北方旱寒区冬油菜种植气候适宜性研究

【目的】分析北方旱寒区冬油菜种植分布和气候条件之间的关系,确定影响冬油菜种植分布的主要气候因子,在区域尺度上划分冬油菜种植气候适宜性区域,为改进冬油菜生产布局,合理调整农业生产结构和种植布局提供参考依据。【方法】利用多年不同油菜品种地理分期播种试验数据和长序列气候数据,筛选影响冬油菜种植分布的潜在气候因子,采用基于DEM的小网格推算法建立潜在气象因子空间数据库,并在此基础上利用MaxEnt模型分析北方旱寒区冬油菜种植分布与气候条件的关系,确定影响北方旱寒区冬油菜种植分布的主要气象因子,模拟北方旱寒区冬油菜的潜在空间分布概率,并划分北方旱寒区冬油菜种植气候适宜性区域。【结果】潜在气象因子对冬油菜种植分布的总贡献率达到0.89,按贡献率大小确定影响北方旱寒区冬油菜种植分布的主要气候因子包括：年平均温度、负积温、极端低温、最冷月最低温度、最冷月平均温度;冬油菜在北方旱寒区潜在分布概率为0-0.84,按其分布概率将北方旱寒区冬油菜种植区域划分为4个等级：不适宜种植区域、次适宜种植区域、适宜种植区域和最适宜种植区域;冬油菜种植北界,大抵以吉林南部、内蒙古南部、新疆南部为界限,与传统冬油菜种植北界相比较,向北推进了1 200 km,纬度由39°N提升到45°N。【结论】北方旱寒区超过50%的地区都可以种植冬油菜,冬油菜种植区北移是可行的,且具有很大的扩展潜力,冬油菜将成为北方旱寒区重要的油料作物。这将突破原有传统的冬油菜种植区划,改变冬油菜生产的布局结构。     

基于“GIS”的环塔里木盆地杏气候适应性区划研究

利用新疆环塔里木盆地地区的地理信息数据及气象资料,结合气象要素细网格推算模型和精细化农业气候区划软件的空间分析功能,对影响该区杏树种植分布的主导气候因子和该区杏树种植分布与气候的关系进行研究.结果表明:1)影响该区杏树种植分布的主导气候因子有:3月下旬和4月极端低温、极端温度出现的频率、≥10℃年积温、年极端最低气温、12月一次年3月日均温7℃以下天数;2)将该地区潜在种植分布区划分成4个等级:气候最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区,并给出了各个气候适宜区的气候因子特征.揭示了新疆环塔里木盆地地区杏树种植的潜在分布及其气候适宜性,从气候适宜度的角度观察,该区杏树生产布局还有待进一步优化.     

