1980—2019年中国粮食主产区主要粮食作物气候生产潜力与气候资源利用效率

随着全球性极端气候频发,粮食生产安全越来越受到气候变化的威胁。在此背景下,实现农业气候资源的高效持续利用意义重大。粮食主产区是粮食安全保障的核心区域,本文应用逐级订正的机制法模型测算了1980—2019年中国粮食主产区玉米、水稻、小麦三大主要粮食作物的气候生产潜力,并应用重心迁移模型分析了粮食主产区186个地级市现实作物生产水平与气候生产潜力的时空属性,在市域尺度上评估了农业气候资源利用效率。研究得出：①1980—2019年粮食主产区玉米、水稻、小麦气候生产潜力的倾向率分别为-156.80、68.82、121.92 kg/（hm²·10 a）;②玉米气候生产潜力高值区和低值区范围均缩小,水稻气候生产潜力空间结构较为稳定,小麦气候生产潜力高值区范围扩大;③主要粮食作物气候生产潜力的重心迁移距离均小于现实迁移距离,并呈同向化特征;④黄淮海农业区、东北农业区、西南农业区等地主要粮食作物气候资源利用率较高,长江中下游农业区等地气候资源利用率较低。对此,应调整粮食生产重心,缓解气候条件较差地区的粮食生产压力,挖掘气候资源丰富地区的气候生产潜力,全面提高粮食主产区气候资源利用效率。     

山东省禹城市粮食生产资源利用效率评价

粮食生产资源利用效率研究是实现粮食稳产、高产的前提，也是保障国家粮食安全的理论基础。对不同条件下的作物生产潜力准确估算和适宜的资源利用效率评价是粮食生产资源利用效率研究的核心内容。本文采用PS123作物生长模型进行作物生产潜力计算，根据山东省禹城市实际状况，确定了模型输入参数，计算了研究区玉米、小麦和大豆的光合、光温、气候和气候－土壤生产潜力，采用作物结构订正计算区域粮食生产潜力。考虑粮食生产中光热资源、水资源、土地资源、社会经济资源等方面，从准则层和因子层两个层面构建了粮食生产资源利用效率评价模型，确定了各评价因子的目标值和权重，对禹城市粮食生产资源利用效率进行评价。研究结果表明：　①山东省禹城市光合生产潜力52 784kg/hm²，光温生产潜力11 023kg/hm²，气候生产潜力8 377kg/hm²，气候-土壤生产潜力6 450kg/hm²，对这3种作物的实际产量进行结构订正得到该市1999年～2001年粮食平均现实生产能力为6 244kg/hm²，禹城市粮食生产潜力较大；　②制约粮食生产稳产、高产主要自然因子为水资源的不合理利用，劳动生产率、化肥利用率和产投比的低下是主要的社会经济限制因子。根据不同的限制性因子，本文提出了单项资源利用技术改进措施。     

近40年中国东部地区夏秋粮作物农业气候生产潜力时空变化

全球气候变暖导致我国温度和降水特征发生相应变化。东部地区是我国重要的粮食生产基地，分析热水条件带来的粮食生产的潜在变化，对于未来粮食政策的制定具有重要意义。该文利用东部地区129个气象站1955年-1990年逐年气象资料，计算了夏秋粮作用逐年和多年平均气候生产潜力，并分析它们的时空变化特征。结果表明，平均气候条件下的气候生产潜力不足以反映我国气候资源的特征。受季风气候影响，气候资源的年际变率大，优势年景夏秋粮作物气候生产潜力相差可达2.8倍-7.4倍。全球气候变暖趋势对我国东部地区夏粮作物影响不大，没有明显的空间差异和时间变化趋势，主要表现为年际间的波动，但对秋粮作物有明显影响：一是空间变化的差异，长江中下游地区秋粮作物潜力增加，而其他地区减少，但有些年份整个东部地区秋粮作物潜力都呈减少趋势。     

拉萨市主要农作物生产潜力估算

本文论述了拉萨市农业生产的气候与土地资源条件，通过对农作物光合、光温与气候生产潜力估算公式的分析，提出了农作物生产潜力的估算公式，计算了拉萨地区主要农作物的生产潜力，并以此提出了本区今后发挥生产潜力的主要措施。     

