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根据1980—2015年河南省及周边39个气象站点逐日观测数据,选取与主要粮食作物生育机理相关的气候指标,运用气候统计方法分析河南省主要粮食作物生育期内水热气候要素的时空变化。结合统计数据,运用面板非线性回归模型分析主要粮食作物产量对气候变化的敏感性。研究发现：①河南省冬小麦返青期最低气温和生育期平均气温均呈显著增加趋势,在空间上两者升温速率呈现从河南省中部向周边递减的特征。夏玉米生育期总日照时数呈明显减少趋势,其减少速度在豫中地区最快,在豫西南地区最慢。②从敏感效应来看,冬小麦和夏玉米产量分别对生育期平均气温和生育期总日照时数的敏感效应最强,对生育期总降水量的敏感效应均最弱。从敏感区看,冬小麦产量敏感区主要分布在豫北、豫西和豫南地区,夏玉米则集中在豫西和豫东地区。③冬小麦生育期平均气温突变后有利于除豫北以外共83.3%区域内产量的增加,返青期最低气温突变后有利于豫北和豫东共44.4%区域内产量的增加。夏玉米生育期总日照时数突变后对豫中和豫西共44.4%区域的产量增加有利。 相似文献
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明确农作物种植结构类型的时空演变规律、以及演变过程中主要作物的生产时空格局,对开展农作物生产布局优化工作、促进农业可持续发展具有重要意义。基于农业统计数据,探讨2002—2018年黄淮海旱作区农作物种植结构类型的时空演变特征,同时利用空间自相关、重心模型等方法探讨农作物种植结构变化过程中该区域的两种主要作物——小麦和玉米的生产时空格局及其变化规律。结果发现：①近20年,黄淮海旱作区农作物种植结构类型整体由多样化向专一化发展,种植结构类型丰富度总体呈减小趋势,以小麦和玉米及其组合为主的种植结构占有的县域数目逐年增多,43%的县域小麦种植比例显著增加,81%的县域玉米种植比例显著增加（p<0.05）。②传统农业生产地带,包括河北平原西部、鲁西北等地小麦和玉米单产呈显著“高-高”聚集特征（p<0.05）,河南中东部小麦单产也呈显著“高-高”聚集特征,但研究区南部玉米单产呈显著“低-低”聚集特征。尽管旱作区内部小麦和玉米的生产格局表现出一定的地域差异性,但近20年小麦和玉米的生产重心均集中分布在河北、山东、河南三省交界处,表明在农作物种植结构类型演变的过程中,区域尺度小麦和玉米的生产具有一定的时序稳定性。③在“以水定产”和地下水可持续利用的目标导向下,河北平原的小麦种植比例有所减少,2014年以后,小麦玉米型县域数目减少,玉米小麦型增加,2018年已不存在单一小麦型县域。本文可为黄淮海旱作区区域尺度农作物种植结构优化提供数据支撑与决策支持。 相似文献
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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 总被引：1，自引：0，他引：1
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。 相似文献
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为了提高玉米的遥感长势监测的准确度,以河北省中部平原地区为研究区域,以MODIS遥感数据反演的条件植被温度指数（Vegetation Temperature Condition Index, VTCI）与叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）作为玉米长势监测指标,通过灰色关联度分析法确定玉米各生育时期（出苗—拔节期、拔节—抽雄期、抽雄—灌浆期与灌浆—成熟期）VTCI与LAI作为相应生育时期长势监测指标的权重值,以及4个生育时期的玉米长势在总体长势与产量形成中的权重值,并基于权重结果分别构建玉米在4个生育时期与主要生育期的长势综合监测指标,进而评估研究区域2011—2016年间的玉米长势。结果表明,各生育时期VTCI作为长势监测指标的权重值均大于LAI,且以拔节—抽雄期最大,抽雄—灌浆期次之,说明玉米各生育时期的长势与最终产量较易受到水分胁迫的影响,并以拔节—抽雄期与抽雄—灌浆期对水分胁迫最为敏感;而玉米长势综合监测指标在4个生育时期的权重值较为接近,并以灌浆—成熟期略大,说明该时期的玉米长势与最终产量之间的关系较为密切。研究区域5市的县域尺度玉米长势综合监测指标与单产之间的决定系数（R2）介于0.247~0.598之间,均达到了极显著水平（P<0.001）,优于单一的VTCI或LAI指标,表明基于长势综合监测指标的玉米长势监测结果准确度较高。研究年份间该区域的玉米长势以2011年的长势最好,2014年与2015年长势最差,且西部长势优于东部。 相似文献