中国橡胶树种植气候适宜性区划

【目的】天然橡胶是国民经济建设不可缺少的重要战略物资,受气候因素限制,中国种植橡胶树范围有限,迫切需要厘清天然橡胶树种植的气候适宜性区域。本研究旨在划分出中国橡胶树种植气候适宜性分布,以阐明中国橡胶树种植的气候差异格局。【方法】根据中国橡胶树种植区的自然气候特点和生物学特征,基于橡胶树种植存在概率、橡胶树台风影响概率和橡胶树寒害影响概率,分别采用最大熵模型和影响橡胶树种植的5个主导气候因子（最冷月平均温度、极端最低温度平均值、月平均温度≥18℃月份、年平均气温、年平均降水量）计算橡胶树种植气候适宜性指数。根据台风历史资料和橡胶林台风灾害分级标准计算橡胶树台风灾害指数、参照《橡胶寒害等级（QX/T169-2012）》行业标准计算橡胶树综合寒害指数。根据确定的橡胶树种植的气候区划指标（气候适宜性指数、橡胶树台风灾害指数、橡胶树综合寒害指数）,结合模糊综合评价模型,进行中国橡胶树种植气候适宜性区划,区划结果划分为高适宜区、中适宜区、低适宜区。【结果】橡胶树种植的气候高适宜区面积约4.99×10⁴ km²,占研究区面积的20.94%,主要分布在海南儋州、澄迈、定安、乐东、保亭,广东徐闻、雷州、湛江、阳江,云南景洪、勐腊,福建诏安、云霄,广西防城等地。该区域气候条件优越,但部分区域属于台风高影响区,因此需要防御台风灾害对橡胶树的影响。气候中适宜区面积约8.85×10⁴ km²,占研究区面积的35.86%,主要分布在在海南琼中、东方、昌江、万宁、琼海等,广东廉江、高州、茂名、信宜、惠来、潮州,福建漳州、漳浦等,云南瑞丽、旧过,广西北海、合浦。与高适宜区相比,该区域橡胶树寒害发生概率增加,部分区域受台风影响概率也增加,应针对不同灾害特点,加强橡胶寒害和风害的防御。气候低适宜区面积约10.3×10⁴ km²,占研究区面积的43.20%,主要分布在在云南盈江、永德、思茅、屏边等一线,广西玉林、浦北,广东阳春、海丰、陆河,福建华安等地。该区域主要受寒害影响为主。【结论】该方法考虑了农业气候资源与农业气象灾害的综合影响,可以较好地反映中国橡胶树种植的气候优势区域分布,对橡胶树种植的区域布局和科学规划具有重要的参考意义。     

中国玉米种植分布与气候关系研究

旨在了解玉米种植分布与气候关系,促进玉米农业生产适应气候变化,进行科学布局。以1961—2015年中国气象中心观测站的数据为基础,结合玉米生理特性拟合出玉米气候适宜度模型,采用最大熵模型计算潜在气候因子对玉米种植分布的贡献,探讨气候资源对玉米生长的适宜程度的变化特征。结果表明:影响玉米气候适宜性最高的主导因子主要有:潜在生育期积温(55.5%)、潜在生育期日平均气温(27.3%)、潜在生育期降水总量(12.1%)、潜在生育期蒸散总量(1.7%),总累积贡献率为96.6%。在气候条件影响下玉米种植区域主要呈现出由东北—西南的狭长带分布。     

基于地形土壤因子的滇重楼生态适宜性区划研究

【目的】对中国滇重楼进行基于地形土壤因子的生态适宜性等级划分。【方法】利用最大信息熵模型(Max Ent)和Arc GIS软件空间分析功能,结合影响中国滇重楼潜在分布的地形、土壤因子,研究了中国滇重楼潜在分布区的生态适宜性并构建了我国滇重楼潜在分布与地形、土壤因子的关系模型。【结果】影响中国滇重楼潜在分布的主导因子为海拔、有机碳含量、土壤阳离子交换能力、土壤含粘土量、土壤有效水含量等级、土壤质地分类,它们对滇重楼潜在分布的累积贡献率达到了潜在生态因子的97.1%,利用所建模型给出的滇重楼在待预测地区的存在概率,将中国滇重楼生态适宜性等级划分为不适宜区、次适宜区、较适宜区和最适宜区并给出了中国滇重楼潜在分布区的地形、土壤因子阈值。【结论】该结果可为开展中国滇重楼种植的合理区域选取提供科学依据。     

基于GIS技术和MaxEnt模型的内蒙古玉米种植气候适宜性评价

根据中国气象局气象数据中心内蒙古50个气象站的1950年—2011年的连续性日值数据集,基于显著影响玉米生长的气候因子(气温≥10℃的持续日数、年平均温度、气温年较差、≥10°积温、最热月平均温度和年降水),利用最大熵(Maximum Entropy Modeling, MaxEnt)模型和地理信息系统(Geographic Information System, GIS)空间分析技术,结合气候因子插值结果,构建内蒙古玉米种植分布与气候因子关系模型,研究影响内蒙古玉米种植分布区的主导气候因子及其气候适宜性。研究结果将内蒙古玉米种植气候分布区划为4个等级:最适宜区域、适宜区域、次适宜区域和不适宜区域;从而可为内蒙古玉米的合理种植与提高农业生产潜力提供科学理论依据。     

