氣候變化對(duì)大豆產(chǎn)量的影響分析

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1、氣候變化對(duì)大豆產(chǎn)量的影響分析【2017-10-12】大豆在不同生長(zhǎng)階段所需的水分和溫度均有所差異。A.優(yōu)良率同單產(chǎn)的關(guān)系作物最終單產(chǎn)和早期優(yōu)良率之間有沒(méi)有直接的聯(lián)系呢？通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)7月單產(chǎn)和優(yōu)良率相關(guān)系數(shù)只有0.299，8月二者相關(guān)系數(shù)為0.490，進(jìn)入9月，隨著大豆生長(zhǎng)期間各種不確定因素逐漸明朗，干擾因素下降，優(yōu)良率對(duì)單產(chǎn)的解釋效果較好，9月相關(guān)系數(shù)為0.780，10月相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.837，優(yōu)良率指標(biāo)能較好解釋單產(chǎn)。對(duì)于單產(chǎn)而言，其實(shí)5月單產(chǎn)和最終單產(chǎn)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)沒(méi)有較大區(qū)別。5—7月大豆剛播完還處于開(kāi)花期，那時(shí)的單產(chǎn)數(shù)據(jù)主要由USD

2、A下屬機(jī)構(gòu)世界農(nóng)業(yè)展望局（WAOB）給出，WAOB有兩套預(yù)估單產(chǎn)的模型，一套模型主要依據(jù)天氣因素來(lái)預(yù)估單產(chǎn)，包括溫度和降水量這兩個(gè)參數(shù)；另一套模型根據(jù)種子技術(shù)調(diào)整來(lái)預(yù)估單產(chǎn)。而8月至次年1月的單產(chǎn)則是USDA的另一個(gè)下屬機(jī)構(gòu)國(guó)家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)服務(wù)局（NASS）給出的。兩者最大的不同是WAOB是用模型預(yù)估，而NASS的報(bào)告數(shù)據(jù)則完全來(lái)自于田間的調(diào)查。這也是為什么通過(guò)7月優(yōu)良率的變化來(lái)預(yù)估8月單產(chǎn)不太準(zhǔn)確的根本原因。圖1：?jiǎn)萎a(chǎn)與7月大豆優(yōu)良率關(guān)系（單位：%，蒲/英畝）圖2：?jiǎn)萎a(chǎn)與8月大豆優(yōu)良率關(guān)系（單位：%，蒲/英畝）圖3：?jiǎn)萎a(chǎn)與9月大豆優(yōu)良率關(guān)系（單位：%，蒲

3、/英畝）B.降水對(duì)作物的影響美國(guó)、巴西和阿根廷作為全球最主要的三個(gè)大豆生產(chǎn)和出口國(guó)，其天氣變化往往是大豆市場(chǎng)投資者所重點(diǎn)關(guān)注的。下面我們來(lái)看看三個(gè)大豆生產(chǎn)國(guó)的大豆生長(zhǎng)時(shí)間。圖4：美國(guó)、巴西和阿根廷大豆生長(zhǎng)時(shí)間大豆生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)度為90—120天，大約4個(gè)月，生長(zhǎng)周期包含4個(gè)階段：種植期、開(kāi)花期、灌漿期和收獲期。北半球大豆主產(chǎn)國(guó)是美國(guó)，每年5—6月播種、9—10月收獲；南半球大豆主產(chǎn)國(guó)是巴西和阿根廷，每年主要在10—12月播種，次年3—5月收獲。目前，美豆種植最大的幾個(gè)州分別是伊利諾伊州（11.85%）、愛(ài)荷華州（11.62%）、明尼蘇達(dá)州（9.33%）、北

