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近50年来气候变化对中国主要农作物土地生产潜力的影响

袁兰兰  
【摘要】:气候资源所提供的光照、温度、水分、C0:等物质和能量对农业生产的影响占据着十分重要的地位,影响方面主要涉及农作物品种选择、种植结构、分布格局、复种指数,且气候资源的变化,对农产品的数量、质量和分布都产生举足轻熏的影响。随着全球气候的变化,我国水稻、小麦、玉米和大豆等主要农作物生产条件势必受到影响,进而影响到我国的粮食安全。本研究利用遥感卫星监测的我国2010年耕地空间分布数据,结合1961年~2010年的气象数据、土壤数据等,采用GAEZ模型,估算了中国水稻、小麦、玉米和大豆的生产潜力总量,并在区域上分析了近50年来中国四种主要农作物生产潜力的时间演变趋势和三大气候因子变化趋势,进而采用偏相关方法分析气候因子温度、降水和辐射分别对水稻、小麦、玉米和大豆的生产潜力的影响程度。结果表明:近50年来气候变化对我国水稻、小麦、玉米和大豆的生产潜力总量造成了不同的影响,仅小麦的适宜种植面积基本上没有太大变动,其余的均呈增加趋势,且水稻增长速率最快,大豆次之,玉米最慢;水稻的生产潜力总量呈增加趋势,小麦的生产潜力总量呈减少趋势,而玉米和大豆的生产潜力总量整体上保持平稳。(1)从区域的角度来看,水稻的生产潜力总量在长江中下游地区变化最为明显,其次为黄滩海平原区,其它农业生态区无明显变化;小麦的生产潜力总量在东北地区变化最为明显,在1990年之后有急剧下降趋势,长江中下游地区和黄淮海平原区变化也略微明显,且两者变化趋势较一致,均呈现轻微下降趋势;玉米和大豆的生产潜力总量均在东北平原区有较为一致的明显变化,生产潜力总量整体上呈现增长趋势。(2)关于三大气候因子在九个农业生态区的变化,年平均温度整体上具有增长趋势,且增长范围均在1℃范围内;华南区的年降水量波动范围较大,在800mm以内,其次为长江中下游地区、云贵高原区和四川盆地及周边地区,均在400mm以内;年辐射总量在九个农业生态区的变化趋势较为一致,均在1990年之前呈现下降趋势,1990年之后呈现平稳变化,且波动范围在600Mj/m2以内。(3)近50年的全国气候因子与四种作物生产潜力总量的相关性呈现出明显的空问差异性。总体上,降水与农作物的相关性最为密切,辐射次之,温度最后。水稻在我国秦岭-潍河界线以北的四个农业生态区受辐射影响较大,且为有利影响,以黄淮海平原区影响程度最大;小麦则受降水影响较大,对秦岭-淮河界限以北的四个农业生态区产生较有利的影响,黄淮海平原区受益最大,对秦岭-淮河以南以外的四个农业生态区产生了不同程度的不利影响,以四川盆地及周边地区限制作用最强;玉米受气候影响最为明显,降水对秦岭-淮河界限以北豹农业生态区均产生了非常有利的影响,而界限以南的则较为不利,尤其是四川盆地及周边地区,辐射在除了东北平原以及北方干旱半干旱与黄土高原的交汇处产生较弱的不利影响,其他地区均为强度不同的有利影响,在我国中部和南部沿海的农业生态区最为有利;大豆受降水和辐射影响较明显,且空间格局与玉米较一致,但程度略微不同。(4)水稻的主要适宜种植区为长江中下游地区和黄淮海平原区,小麦、玉米和大豆的主要适宜种植区均为长江中下游地区、黄淮海平原区和东北平原区。在水稻的主要适宜种植区,气候变化对水稻的生产为均有利影响;在小麦的主要适宜种植区,气候变化对小麦的生产为均为不利影响;玉米和大豆的生产潜力总量在东北平原区受到气候的有利影响,其他两个农业生态区均为不利影响,且温度是限制这两种农作物生长的主要因素。近50年来气候变化背景下农作物生产潜力总量的时空演变分析以及温度、降水和辐射对九个农业生态区作物生产潜力总量的不同的影响对合理安排农作物生产布局以及人为的调控气候因子来提高农作物产量提供了科学依据。


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