发挥气候资源优质提高农牧业总体经济效益

本文从利用西藏地区农业气候资源优质出发,论述了挖掘气候生产潜力,提高复种指数及粮食产量;立足降水资源优势,发挥“土壤水库”蓄水保墒作用,发展雨养农业;充分利用小气候资源优质,建立名特产品生产基地,变资源优势为商品,经济优势;发展草场季节畜牧业,合理利用气候资源,发挥生长季牧草生长优势,提高畜产品的转化率,根据气候变暖变干的趋势,确立合理,适宜的种植结构,加强农业生态系统的建立。     

中国粮食主产区生产潜力对气候波动响应研究

粮食生产对粮食安全的影响是目前全球关注的热点之一,且粮食主产区的粮食生产潜力格局及其对气候变化的响应是保障中国粮食安全的关键问题。本文对逐级递减的机制法模型进行了改进,主要是修正计算太阳辐射的系数a和b,并划分不同土壤有效系数指标区来构建各自的评价指标体系,计算了1995年和2005年的光合、光温、气候和土地等4个逐级递减层次的生产潜力,并分析1995-2005气候变化对光合、光温、气候和土地四个层次生产潜力的影响。结果表明,研究区内绝大部分区域的作物有效生育期增加,并且有效生育期初日时间逐渐提前,而终日时间相应推迟;同时生育期时段内的日照时数增加;而作物有效生育期内有效降水量总体减少,且大部分地区降水多集中在有效生育期内。降水减少是整个研究区粮食生产发展的主要制约因素,各气象因子的变化整体上有利于生产潜力的增长。气候波动使得光合、光温、土地3个层次的生产潜力增长,使得气候生产潜力降低。对光合、光温、气候和土地4个层次的影响程度逐渐减小。从对水田和旱地的影响看,气候波动导致水田光合生产潜力比旱地的增加更多;而气候波动使旱地的光温生产潜力比水田的增加更多;气候波动导致旱地的气候生产潜力比水田的减少更多;气候波动导致旱地的土地生产潜力增加,但水田的土地生产潜力减少。     

三江源地区太阳能资源区划及利用潜力研究

利用三江源地区18个气象台站1961年以来观测的日、旬、月和年气温、日照时数、日照百分率以及玉树站观测的太阳辐射资料,根据气候学原理,在充分考虑天文辐射、大气透明系数,日照百分率等影响太阳辐射因子的基础上,计算出三江源地区的太阳能资源,然后以年太阳总辐射量作为一级(主导)区划指标,以日平均气温稳定通过0℃(日最高气温达10～15℃)以上期间的日数(利用佳期)作为二级区域指标进行分区,对三江源地区9个不同类型的太阳能资源区进行分区评述,同时计算了三江源地区粮食光合生产潜力和气候生产潜力,结果表明农作物生长期光合生产潜力为26846.4kg/hm2;光温生产潜力为11812.4kg/hm2;气候生产潜力为9449.9kg/hm2,与1997年-2006年实际年平均粮食产量3327.0kg/hm2相比;只占气候生产潜力的35%,说明三江源地区粮食生产潜力的提升空间还很大,最后得出:三江源地区由于太阳能资源丰富、土地利用条件优越、电网容量与架构理想、电价水平较低、交通设施便利、光伏产业链完整、太阳能利用市场和国家政策扶持力度较大等优越条件而开发利用潜力巨大。     

栾城气候资源对夏玉米生产影响的统计学分析

近年来,人们日益广泛地应用数理统计方法来揭示气候要素波动与作物产量之间的关系,国内外均作了不少的研究工作,取得了许多有意义的成果。为获得农业气候环境信息的可靠数据,以分析作物与气候资源的适应性,我们在农业气候资源考察中采用了事件和数值相关,回归积分和逐步回归等方法,对河北省栾城县夏播玉米产量与气候要素进行了统计学分析。     

福建省中亚热带农业气候系统功能评价的数学模型

农业在很大程度上受着气候的制约,一个地方究竟是发展农业,还是发展林业或牧业,主要是由气候决定的。农业气候处于农业与气候两大系统的界面,构成一个复杂的农业气候系统。系统运行的时间、空间规律,不仅使农业生产具有相应的季节性和地域性,而且还强烈地影响到作物的生长快慢、质量高低和产量大小,极大地制约着农业经济结构及其布局。 农业气候系统对农业的影响是整体性的,至少也是几个要素的有机组合,各个要素都是不能缺少的,不能互相替代的。现代农业生产规划首先要求对农业气候系统的功能作出定量评价。任何事物缺乏数量指标,其内部规律性也就很难认识清楚。由于农业气候系统的功能涉     

