气候变化对大豆产量的影响分析

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1、气候变化对大豆产量的影响分析【2017-10-12】大豆在不同生长阶段所需的水分和温度均有所差异。A.优良率同单产的关系作物最终单产和早期优良率之间有没有直接的联系呢？通过分析历史数据，我们发现7月单产和优良率相关系数只有0.299，8月二者相关系数为0.490，进入9月，随着大豆生长期间各种不确定因素逐渐明朗，干扰因素下降，优良率对单产的解释效果较好，9月相关系数为0.780，10月相关系数达到0.837，优良率指标能较好解释单产。对于单产而言，其实5月单产和最终单产从本质上来说没有较大区别。5—7月大豆刚播完还处于开花期，那时的单产数据主要由USD

2、A下属机构世界农业展望局（WAOB）给出，WAOB有两套预估单产的模型，一套模型主要依据天气因素来预估单产，包括温度和降水量这两个参数；另一套模型根据种子技术调整来预估单产。而8月至次年1月的单产则是USDA的另一个下属机构国家农业统计服务局（NASS）给出的。两者最大的不同是WAOB是用模型预估，而NASS的报告数据则完全来自于田间的调查。这也是为什么通过7月优良率的变化来预估8月单产不太准确的根本原因。图1：单产与7月大豆优良率关系（单位：%，蒲/英亩）图2：单产与8月大豆优良率关系（单位：%，蒲/英亩）图3：单产与9月大豆优良率关系（单位：%，蒲

3、/英亩）B.降水对作物的影响美国、巴西和阿根廷作为全球最主要的三个大豆生产和出口国，其天气变化往往是大豆市场投资者所重点关注的。下面我们来看看三个大豆生产国的大豆生长时间。图4：美国、巴西和阿根廷大豆生长时间大豆生长时间长度为90—120天，大约4个月，生长周期包含4个阶段：种植期、开花期、灌浆期和收获期。北半球大豆主产国是美国，每年5—6月播种、9—10月收获；南半球大豆主产国是巴西和阿根廷，每年主要在10—12月播种，次年3—5月收获。目前，美豆种植最大的几个州分别是伊利诺伊州（11.85%）、爱荷华州（11.62%）、明尼苏达州（9.33%）、北

4、达卡他州（7.07%）、印第安纳州（6.84%）、密苏里州（6.62%）、内布拉斯加（6.32%）和南达科他州（5.86%）。其中印第安纳州降水数据缺失，此处不予考虑。从数据的可获得性和简单性原则出发，我们选取美豆种植面积较大的七州作为样本进行考察。这七个州大豆种植面积占全国55%以上。对于美国而言，一个简单的方法判断当年天气好坏，可以从优良率指标考虑。优良率高说明当年天气状况良好，反之代表天气不好，从数据来看，天气完美的“典范”出现在2004年、2009年、2010年以及2014—2016年。平均优良率低于60%的年份为：2001—2003年、200

5、5年、2008年以及2012—2013年。对于降水而言，主要会引起旱灾和洪涝。干旱是大豆最常见的灾害性天气，对市场的影响也是最大的，干旱的持续时间和强度决定大豆的减产数量。大豆各个生长阶段的耗水量差异很大。播种到出苗时期，耗水量大约占总耗水量的5%，如水分不足或中途落干，种子在土壤中很容易丧失生长能力，即使勉强发芽出苗也难以达到全苗壮。出苗到分枝时期，耗水量约占总耗水量的13%。分枝至开花，耗水量约占总耗水量的17%，由于花芽陆续分化，进入营养生长和生殖生长并进阶段，这一时期大豆对水分的要求开始增长，及时灌水对大豆生长发育均有促进作用。开花至鼓粒阶段，

6、大豆需水最多，约占总耗水量的45%，是大豆需水的关键时期，蒸腾作用强度在这个时期达到高峰，干物质也直线上升。因此这个时期及时而充分的供给水分，是保证大豆高产的重要措施。大豆鼓粒至完熟，耗水量大约占总耗水量的20%，这一时期若干旱缺水，则瘪粒、瘪荚增多，粒重下降。分析天气状况不好的2001—2003年、2005年、2008年以及2012—2013年的数据，我们发现这些年份大豆的优良率普遍在60%以下，下面我们对优良率和降水指标做进一步分析。大豆在出苗期所需水分较少，而7—8月结荚期到鼓粒期是大豆生长所需水分最多的时期。美国夏季温和多雨，这样的季节性特征也

7、让大豆市场天气炒作集中在种植期和结荚期，而在收割期一般降水较少，因此，收割期天气炒作一般较少。通过分析大豆优良率和降水数据可以发现，6—8月当月度降水达到85—120毫米时，优良率整体会在60%以上；当月度降水不足80毫米时，优良率普遍较低，容易引起对干旱的炒作。图5：大豆优良率和降水量（单位：mm，%）图6：降水量和美豆价格（单位：mm，美分/蒲）C温度对作物的影响从温度来看，大豆是喜温作物，在各生长发育阶段对温度有不同的要求。在整个生长期，大豆最适生长温度为日平均气温20℃－25℃，其中幼苗最适生长温度为20℃—21℃，花芽分化期最适生长温度为21

8、℃—23℃，开花期最适生长温度为23℃—26℃，结荚鼓粒期最适生长温度为21℃—23℃，成熟期