气候变化背景下基于GIS的黑龙江省农业气候资源分析

摘要

由于气候变暖逐步加剧，原有的农业气候区划在一定程度上已不能准确反映农业气候资源的现状，也难以满足农业发展的新需要。因此对黑龙江省的农业气候资源进行研究，总结出全省农业气候资源的时空变化规律，并对其进行综合评价分析，对于提高黑龙江省农业生产水平具有重要意义。
　　 论文以黑龙江省农业气候资源为研究对象，以全省各气象站点60年观测数据为基础，采用趋势性分析和MK突变检验方法对黑龙江省农业气候资源特征进行了定量分析；利用GIS空间插值方法分别对黑龙江省5个农业气候资源指标进行了精细化模拟，得到更加精确的农业气候指标栅格图，克服了由于常规气象站点短缺而使评价结果缺乏代表性及准确性差的缺点，建立了精细化模拟的农业气候资源空间分布图，从而更好地反映出黑龙江省农业气候资源的时空分布规律及变化趋势。结果表明：黑龙江省日平均气温总体呈明显上升趋势，增温速率为0.285℃/10a，总体分布呈南部高于北部，西部高于东部，山地林区气温偏低；年均降水量总体呈下降趋势但不明显，下降速率为7.021mm/10a，总体呈东部高、西部低、中间有两个降水中心的分布特点；相对湿度总体呈下降趋势且较为显著，下降速率为0.63％/10a，分布较均匀，只西部小部分较低；年平均日照时数表现出持续的波动下降趋势，下降速率为30.288 h/10a，除大兴安岭地区外，其他地区呈现自西向东递减趋势。
　　 本文引入农业气候适宜度的概念，采用模糊数学的分析方法，建立了光、热、水资源影响农业生产的农业气候资源模型，分别计算出黑龙江省1km×1km网格点的农业气候资源指数、效能指数和利用系数，对黑龙江省农业气候资源进行综合等级评价，创新之处是在前人研究的基础上，将地形因子引入到气候适宜度的研究中，分析地形因子对光、热、水总资源的丰富度、匹配状况和资源利用效率的影响，实现气候指标空间分布栅格的细化，并突破传统气候模拟分析的局限性，能够详细地描述气候资源的空间分布特征，提高模拟结果的精度。结果表明：黑龙江省光、热、水总资源丰富、匹配状况最好、资源利用效率最高的区域是五常、木兰等地，是种植大田作物的理想区域；光、热、水资源较丰富、匹配状况较好、资源利用效率较高的区域位于海拔100-500 m缓坡地带的讷河、依安等地，适合种植玉米；位于齐齐哈尔西南部的龙江县和甘南县适宜发展旱作农业、林业及畜牧业；光、热、水资源，匹配状况和资源利用效率均一般的区域，主要集中于海拔低于100 m的黑龙江省东北地区的抚远东北部，适宜发展畜牧业；光、热、水资源贫乏、匹配状况较差、资源利用效率较低的区域主要集中在海拔500 m以上缓坡区的大兴安岭北部包括漠河县以及海拔低于100 m平坡区的黑龙江省东部乌苏里江沿岸地区，大兴安岭北部地区由于海拔较高、热量不足、寒冷干燥适宜发展林、牧业，东部乌苏里江沿岸由于水分资源充足适合发展渔业。