氣候變化對大豆產量的影響分析

1、氣候變化對大豆產量的影響分析【2017-10-12】大豆在不同生長階段所需的水分和溫度均有所差異。A.優(yōu)良率同單產的關系作物最終單產和早期優(yōu)良率之間有沒有直接的聯(lián)系呢？通過分析歷史數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)7 月單產和優(yōu)良率相關系數(shù)只有0.299, 8月二者相關系數(shù)為0.490，進入9月，隨著大豆生 長期間各種不確定因素逐漸明朗，干擾因素下降，優(yōu)良率對單產的解釋效果較好，9月相關 系數(shù)為0.780，10月相關系數(shù)達到0.837,優(yōu)良率指標能較好解釋單產。對于單產而言，其實5月單產和最終單產從本質上來說沒有較大區(qū)別。57月大豆剛 播完還處于開花期，那時的單產數(shù)據(jù)主要由USDA下屬機構世界農業(yè)展望局（WAOB

2、）給出， WAOB有兩套預估單產的模型，一套模型主要依據(jù)天氣因素來預估單產，包括溫度和降水量 這兩個參數(shù)；另一套模型根據(jù)種子技術調整來預估單產。而8月至次年1月的單產則是USDA 的另一個下屬機構國家農業(yè)統(tǒng)計服務局（NASS）給出的。兩者最大的不同是WAOB是用模型 預估，而NASS的報告數(shù)據(jù)則完全來自于田間的調查。這也是為什么通過7月優(yōu)良率的變化 來預估8月單產不太準確的根本原因。.7月優(yōu)良率單產（右軸）圖1：單產與7月大豆優(yōu)良率關系（單位：，蒲/英畝）f思月優(yōu)良率單產（右軸F圖2：單產與8月大豆優(yōu)良率關系（單位：，蒲/英畝）80 r 5530 1111- 30200020052010201

3、5.9月優(yōu)良率單產（右軸）圖3：單產與9月大豆優(yōu)良率關系（單位：，蒲/英畝）B.降水對作物的影響美國、巴西和阿根廷作為全球最主要的三個大豆生產和出口國，其天氣變化往往是大豆 市場投資者所重點關注的。下面我們來看看三個大豆生產國的大豆生長時間。 1巳西i. iin 1巳西i. iin1收丁期J圖4：美國、巴西和阿根廷大豆生長時間大豆生長時間長度為90120天，大約4個月，生長周期包含4個階段：種植期、開花 期、灌漿期和收獲期。北半球大豆主產國是美國，每年56月播種、910月收獲；南半 球大豆主產國是巴西和阿根廷，每年主要在1012月播種，次年35月收獲。目前，美豆種植最大的幾個州分別是伊利諾伊州

4、（11.85%）、愛荷華州（11.62%）、明尼 蘇達州（9.33%）、北達卡他州（7.07%）、印第安納州（6.84%）、密蘇里州（6.62%）、內布拉 斯加（6.32%）和南達科他州（5.86%）。其中印第安納州降水數(shù)據(jù)缺失，此處不予考慮。從 數(shù)據(jù)的可獲得性和簡單性原則出發(fā)，我們選取美豆種植面積較大的七州作為樣本進行考察。 這七個州大豆種植面積占全國55%以上。對于美國而言，一個簡單的方法判斷當年天氣好壞， 可以從優(yōu)良率指標考慮。優(yōu)良率高說明當年天氣狀況良好，反之代表天氣不好，從數(shù)據(jù)來看， 天氣完美的“典范”出現(xiàn)在2004年、2009年、2010年以及20142016年。平均優(yōu)良率低 于6

5、0%的年份為：20012003年、2005年、2008年以及20122013年。對于降水而言，主要會引起旱災和洪澇。干旱是大豆最常見的災害性天氣，對市場的影 響也是最大的，干旱的持續(xù)時間和強度決定大豆的減產數(shù)量。大豆各個生長階段的耗水量差 異很大。播種到出苗時期，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能力，即使勉強發(fā)芽出苗也難以達到全苗壯。出苗到分枝時期，耗水 量約占總耗水量的13%。分枝至開花，耗水量約占總耗水量的17%，由于花芽陸續(xù)分化，進 入營養(yǎng)生長和生殖生長并進階段，這一時期大豆對水分的要求開始增長，及時灌水對大豆生 長發(fā)育均有促進作用。開花至鼓

6、粒階段，大豆需水最多，約占總耗水量的45%，是大豆需水 的關鍵時期，蒸騰作用強度在這個時期達到高峰，干物質也直線上升。因此這個時期及時而 充分的供給水分，是保證大豆高產的重要措施。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20012003年、2005年、2008年以及20122013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，下面我們對優(yōu)良率和降水指標做進一步分 析。大豆在出苗期所需水分較少，而78月結莢期到鼓粒期是大豆生長所需水分最多的時 期。美國夏季溫和多雨，這樣的季節(jié)性特征也讓大豆市場天氣炒作集中在種植

7、期和結莢期， 而在收割期一般降水較少，因此，收割期天氣炒作一般較少。通過分析大豆優(yōu)良率和降水數(shù) 據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，68月當月度降水達到85120毫米時，優(yōu)良率整體會在60%以上；當月度降 水不足80毫米時，優(yōu)良率普遍較低，容易引起對干旱的炒作。120.00110.00100W90.0080.0070.0060.00降水量優(yōu)良率（右軸368%66%64%62%60%58%56%10180.00160.00140.00120.00100.0080.0060.0040.0020.0068%66%64%62%60%58%56%10180.00160.00140.00120.00100.0080.0060.0

8、040.0020.001,800.00 1,600.00 L4Q0.00 L200.00 1,000.00800.00 600.00 691 同 1195*;|同 Irl9mrJ&c? I 19503ss I Logoclz 呂莒同& 莒rxj I IoooorNo0o.400.00美國七州平均降水一美豆期價（右軸）圖6：降水量和美豆價格（單位：mm,美分/蒲）C溫度對作物的影響從溫度來看，大豆是喜溫作物，在各生長發(fā)育階段對溫度有不同的要求。在整個生長期， 大豆最適生長溫度為日平均氣溫20C25C，其中幼苗最適生長溫度為20C21C，花芽 分化期最適生長溫度為21C23C，開花期最適生長溫度為

9、23C26C，結莢鼓粒期最適 生長溫度為21C23C，成熟期最適生長溫度為19C20C。整個生長期所需積溫，一般 要求在2400C3800C。美國大豆主產區(qū)的平均溫度對大豆生長來說較為適合，市場對于 溫度的炒作主要在9月落葉期和收割期，會有早霜擔憂。低溫天氣會使大豆延遲成熟，株矮 葉小，從而影響大豆結莢數(shù)量，最終影響大豆的單產。2009年9月，美國天氣模型預測大 豆主產區(qū)出現(xiàn)寒流可能引發(fā)霜凍威脅。降溫預測引發(fā)了投機資金入市做多，大豆當周漲幅達5.61%。2012年4月，阿根廷大豆產區(qū)出現(xiàn)寒冷天氣，導致大豆產量進一步下滑，霜凍炒作 讓美豆當月上漲7.30%。近幾年，美國大豆主產區(qū)因整體播種進度提前，大豆受霜凍影響減 小。26.002.0022.0020.0018.0016.0014.0。12.0010W溫度優(yōu)良率（右軸）圖7：大豆優(yōu)良率和溫度（單位：C，%）天氣炒作永遠是農產品永恒的話題。就大豆而言，不同生長階段所需的水分和溫度均有 所