气候资源的利用和干旱气候的改造

一、气候资源是重要的自然资源气候资源可以分成两类,一类是气候能源以及与气候条件密切相关的自然能源,例如风能和太阳能等。水力资源是降水和地形相结合产生的一种能源,这种能源与气候条件有密切关系,也可以把它归入气候能源的范畴。另一类是与植物生长相结合表现出来的一种自然资源。每一种植物,每一个品种的生长都要求一定的气候条件。一定的气候条件的组合可以看成是进行种植业所必需的一种自然资源,我们把它叫做气候资源。当     

北京山区旅游气候舒适度的定量评价

北京山区面积为10 417.5km²,占北京市土地总面积的62%,主要担负着北京的生态屏障功能,而其经济的发展是山区生态功能发挥的有力保障,生态旅游是协调二者的有效途径,应成为山区经济发展的主要方向。由于气候是开展旅游活动的重要条件之一,因此对旅游气候舒适度进行定量评价,可为山区的旅游规划及旅游资源的开发利用提供科学依据。本文利用北京山区1km²网格的气候资料,在GIS的支持下,计算了各网格的温湿指数和风效指数,并由此推算出了1月～12月的旅游气候舒适度及不同舒适度等级的分布面积。结果表明,北京山区旅游气候适宜期较长,除1月、2月和12月份旅游气候不适外,其它时间均为旅游气候适宜期,其中旅游气候舒适期可从4月持续到10月底。由于山区地形的复杂性,利用1km²网格的气候资料进行北京山区旅游气候舒适度评价与单纯利用6个山区气象台站的气候资料进行评价相比,可获得更加科学和可靠的评价结果。     

提高中国三北地区气候资源利用率的对策研究

本文首先对估算气候生产潜力的方法进行了改进,提出了“作物生长动态统计方法”和“作物生长动力方法”。采用这两种方法计算的气候生产潜力有明显的物理意义和生物学意义。在此基础上用线性规划方法给出了不同年型下获得高产、高效的作物种植最优方案。最后提出了提高气候资源利用率,达到高产稳产的对策。     

高原气候变化对青海省粮食生产潜力影响的研究

本文利用1961～2006年青海省农业主产区14个气象站的历史资料,分析了近46a来气温和降水的变化特征,利用作物生产潜力模式,计算了当前青海省粮食光合生产潜力、光温生产潜力与气候生产潜力;并根据未来青藏高原气候变化情景,估算了2030年、2050年青海省粮食气候生产潜力,在保持当前农业生产技术水平不变的情况下,按高、中、低三种人口增长方案测算了青海省2030年、2050年粮食缺口状况。分析结果表明：未来青海省粮食供需矛盾依然突出,到2030年、2050年全省粮食缺口分别高达76．2～136．6万t和28．8～128．0万t。     

中国粮食生产对气候资源波动响应的敏感性分析

气候变化使我国气候资源的波动亦发生相应变化,考虑到粮食生产对气候资源的依赖性较强,定量描述粮食生产对气候资源波动响应的敏感程度,对于理解全球气候变化背景下,粮食生产对气候变化的响应具有重要意义,同时也是气候变化影响评价和响应对策研究的重要内容之一。对此本文通过定义敏感性指数和气候影响程度指数,初步探讨了我国粮食生产对气候资源波动响应的敏感性,以及气候的影响程度。结果表明,我国粮食生产对气候资源响应的敏感地区主要分布在某些气候边缘地区,如水热年际变率较大地区,气候对粮食生产的影响程度北方强于南方,并且随着技术水平的不断提高,影响程度逐渐减弱。因此针对气候变化开展的响应对策研究,应考虑地区自然资源和经济水平的差异     

商丘地区农业气候资源的顺向、逆向开发与灾害的防御

商丘地区位于豫东平原东部,是黄淮海重点综合治理区之一。面积仅1万km~2。区域内除永城县东北部有小面积的剥蚀残丘外,其余均为平原。属南温带气候,夏季炎热,冬季寒冷。年平均气温在13.9—14.3℃之间,≥0℃的积温为5100—5300℃,多年平均降水量自西北向东南分布为653—874mm。太阳年总辐射量为48.32—51.16亿J/m~2。由于该区日光充足,水热资源丰富,季节分配与作物需求匹配相适宜,气候生产潜力大。如何科学地开发商丘地区农业气候资源,减轻农业气象灾害,是发展该地区农业生产的一项极其重要的战略措施。     

