近30年黄淮海农作区冬小麦水足迹分布变化

为量化冬小麦生产对水资源的消耗,基于水足迹理论和方法,在县域尺度上,科学分析了1985—2015年黄淮海农作区冬小麦生产水足迹的时空分布和变化特征,并对水足迹冷热点分布趋势进行了探讨。结果表明,黄淮海农作区冬小麦水足迹总量为1168.54×108 m3,在空间上呈现南部区域高、北部区域低的特点。冬小麦蓝水足迹呈现北高南低的空间格局,而绿水和灰水足迹则表现为南高北低。1985—2015年,黄淮海农作区冬小麦水足迹增加了54.8%,其中蓝水足迹和绿水足迹变化较小,而灰水足迹的占比增加了29.1%;空间分布上蓝、绿、灰水足迹均呈现北部降低、南部升高的变化趋势。冬小麦水足迹总量的重心呈现向西南方向迁移的趋势,但整体变化幅度较小。近30年冬小麦水足迹在全局和局部均呈现空间集聚趋势,热点区域在2.5亚区扩大,冷点区域在2.2亚区扩大。以上研究结果为黄淮海农作区冬小麦布局优化和农业水资源高效利用与管理提供了科学依据。

基于地貌分区的近30年中国粮食生产空间分异研究

研究并揭示中国粮食生产时空变化特征及其与耕地等农业资源的匹配性,对于合理利用土地和提高土地综合生产能力,保障国家粮食安全和生态安全具有重要意义。本文采用ArcGIS空间分析方法,利用1985—2015年中国县域粮食生产数据,定量分析了基于地貌分区的中国粮食生产时空分异特征。结果表明:(1)1985—2015年,平原区以占全国22.9%的国土面积生产了平均占全国42.7%的粮食,其次为山地、台地、丘陵,分别占全国的25.5%、17.2%、14.7%,且粮食生产有向平原和台地集中的趋势,近30年平原区粮食产量集中度上升了3.8%,而山地下降了4.4%。(2)在4种地貌分区中,平原区近30年平均生产水稻、小麦、玉米和大豆占比30.6%、63.3%、46.9%和40.7%的,而山地生产马铃薯达到了54.1%。水稻、小麦、玉米三大粮食作物的生产均呈现向平原集中的趋势,而大豆和马铃薯在丘陵、山地的集中度增加。(3)近30年不同地貌分区的粮食产量变化差异要大于播种面积变化差异,不同地貌分区的粮食生产差异加大。因此,在未来进行区域作物布局优化以及制定区域粮食生产技术策略方面,不仅要考虑到气候资源、社会经济条件的变化,也要考虑地形地貌的变化和其对农机、土壤耕作等技术的不同需求。

基于温度带分区的中国粮食生产格局与热量资源利用效率研究

研究并揭示粮食生产格局及自然资源利用效率变化规律,对于合理利用资源、保障国家粮食安全和实现可持续发展具有重要意义。本文利用ArcGIS空间分析方法,基于1985—2015年中国县域粮食生产数据和全国683个气象站点数据,分析了基于温度带分区的中国粮食生产格局变化及热量资源利用特征。研究表明,在1985—2015年间,中国粮食总产的90%左右由中温带、暖温带、北亚热带和中亚热带生产,其占比分别为18.6%、25.6%、21.6%和25.9%。30年来一熟区的粮食产量比重增加了13.8%,而二熟区和三熟区分别下降了2.7%和11.2%。其中一熟区的中温带粮食产量占比增加了13.9%,播种面积和单产的同步增加是中温带粮食增产的驱动因素,而三熟区中亚热带的粮食生产占比下降了13.9%。30年来不同温度带≥10℃年积温不断增加,南方增温趋势较北方更明显,但是热量资源利用效率增幅低于北方,中国粮食生产格局变化与热量资源分布间存在“错位现象”。因此,在进行区域粮食生产布局优化和策略制定时,需要以区域自然资源特点为基础,分析粮食生产与资源自然匹配的协调性,从而提高中国粮食生产的资源利用效率。

不同稻田综合种养模式对南粳46水稻生长影响的研究

通过稻鸭共作和稻虾共作2种稻田综合种养模式对水稻南粳46生长影响的试验,明确不同稻田综合种养技术对提高稻米产量及品质的作用。结果表明,稻鸭共作和稻虾共作均可增加南粳46的有效穗数,提高其产量和稻米外观品质,增产幅度4.6%~10.8%。

不同比例蚯蚓粪浸出液替代化肥施用对甜椒生长的影响

为了提高常熟地区甜椒生产能力及充分利用农业废弃物消解产物,开展了蚯蚓粪浸出液浸种育苗及替代化肥施用于甜椒的田间试验,结果表明,当蚯蚓粪浸出液浓度为75%时,甜椒种子的发芽率最高,甜椒苗的株高和根长也最大;当蚯蚓粪浸出液替代量为50%时,甜椒产量最高,比常规化肥处理增产34.2%。因此,在实际生产中,蚯蚓粪浸出液替代化肥比例为50%时最佳,既可降低生产成本,又提高了甜椒产量。

1961—2020年中国玉米需水量及水分盈亏的时空变化格局

为明确不同区域玉米需水量的时空变化,根据联合国粮食与农业组织(FAO)推荐的彭曼公式和作物系数法,利用1961—2020年558个典型气象站点的标准气象数据对我国不同区域玉米的生育期作物需水量进行计算,并结合玉米生育期内的降水量进一步分析不同区域玉米的水分盈亏时空变化。结果表明,全国玉米生育期内需水量在区域间呈现明显的差异,多年平均在285~987mm/年,春玉米的需水量要高于夏玉米,二者的多年平均值分别为468和326mm/年。其中西北农牧区、北部中低高原农牧区和东北农林区为春玉米需水量的高值区,需水量分别为699、566和496mm/年。玉米的水分亏缺量在不同区域间也有明显的差异,各区域的水分亏缺量在3~638mm/年。西北农牧区春玉米的水分亏缺量最高,其均值高达638mm/年,其次为北部中低高原农牧区和东北农林区,水分亏缺量分别为324和145mm/年。从这60年的需水量和水分亏缺量变化趋势来看,不同区域呈现不同变化趋势,其中长江中下游平原农作区、华南农林渔区和西北农牧区的春玉米水分亏缺量呈下降趋势,北部中低高原农牧区、四川盆地农作区和西南中高原农林区呈增加趋势,夏玉米水分亏缺量呈下降趋势。此外,1961—2020年玉米全生育期需水量在年际间存在一定的变化。