铃薯产量、稳定湖北省粮食生产有着十分重要的意义。本文的研究思路为：在收集1990年-2009年湖北省马铃薯各县市产量以及各气象因子在马铃薯生长期间的日观测值的基础上。首先根据气象因子的观测值对湖北省各县市进行马铃薯生长季节气候区域划分。接着研究每个气候区域,气象因子在马铃薯的4个生长环节对气象产量的影响。这一部分主要分4个个主要步骤。第一步计算马铃薯的气象产量；第二步根据马铃薯的生长习性,初步选择影响马铃薯气象产量的气象因子；第三步选择不变系数面板模型,研究各个气候区域,气象产量与气象因子之间的关系；第四步采用马尔科夫随机模型对气象因子进行预测,并且通过计算机仿真的方法,模拟当气象因子在未来的预测变化区间上波动时,气象产量的波动区间及其概率。最后,给出主要研究结论和政策建议。全文共分5个部分,第1部分为绪论。主要介绍选题背景、研究意义、研究内容与思路、创新与不足。最后一部分为主要结论与政策建议。第2部分为气候区域的聚类划分。首先对湖北省1990-2009年马铃薯生长季节的诸多气象因子做因子分析,得到温度气象公因子、湿度气象公因子和风速气象公因子。并以此作为聚类指标,将湖北省聚类分成三个气候区域,分别记作第一、二、三气候区域。其中第一气候区域和第三气候区域的平均气温相对第二气候区域较高,光照强度、降雨量从第一气候区域到第三气候区域呈逐步增加的趋势。第3部分主要研究各个气候区域气象因子对气象产量的影响。这一部分分二个步骤进行研究。第一步首先使用H-P滤波法提取马铃薯的趋势产量,从而求出马铃薯的气象产量；第二步根据湖北省马铃薯的生长习性,将马铃薯生长季节分为四个时期,每个时期又有气温、水分和光照等多个气象因子。结合马铃薯栽培知识,初步选出影响马铃薯气象产量的气象因子。建立了不变系数面板模型,找出了影响马铃薯气象产量的主要因子,并对其进行分析。第4部分为仿真预测。通过加权马尔科夫链随机模型得出未来5年各气候区域气象产量的主要影响气象因子的预测值。当气象因子在其预测区间发生波动时,通过计算机仿真模拟,得出所对应的气象产量的波动区间。结果发现,第一和第三气候区域未来气象产量波动较为平稳,气象因子对气象产量的总体作用为正效应。第二气候区域气象产量波动较大,气象产量正区间和负区间接近平衡。论文研究主要结论有：在湖北省三个气候区域的发芽期、幼苗期、茎叶期和结薯期,平均气温对马铃薯气象产量均有影响；在发芽期、幼苗期、茎叶期,三个气候区域的降雨量对气象产量均有重要的影响,但在结薯期,三个气候区域降雨量对气象产量的影响却表现出了一定程度的不一致性,即第一气候区域的降雨量与气象产量有显著的正相关性,第二、三气候区与气象产量具有显著的负相关性；三个气候区域,≥10℃活动积温均对马铃薯气象产量有显著的正相关关系.在马铃薯生长的前三个时期,日较差与气象产量没有显著的影响。在结薯期,日较差对气象产量具有显著的影响。结合研究结论,本人认为,要想切实保障马铃薯产量的稳定提高,保障粮食安全,建议相关部门在三个方面作出努力。第一,加强气象预报与灾害预报、适当调整马铃薯生产时间；第二,加大水利设施建设,保障马铃薯生长期间水分的需要；第三,加强马铃薯品种改良等科研投入以及技术培训。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.1.1 问题背景
• 1.1.2 选题意义
• 1.2 国内外研究现状及评述
• 1.2.1 气候条件对农作物产量的影响综述
• 1.2.2 气候条件对农作物生产的影响综述
• 1.2.3 气候条件对马铃薯生产的关系综述
• 1.3 研究内容和研究思路
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究思路
• 1.4 创新和不足之处
• 1.4.1 创新之处
• 1.4.2 进一步研究之处
• 2 湖北省马铃薯生长季节气候条件的聚类分析
• 2.1 数据收集与处理
• 2.2 因子-聚类分析
• 2.2.1 因子-聚类分析方法基本原理介绍
• 2.2.2 聚类方法前提假设的验证
• 2.2.3 数据预处理——因子分析
• 2.2.4 气候区域的分类
• 2.3 聚类结果的评价分析
• 3 湖北省马铃薯气象产量的影响因素分析
• 3.1 湖北省各县市气象产量的计算
• 3.1.1 数据收集与整理
• 3.1.2 马铃薯产量的Hodrick-Prescott滤波分解
• 3.2 马铃薯气象产量面板模型的建立
• 3.2.1 指标说明
• 3.2.2 面板模型的选择
• 3.2.3 面板模型的参数拟合
• 3.3 影响因素分析
• 4 气象产量的仿真预测
• 4.1 气象因子的加权马尔科夫链预测
• 4.1.1 加权马尔科夫链随机模型原理及步骤
• 4.1.2 气象因子预测
• 4.2 气象产量的仿真预测
• 5 结论及建议
• 5.1 主要结论
• 5.1.1 平均气温对马铃薯气象产量的影响
• 5.1.2 降雨量对马铃薯气象产量的影响
• 5.1.3 日较差、积温对气象产量的影响
• 5.2 政策建议
• 5.2.1 加强气象预报与灾害预报、适当调整马铃薯生产时间
• 5.2.2 加大水利设施建设,保障马铃薯生长期间水分的需要
• 5.2.3 加大马铃薯品种改良和技术人员的培训
• 参考文献
• 附录
• 硕士期间的学术成果
• 致谢