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中国小麦、玉米碳足迹历史动态及未来趋势 总被引：2，自引：0，他引：2
气候变化是当今国际研究的热点问题,小麦、玉米是中国主要粮食作物,分析小麦、玉米生产碳足迹的时空动态和中国相关农业政策对小麦、玉米生产的温室气体减排的引导效果对于合理应对气候变化具有重要的意义。本研究基于生命周期评价法（LCA）对2005—2015年中国小麦、玉米生产碳足迹进行了核算,并在此基础上,根据种植业结构及化肥、农药调整政策模拟分析了不同玉米种植面积和不同单位面积化肥及农药施用量等4种情景下2020年小麦、玉米生产的温室气体排放和单位面积碳足迹。研究结果显示：2005—2015年小麦、玉米生产的单位面积碳足迹和温室气体排放量均呈现出显著增加的趋势 （P < 0.05）;模拟分析结果表明：通过缩减种植面积,优化化肥、农药投入能够有效降低小麦、玉米生产的碳足迹,实现（168.89~ 560.07）亿kg CO2-eq的减排潜力。因此建议构建科学施肥技术体系,提高农资投入品的利用效率,以实现中国的温室气体减排目标。 相似文献
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基于APSIM模型的气候变化对西南春玉米产量影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究西南地区春玉米生长季主要气象因子对产量的影响,本文利用农业气象试验站作物及土壤资料,评价了APSIM-Maize模型在中国西南地区的适应性,并应用其分析该地区1961-2010年春玉米雨养产量的时空变化特征,明确了春玉米雨养产量的影响因子及影响程度。研究结果表明：APSIM模型对该区6个常用玉米品种的模拟效果较好,模拟与实测生育期的均方根误差（RMSE）在8d以内;4个品种地上部分生物量以及产量的模拟值与实测值归一化均方根误差（NRMSE）均低于29%,该模型在西南地区具有较好的适应性。研究区域春玉米生长季总辐射在南部中区和北部降低最明显,≥8℃有效积温在西部升高显著,日均温度日较差在西部和东南部减小最显著,总降水在区域中部减少较显著。模拟的春玉米雨养产量在全区46%的研究站点中呈显著降低趋势（P<0.05）,尤其东部中区和南部最显著;减产显著的站点中,生长季辐射降低、温度升高、降水减少和温度日较差降低对减产的贡献率分别为32%、40%、1%和-2%。 相似文献
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湖南省耕地经营协调度时空演变 总被引：1，自引：0，他引：1
揭示区域耕地经营格局特征有助于从区域层面解读耕地经营模式特点,切实有效提出区域耕地利用转型的重点和发展方向。本研究基于“集约-规模-产能”三要素提出耕地经营协调度评价模型,并借助协调度函数和探索性空间数据分析方法揭示湖南省县域耕地经营格局演变特征。结果表明：①1990—2014年间,湖南省县域耕地经营协调水平整体较高,且空间格局差异明显：“长株潭”丘陵区集约指数较高,洞庭湖平原区规模指数较高,主要市辖区及其周边县域产能指数较高;②受不同地理区位和社会经济影响,湖南省县域耕地经营要素时空集聚特征存在明显差异:空间维度上,耕地经营协调度由“大集聚”向“小集聚”分布转变;时间维度上,规模指数自相关性较强且分布较集中,产能指数自相关性较弱且分布较分散;③从“投入-规模-产出”过程看,平原区呈现“高-高-高”特征,丘陵区表现“高-低-低”特征,山地区则为“低-低-低”特征。结合耕地经营格局时空演化特征成因,建议湖南各县域因地制宜地采用以粮食作物为主的集约经营模式,以经济作物为主的复合经营模式和特色作物经营模式。 相似文献
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华北平原作物水分生产力区域分异规律模拟 总被引：6，自引：0，他引：6
提高作物水分生产力(Water Poduetivity)是节水农业研究的最终目标,定量分析作物WP对干旱和半干旱地区水资源管理和决策制定具有重要意义.华北平原是我国重要的粮食生产基地,但水资源问题已成为制约该区可持续发展的瓶颈,明确该区作物WP时空变化特征及其与气候的关系,对指导该区农业生产和水资源高效利用具有重要作用.本文首先利用华北平原3个代表性试验站各连续3～4年的小麦-玉米轮作田间试验资料,校准验证澳大利亚开发的APSIM模型,然后利用校准后的APSIM模型和研究区域32个气象站1961年～2005年逐日气象数据,结合GIS技术,对华北平原不同供水情景下冬小麦、夏玉米WP空间分布特征进行了模拟研究.