4、達(dá)卡他州（7.07%）、印第安納州（6.84%）、密蘇里州（6.62%）、內(nèi)布拉斯加（6.32%）和南達(dá)科他州（5.86%）。其中印第安納州降水?dāng)?shù)據(jù)缺失，此處不予考慮。從數(shù)據(jù)的可獲得性和簡(jiǎn)單性原則出發(fā)，我們選取美豆種植面積較大的七州作為樣本進(jìn)行考察。這七個(gè)州大豆種植面積占全國(guó)55%以上。對(duì)于美國(guó)而言，一個(gè)簡(jiǎn)單的方法判斷當(dāng)年天氣好壞，可以從優(yōu)良率指標(biāo)考慮。優(yōu)良率高說(shuō)明當(dāng)年天氣狀況良好，反之代表天氣不好，從數(shù)據(jù)來(lái)看，天氣完美的“典范”出現(xiàn)在2004年、2009年、2010年以及2014—2016年。平均優(yōu)良率低于60%的年份為：2001—2003年、200

5、5年、2008年以及2012—2013年。對(duì)于降水而言，主要會(huì)引起旱災(zāi)和洪澇。干旱是大豆最常見(jiàn)的災(zāi)害性天氣，對(duì)市場(chǎng)的影響也是最大的，干旱的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度決定大豆的減產(chǎn)數(shù)量。大豆各個(gè)生長(zhǎng)階段的耗水量差異很大。播種到出苗時(shí)期，耗水量大約占總耗水量的5%，如水分不足或中途落干，種子在土壤中很容易喪失生長(zhǎng)能力，即使勉強(qiáng)發(fā)芽出苗也難以達(dá)到全苗壯。出苗到分枝時(shí)期，耗水量約占總耗水量的13%。分枝至開(kāi)花，耗水量約占總耗水量的17%，由于花芽陸續(xù)分化，進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)階段，這一時(shí)期大豆對(duì)水分的要求開(kāi)始增長(zhǎng)，及時(shí)灌水對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育均有促進(jìn)作用。開(kāi)花至鼓粒階段，

6、大豆需水最多，約占總耗水量的45%，是大豆需水的關(guān)鍵時(shí)期，蒸騰作用強(qiáng)度在這個(gè)時(shí)期達(dá)到高峰，干物質(zhì)也直線上升。因此這個(gè)時(shí)期及時(shí)而充分的供給水分，是保證大豆高產(chǎn)的重要措施。大豆鼓粒至完熟，耗水量大約占總耗水量的20%，這一時(shí)期若干旱缺水，則癟粒、癟莢增多，粒重下降。分析天氣狀況不好的2001—2003年、2005年、2008年以及2012—2013年的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)這些年份大豆的優(yōu)良率普遍在60%以下，下面我們對(duì)優(yōu)良率和降水指標(biāo)做進(jìn)一步分析。大豆在出苗期所需水分較少，而7—8月結(jié)莢期到鼓粒期是大豆生長(zhǎng)所需水分最多的時(shí)期。美國(guó)夏季溫和多雨，這樣的季節(jié)性特征也

7、讓大豆市場(chǎng)天氣炒作集中在種植期和結(jié)莢期，而在收割期一般降水較少，因此，收割期天氣炒作一般較少。通過(guò)分析大豆優(yōu)良率和降水?dāng)?shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，6—8月當(dāng)月度降水達(dá)到85—120毫米時(shí)，優(yōu)良率整體會(huì)在60%以上；當(dāng)月度降水不足80毫米時(shí)，優(yōu)良率普遍較低，容易引起對(duì)干旱的炒作。圖5：大豆優(yōu)良率和降水量（單位：mm，%）圖6：降水量和美豆價(jià)格（單位：mm，美分/蒲）C溫度對(duì)作物的影響從溫度來(lái)看，大豆是喜溫作物，在各生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)溫度有不同的要求。在整個(gè)生長(zhǎng)期，大豆最適生長(zhǎng)溫度為日平均氣溫20℃－25℃，其中幼苗最適生長(zhǎng)溫度為20℃—21℃，花芽分化期最適生長(zhǎng)溫度為21

8、℃—23℃，開(kāi)花期最適生長(zhǎng)溫度為23℃—26℃，結(jié)莢鼓粒期最適生長(zhǎng)溫度為21℃—23℃，成熟期