近30年江淮地区气候变化对主要作物生产的影响

摘要

全球气候变暖趋势明显，势必会引起与农业生产相关的气候资源在时间和空间上的变化，加大了农业生产的不稳定性，因此，在当前气候变率较大的前提下，如何客观地评价气候变暖对江淮地区农业生产造成的影响和气候资源的变化对作物种植系统造成的影响，为实施合理的农业种植制度和耕作措施，提出切实可行的适应性措施，以减轻气候变化可能对江淮地区农业生产的危害。
　　 本文利用了我国江淮地区30个气象站点的1980～2009年逐日的温、水等气象资料，采用统计分析方法和GIS插值分析技术，分析了1980～2009年江淮地区全年和作物生长季温度和降水等农业气候资源的时空演变特征，主要农作物产量时间与空间变化特征，稻麦、稻油、麦玉米种植模式的时空演变规律。利用江淮地区稻麦历史产量统计数据和气候数据进行了非线性回归分析，初步明确了气候因子对作物产量的影响大小，并在此基础上提出江淮主要作物应对气候变化的栽培策略。主要结论如下:
　　 1.近30年来江淮地区年平均温度、最高气温和最低气温呈波动式上升趋势，增温速率分别为0.059℃/a、0.057℃/a、0.066℃/a;小麦生长季均温度、最高气温和最低气温呈波动式上升趋势，增温速率分别为0.067℃/a、0.064℃/a、0.073℃/a;水稻生长季均温度、最高气温和最低气温呈波动式上升趋势，增温速率分别为0.045℃/a、0.043℃/a、0.054℃/a。从小麦、水稻生育期平均温度和最高、最低温度增加可知，冬季增温显著高于夏季，夜间增温高于白天。空间分布上，近30年来江淮东南部地区的平均温度增幅较高，而西北部地区均温增加趋势中等，总体来看由东南部向西北部增温幅度逐渐较少。近30年江淮地区来平均降水量呈增加的趋势，增加速率为2.0mm/a。空间上江淮北部地区的降水增加较为明显，中部区域降水量变化不明显，南部降水量呈现减少趋势;冬季降雨量的增速高于夏季。
　　 2.气候变化使得农业生产的不稳定性增加，产量波动加大。本研究中江淮地区30年来小麦、水稻、油菜和玉米产量呈波动上升趋势，并没有因为气候变暖而产量下降。各模式的周年产量也呈现稳步上升的趋势，年际间波动较小。采用非线性面板数据分析，结果表明:江淮地区最高温度的升高对作物产量的影响大多是正向的，随着最高温度的上升产量也上升;而最低温度的升高对冬季作物产量的影响大多是负向的，随着最低温度的上升产量受到一定的抑制作用;平均温度对作物产量的影响显地区性差异，江苏多为负影响，安徽多为正影响;降雨量对江淮地区作物产量的影响不大。
　　 3.江淮地区安徽、江苏的复种指数的实际变化规律存在一定的差异性。其中江苏复种指数从1980年的192％，降低到2009年的160％;安徽复种指数则有所上升从1988年的186％，增加到2009年的217％。稻麦模式从空间分布，种植比例北部高于南部地区。近年来，经济较发达地区的稻麦耕作模式的面积有所下降，这种变化可能与当地经济发展的水平有一定关系。稻油模式主要分布在江淮南部地区，安徽南部地区分布较大，年代间变化不大;随着年代增加，稻油模式有进一步增加的趋势。麦玉模式主要分布在江淮地区西北部，其分布与降雨量的分布有一定的相关性。
　　 4.根据江淮地区气候变暖特点，提出从适当调整作物种植界限和模式、适当调整播种期、正确选用作物品种，科学引种、兴建农田水利设施，做好节水排灌和无机肥配施有机肥，增加土壤有机质，改善土壤环境等方面来解决当前气候变暖对江淮地区带来的不利影响措施。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 气候变化

1．1．1 全球气候变化

1．1．2 中国气候变化

1．2 气候变化对农业生产的影响

1．2．1 气候变化与农作物产量

1．2．2 气候变化与种植制度的变化

1．3 研究目的及意义

参考文献

第二章 研究内容与方法

2．1 研究区域概况

2．2 研究思路及内容

2．2．1 研究技术路线

2．2．2 研究内容

2．3 数据来源与分析方法

2．3．1 资料来源

2．3．2 分析方法

参考文献

第三章 江淮地区主要气候资源时空演变特征

3．1 温度的时空演变

3．1．1 全年平均温度的时空演变

3．1．2 作物生长季平均温度的时空演变

3．1．3 最高气温与最低气温的时空演变

3．1．4 积温的时空演变

3．2 降水的时空变化特征

3．2．1 全年降水量的时空演变

3．2．2 作物生长季降水量的时空演变

3．3 讨论与结论

参考文献

第四章 江淮地区主要作物产量的时空变化特征

4．1 作物产量变化特征

4．1．1 产量时间变化特征

4．1．2 产量空间变化特征

4．2 作物周年产量变化特征

4．2．1 作物周年产量时间变化

4．2．2 作物周年产量空间变化

4．3 江淮地级市作物产量和气候因子面板数据分析

4．3．1 作物单位产量和气候因子面板数据分析

4．3．2 作物周年产量和气候因子面板数据分析

4．3．3 气候因子对作物产量的影响

4．4 讨论与结论

参考文献

第五章 江淮地区种植制度的演变特征

5．1 材料与方法

5．1．1 数据处理

5．1．2 耕地复种指数计算方法

5．2 江淮地区种植面积和耕地面积的变化特征

5．2．1 种植面积和耕地面积的时间变化特征

5．2．2 种植面积和耕地面积的空间变化特征

5．3 江淮地区复种指数的变化特征

5．3．1 复种指数的时间变化

5．3．2 复种指数的空间变化

5．4 种植模式的面积变化特征

5．4．1 种植模式的面积时间变化特征

5．4．2 种植模式的面积空间变化特征

5．5 江淮地区各种植模式面积所占耕地面积比重的变化特征

5．5．1 种植模式面积所占耕地面积比重的时间变化特征

5．5．2 种植模式面积所占比重空间变化特征

5．6 江淮复种植制度潜力分析

5．6．1 作物所需热量条件分析

5．6．2 复种模式所需热量条件分析

5．6．3 江淮地区复种潜力分析

5．7 讨论与结论

参考文献

第六章 江淮地区主要作物生产应对气候变化的措施

6．1 耕作制度发展应对气候变化的措施

6．1．1 优化作物布局，调整种植模式

6．1．2 加强选育与引进新品种

6．1．3 适时调整作物播种期

6．1．4 优化土壤耕作及施肥措施

6．1．5 提高极端气候的预测预报

6．1．6 培养农民气候变化的意识

参考文献

第七章 主要结论、创新点与展望

7．1 本文主要结论

7．2 创新点

7．3 展望

致谢

攻读学位期间发表的学术论文