余杭蜜梨种植适宜性分析与区划

【目的】精细化了解余杭蜜梨种植适宜区域,为推广蜜梨种植、促进余杭特色农业增收起到生产指导作用。【方法】基于气候和地形因子对浙江省余杭区蜜梨种植适宜性进行分析与区划研究,选择3个气候因子,分别为≥10℃活动积温、年降雨量和年日照时数,选择2个地形因子,分别为海拔高度和坡度。首先利用分布式模型,对所有气候因子进行空间分布的精细化模拟。其次,利用层次分析法确定各个因子的权重,利用加权求和法建立蜜梨种植适宜性区划评估模型。最后,结合各因子适宜度等级的量化指标,得到蜜梨适宜性综合评价得分的精细化空间分布。【结果】根据余杭地区蜜梨种植适宜性综合评分,将种植区划分为适宜、较适宜和不适宜3种。余杭区蜜梨种植较适宜区在各个乡镇都有分布,适宜区主要分布在余杭西部地区,不适宜区较少,主要分布在百丈镇、鸬鸟镇、黄湖镇等地区的地形背阴地带。【结论】通过适宜性分析评价,为余杭区蜜梨种植提供了地理位置选择参考。     

珍稀濒危植物伯乐树的潜在适生区预测

【目的】揭示伯乐树 Bretschneidera sinensis 地理分布格局,预测其潜在适生区,探讨环境和气候因子对其地理分布格局的影响.【方法】基于1950—2000年期间及21世纪70年代的19个气候因子数据以及中国13个省区、110个有记录的地理分布点,利用最大熵算法模型（Maxent）,结合地理软件DIVA-GIS和ARCGIS,预测伯乐树的潜在适生区.结合野外调查和标本数据,以海拔图层和植被覆盖图层为底图绘制该种地理分布.【结果和结论】伯乐树潜在适生区位于华南地区,最适分布区位于南岭地区以及罗霄山和幕阜山.该种常见于海拔500~2 000 m的山地常绿阔叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林,适宜气候条件为最暖季度平均雨量500~2 750 mm,昼夜温差7.8~9.8 ℃.随着全球气候变化,该种潜在适生区北移,最适分布区面积减少.基于此,还分析了主导环境和气候因子对该种地理分布格局的影响,并对其保护策略提出了建议.     

基于MaxEnt模型的美味猕猴桃在中国气候适宜性分析

【目的】明确美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)在中国的气候适宜性,为品种合理布局提供理论参考。【方法】应用21个与温度和降水相关的气候数据和275条美味猕猴桃地理分布记录,采用MaxEnt生态位模型预测美味猕猴桃在中国潜在适宜分布,运用ROC曲线对模拟准确性进行验证,利用刀切法及相关分析筛选主导气候因子并分析其与存在概率之间关系。【结果】MaxEnt模拟准确性极好,10次重复的AUC平均值为0.961;美味猕猴桃在中国的适生区为N22°～38°,E96°～122°,总面积336.79×10~4 km~2,显著高于美味猕猴桃的实际种植面积;高适生区位于秦岭—巴山一线、四川盆地东部、云贵高原东部、武陵山—巫山和武夷山脉;11月平均温度、最冷季度平均温度、12月最高温度、4月最高温度、2月平均温度和温度季节性变化标准差为限制美味猕猴桃地理分布的关键因子。【结论】研究结果可为美味猕猴桃种植区划提供理论参考。     

