陈海生++王素娜

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%。

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

Spatial Variability of Precipitation during Growth Period of Late Indica Hybrid Rice Fengyou 9339 in Zhejiang Province

CHEN Hai-sheng1，2，WANG Su-na1

（1.College of Resource and Environment Science， Pingdingshan University， Pingdingshan 467000， Henan， China；

2.Department of Water Conservancy， Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology， Hangzhou 311231， China）

Abstract： Geostatistics methods and geographic information system（GlS） techniques were applied to study the spatial variability of precipitation during growth period of late indica hybrid rice Fengyou 9339 in Zhejiang province. The results showed the C0/（C0+C1）of precipitation during rice growth in the fields was 0.780～0.984， indicating a strong spatial correlation in the study regions. Precipitation during rice sowing and seedling stage was 86.00～105.00 mm， occupying 49.43% of the whole regions. Precipitation during rice tillering stage was 40.00～58.00 mm， occupying 64.52% of the whole regions. Precipitation during rice jointing-booting stage was 54.00～74.00 mm， occupying 41.42% of the whole regions. Precipitation during grain filling stage was 56.00～71.00 mm， occupying 56.42% of the whole regions.

Key words： geostatistics； Fengyou 9339； precipitation

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%。

参考文献：

[1] 迟俊民，郑恩玉，柯惠英，等.浙江省单季稻节水灌溉试验研究[J].灌溉排水学报，2007，26（3）：23-26.

[2] 桑久仁，陶明华.水稻灌溉制度试验研究[J].东北水利水电，1993（3）：29-31.

[3] 蔺万煌，孙福增，彭克勤，等.洪涝胁迫对水稻产量及产量构成因素的影响[J].湖南农业大学学报，1997，23（1）：50-54.

[4] 金干瑜，欧阳由男.我国发展节水型稻作的若干问题探讨[J].中国稻米，1999（1）：9-12.

[5] 吴利红，毛裕定，苗长明，等.浙江省晚稻生产的农业气象灾害风险分布[J].中国农业气象，2007，28（2）：217-220.

[6] 马友平.恩施土壤全硒含量分布的研究[J].核农学报，2010， 24（3）：580-584.

[7] 陈海生，严力蛟，徐 奂，等.基于地统计分析及GIS的河南省烤烟大田生长期太阳总辐射空间变异性研究[J].核农学报，2013，27（5）：673-680.

[8] 黄萍萍，李占斌，徐国策，等.基于田块尺度的丹江上游坡改梯土壤养分空间变异性研究[J].西安理工大学学报，2013，29（3）：307-313.