模拟结果表明:①当不考虑作物品种变化时,华北平原小麦、玉米WPET(产量与蒸散量比值)分布响应于该区平均气候状况,具有明显的空间分布特征;②充分供水情景下全区小麦WPET为(1.38～1.69)kg/m3,平均值为1.53kg/m3,玉米WPET为(1.69～2.05)kg/m3,平均值为1.83kg/m3;非充分供水情景(仅满足作物水分需求一半)下两作物WPET分布与充分供水情景下相似;雨养情景下小麦WPET为(0.29～1.57)kg/m3,平均值为0.77kg/m3,玉米WPET为(0.86～2.13)kg/m3,平均值为1.47kg/m3;③饱和水汽压差(VPD)是影响作物水分生产力的主要气象因子,研究区域小麦生长季VPD北高南低的趋势使得小麦WPET呈北低南高分布特征;而玉米生长季VPD西高东低,玉米WPET呈西低东高的趋势.改善灌溉管理可提高作物WP,减少由土壤蒸发损失的非生产性耗水对提高作物WP也具有重要意义. 相似文献
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逐日太阳辐射是作物模型的关键输入变量,被广泛用于计算太阳辐射的Ångström-Prescott模型（A-P公式）校正工作主要建立在月尺度数据上,开展不同区域日尺度及更大时间尺度校正及参数适用性研究有助于提高太阳辐射计算和作物模型模拟准确性,指导区域农业生产。本文基于中国九大农业区划和104个辐射站点的1981—2016年逐日太阳辐射实测资料,分析了中国年太阳辐射时空分布特征;在此基础上,分别在日尺度和月尺度校正A-P公式,并对其校正参数（as和bs）的适用性进行检验评价。结果表明：①中国年太阳辐射在1990年前后经历了由“变暗”到“变亮”的转变,总体呈增加趋势（7.32±30.31 MJ/m2/a）,空间上呈西高东低的分布特征;②日尺度A-P公式校正拟合效果优于月尺度,且月尺度的校正参数存在明显的空间异质性;参数as的空间分布存在地带性,呈东南低西北高的特征,而bs与海拔正相关;③日尺度和月尺度校正参数可互换,但在年尺度上线性A-P公式不再适用。本文对提高太阳辐射计算精度和指导区域农业生产具有一定的参考价值。 相似文献
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作物需水量是制定灌溉用水计划和水资源规划的重要依据,了解其历史变化和未来发展趋势对预测农作物用水走势并据此制定合理决策至关重要。本文基于辽西北地区9个气象站1964—2013年的气象及土壤资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith模型与充分灌溉条件下的土壤水分密度函数法获得春玉米不同生育期需水量,并预测了未来气候变化对辽西北春玉米净灌溉需水量的影响。结果表明：1964—2013年近50年辽西北春玉米需水量基本呈现不显著下降趋势,空间分布规律为自东南向西北方向逐渐递增;净灌溉需水量多年平均值为402.44mm,灌溉需求指数多年平均值为0.67;从未来气候变化情境下的净灌溉需水量来看,国内或区域内资源（A2）情景与区域可持续发展（B2）情景在未来30a距平增长率依次降低。本文研究可为辽西北春玉米种植的农业用水以及合理灌溉提供依据,对缓解本地区日益突出的水资源供需矛盾具有十分重要的战略意义。 相似文献
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山东省禹城市粮食生产资源利用效率评价 总被引：3，自引：1，他引：3
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。 相似文献
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冬小麦复种青饲玉米效益分析与技术模式的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
针对宁夏中部干旱带库、井灌区及盐-环-定扬黄灌区一年一熟光、热资源丰足有余,一年两熟又嫌光,热不足的气候特点进行冬小麦复种青饲玉米的研究,结果表明,生态、经济、社会效益十分显著。相对单种冬小麦,水、肥、气、热、光等自然资源利用率得到提高,增加了农作物产量,为宁夏中部干旱带农牧交错区稳定粮食生产的同时,兼顾发展草畜产业开辟了一条新途径。 相似文献
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未来气候变化对中国东北地区水热条件影响的数值模拟研究 总被引：16，自引：1，他引：15