中国气候生产潜力区划的探讨

近年来,我国农作物光合潜力的研究进展较快,黄秉维和龙斯玉首先分析我国光合潜在产量,引起了有关学科研究者的重视,陆续有著作发表,这对今后进一步深入研究起了良好的开端。 农作物生产潜力可以根据个别自然环境因素或综合诸环境因素进行研究。气候是农作物生长的重要环境因素,而气候又以太阳辐射、温度、水分等要素为基本。各基本气候要素对产量都有程度不同的影响,因而可以分析单要素的生产潜力,如光能生产潜力;也可以把各基本     

广西气候变化对农作物种植影响的研究进展

近年来在全球气候变暖的背景下,广西旱涝灾害频发,使农业生产遭受重大损失.而在生产实践中,农作物最易受到气候变化的影响.基于此,文章总结分析广西农业气候资源出现的主要变化,同时以水稻、玉米、甘蔗、柑橘四种农作物为例,围绕广西气候变化对农作物种植的影响展开探讨,以期为能更好地利用气候资源,根据气候变化制定适宜种植方案和保护措施提供理论依据.     

基于GIS的河南省夏玉米光合光温资源利用效率评价

研究以河南省17个气象站点的1980年-2004年日气象资料为基础,借助GIS的空间分析功能,采用AEZ模型定量计算河南省县域的夏玉米光合、光温生产潜力,并结合县域尺度的夏玉米实际产量数据,分析各县市夏玉米光合、光温资源利用率的空间差异,对河南省夏玉米的光合光温资源利用效率进行评价。讨论了河南省夏玉米的光合、光温资源利用效率有着一定的空间分布规律,且与生产潜力图有着较大的空间差异,各县域的资源利用率也差异显著的原因。结果表明：①夏玉米的光合、光温生产潜力县域之间差异明显,且二者均表现出从东南向西北递增的空间分异规律;②县域夏玉米的光合、光温资源利用效率呈现出与相应潜力值大体相反的空间分布,即由西向东、从南至北大体增加的趋势,且全省平均光合、光温资源利用率分别为15％、65％,有进一步提高的空间。     

青海共和盆地草地生产力模拟及其影响因素分析

基于DEM构建了青海共和盆地草地生产力的模型,并且进一步构建了基于作物水分耗散和放牧因子校正的青海共和盆地草地生产力模型,研究结果表明:①共和盆地草地的光温生产潜力15.3 t/hm2,光温生产潜力约为光合生产潜力的53%,而且在山区约为44%,滩地约为54%,河谷约为58%,所以在共和盆地温度应当是限制牧草生产能力的一个非常重要的因子,并且在山区温度对牧草的生产能力的影响较大;②共和盆地牧草的气候生产潜力约6.6t/hm2,气候生产潜力是光温生产潜力的43%,是光合生产潜力的23%;而且河谷、滩地牧草的气候生产潜力分别约为光温生产潜力的34%和41%,山地约为69%,水分对牧草的气候生产潜力影响在河谷和滩地要大于山地,尤其是草原化荒漠和荒漠化草原气候生产力相对较低;共和盆地的实际草地生产力是气候生产力的1/5～1/12;经过作物水分需求和放牧的校正,草地生产力平均2.2t/hm2,与实际生产力很接近.所以牧草水分需求和放牧强度对草地生产力影响很大,尤其反映出草地放牧已成为草地生产力降低,草地退化的重要原因之一.     

我国农业气候资源的数量和质量及其开发利用方向

农业气候已被确认为一种资源,作为一种资源,即可如同矿产、土地等资源一样,以其数量和质量予以评价,并根据其数量和质量确定利用方向和利用重点。但由于农业气候资源被确认的时间尚短,把它作为一种资源加以研究的时间不长,其数量和质量如何表示还没有明确的方法。矿产为一次性(非再生性)资源,其数量和质量的表示方法非常清楚,质量即品位,数量即贮量,土地属再生性(非一次性)资源,数量和质量的表示方法也很明确,质量即土地等级,数量即各等级所占面积,包括绝对面积和相对面积。我们认为,农业气候作为一种资源,一种