结合DKRZ OPYC模式在中国东北地区的模拟试验结果,利用随机天气模式WGEN对该地区未来水热条件的可能变化进行数值模拟,由此可以克服以基准气候下建立的线性统计关系,通过大尺度平均气候要素研究气候资源变化的不足。文中不仅给出了农业气候资源基本特征量的变化,如作物生长季、≥0℃有效积温和不同时间尺度的平均降水量等,而且详细分析了2×CO2气候情景下,该地区极端气候要素值的可能变化,如生长秀内极端平均最高气温、冷害低温如日、≥30℃高温日、≥50mm暴雨日和日最大降水量等。文中还针对不同作物类型,以作物需水量和缺水量,模拟了未来气候条件下,该地区主要农作物春小麦、春玉米和一季稻水热条件匹配状况的可能变化。结果表明,未来增温有利于改善东北地区当前的热量条件,减轻低温冷害的危害;降水量增加有利于改善干旱地区作物的供水条件,提高作物产量。但是由于降水的增加不足以补偿增温引起蒸发蒸腾的增强,东北地区主要作物生长发育期间水分普遍不足,在没有灌溉条件的地区,农业产量将受到影响。另外,平均气候变化以后,气候极端值的变化将更加剧烈,因此,异常天气灾害对农业的危害程度有可能增加。 相似文献
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研究区域农作物化肥施用的碳排放趋势演进规律与减排潜力对于合理制定农业碳减排政策具有重要意义.基于"全国农产品成本收益资料汇编","中国统计年鉴"和农业部"小麦,玉米,水稻三大粮食作物区域大配方与施肥建议"中各地区的三大粮食作物产量,化肥投入类型及其数量等数据,采用碳排放系数法,测算并分析2005-2013年中国三大粮食作物化肥施用碳排放时空演变与碳减排潜力.结果表明:①江苏,安徽,宁夏,甘肃和山西的玉米,湖北,陕西和宁夏的小麦,辽宁,山东,江苏,浙江,陕西和湖南的水稻,其化肥施用的单位产品碳排放量下降明显;②黑龙江,吉林和新疆的玉米,云南和河南的小麦,吉林,广西和云南的水稻,其化肥施用的单位产品碳排放量不降反升;③与测土配方施肥情形相比,在2013年,江苏,陕西,湖北,贵州,广西和云南的玉米,山西,内蒙古,陕西,甘肃,宁夏,新疆,河北,四川,云南和江苏的小麦,湖南,江苏,海南,安徽,云南,广东和广西的水稻,其化肥施用的单位产品碳排放量偏高;④全国玉米化肥施用碳减排潜力约574万t CE,集中在黑龙江,辽宁,吉林,山东,内蒙古,陕西,云南,贵州和广西;⑤全国小麦化肥施用碳减排潜力约475万t CE,集中在河北,江苏,山东和河南;⑥全国水稻化肥施用碳减排潜力约206万t CE,集中在湖南,广东,广西,江苏和江西.最后,结合实地调查,本文提出应在粮食作物化肥施用碳减排潜力大的区域,通过政策激励和市场化运作,提高测土配方施肥技术推广的效应. 相似文献
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农户管理水平下微咸水灌溉对土壤水盐动态及作物产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
微咸水灌溉对土壤水盐动态及作物产量的影响因管理水平而异,实验站与农户管理水平间的比较研究有助于揭示专家与农户间的知识差,促进合理灌溉措施的推广.该文基于农户田间试验和农户调查,分析了农户管理水平下微咸水灌溉对土壤水盐动态及作物产量的影响;对比实验站研究结果,讨论了实验站和农户管理水平下微咸水灌溉影响的差异.结果表明:农户管理水平下,微咸水灌溉可能主要影响0～80cm土层的土壤饱和电导率;土壤盐分向下淋洗是盐分运动的主要趋势,很难形成上行运动造成土壤次生盐渍化;相对于淡水灌溉,微咸水灌溉的冬小麦相对产量为45.38％～83.33％,夏玉米相对产量为42.86％～58.57％;无论是实验站还是农户管理水平,微咸水灌溉均对土壤饱和电导率产生显著影响,实验站管理水平下的灌溉制度比农户管理水平下的更加合理,农户管理水平下微咸水灌溉对作物产量的影响比实验站管理水平要严重;需要多角度采取措施提高农户管理水平. 相似文献
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农用地分等中的土地利用系数计算 总被引：13，自引：0，他引：13
该文提出了农用地分等的土地利用系数"两步法"计算方法,该方法既能反映区域的土地利用实际水平和土地利用能力水平,又能反映土地利用中的经济关系.土地利用现实系数等于土地利用能力系数与农民利用意愿系数的乘积;其中土地利用现实系数等于作物的实际产量除以当地该作物的生产潜力;土地利用能力系数等于充分发挥利用能力下的作物产量除以当地该作物的生产潜力;农民利用意愿系数等于作物的实际产量除以充分发挥利用能力下的产量.应用C-D生产函数模型,建立了"两步法"土地利用系数统计模型.运用该统计模型对我国15个省(自治区)的土地利用系数进行估算的结果表明,全国各地土地利用实际水平最高的地区是经济发展水平处于中等偏上的地区,该地区农民利用土地的意愿较高;虽然经济发达地区的土地利用能力最强,但其农民利用意愿并非最高,从而导致其土地利用实际水平不是最高. 相似文献