基于MaxEnt模型的内蒙古自治区樟子松潜在分布研究

【目的】优化樟子松已有种植区的布局以及科学推广引种其适宜种植范围。【方法】采用环境因子和地理分布数据,结合ArcGIS与MaxEnt模型,分析影响樟子松分布的主导环境因子以及预测其潜在地理分布。【结果】(1) MaxEnt模型在樟子松潜在生境模拟中,AUC=0.821,有较好精度。(2)最潮湿月份的降水量(BIO13)、等温性(BIO3)和最潮湿季节的平均温度(BIO8)和最干燥季节的平均温度(BIO9)为影响樟子松分布的主导环境因子。(3)研究区樟子松适生区总面积为86.997 8万km²,其中高适生区面积为30.811 7万km²,占内蒙古总面积的25.76%,主要集中在呼伦贝尔、兴安盟、锡林郭勒盟、赤峰和呼和浩特等地区。【结论】东北地区樟子松潜在分布范围最广,且气候因子是樟子松分布的主要影响因子,该研究结果可为各地区加强樟子松防风固沙林建设提供依据。     

淮河流域小麦-水稻种植制度的气候适宜性

 【目的】定量研究淮河流域小麦-水稻种植制度对气候变化的响应,揭示种植制度适宜性的变化规律,明确种植制度适宜区的变动趋势,为因地制宜地制定科学可靠的种植制度提供依据。【方法】运用生态适宜度理论和模糊数学的方法,建立作物适宜度函数,同时结合空间插值的方法研究淮河流域麦-稻制的温度、降水、日照和气候适宜度。【结果】小麦-水稻种植制度的气候适宜度呈下降趋势;其中,温度适宜度呈上升趋势,降水适宜度和日照适宜度呈递减趋势。淮河流域麦-稻制气候适宜度的空间分布由东南沿海向西部山地递减,西南山区适宜度低于平原地区。在未来气候变化情景下,淮河流域麦-稻制的气候适宜度有所升高,但空间格局变化不大。【结论】淮河流域麦-稻制气候适宜度对近几十年来的气候变暖有明显的响应。     

气候变暖背景下中国南方水稻生长季可利用率变化趋势

【目的】研究1951—2010年中国南方主要熟制水稻生长季可利用率的空间分布特征及演变趋势,为南方稻作区种植制度调整提供理论参考。【方法】基于前人种植制度区划方法将南方稻作区分为16个水稻种植亚区,假设不同稻作制的作物品种搭配不变,采用水稻生育期气象生态模拟方法,利用水稻潜在生长季长度与理论生长季长度的比值,评价气候变化背景下研究区域各亚区水稻生长季可利用率的分布特征及演变趋势。【结果】利用ArcGIS对1951—2010年水稻潜在生长季长度的地理分布函数进行运算,获取了南方稻作区80%保证率水稻潜在生长季长度的10 km×10 km的空间分布数据;数据结果表明,气候变化背景下南方稻作区水稻潜在生长季长度呈先增后减的变化趋势,单季稻种植区水稻潜在生长季长度增幅大于双季稻种植区;研究区不同熟制水稻的理论生长季呈缩短趋势,单季稻种植区缩短天数大于双季稻种植区;水稻潜在生长季的延长和水稻理论生长季的缩短造成了水稻生长季可利用率呈增加趋势。【结论】气候变暖背景下中国南方主要熟制水稻生长季可利用率呈增加趋势,合理安排熟制、提高复种指数是气候变化背景下提高水稻生长季利用率的主要措施。     

早稻抽穗开花至成熟期气候适宜度对气候变暖与提前移栽的响应

【目的】研究1961年以来南方早稻移栽至成熟期温度变化情况,结合早稻不同移栽期,定量分析气候变暖和提前移栽对早稻抽穗开花至乳熟成熟期温度适宜度的影响和高温日数的时空变化规律。【方法】将南方早稻种植区划分为海南(区域1)、华南(区域2)、广西北部(区域3)、江南(区域4)4个区域,以候为研究尺度,计算1961—2015年4个区域早稻正常移栽、提前1候和2候移栽3种情况下的抽穗开花至乳熟成熟期的温度适宜度和高温日数,建立抽穗开花至乳熟成熟期温度适宜度评价指标,以此分析南方早稻关键生育期适宜度对气候变暖与提前移栽的响应。【结果】(1)移栽至成熟期不同区域平均温度均呈现缓慢升高的态势,倾向率在0.097℃·(10a)-1至0.192℃·(10a)-1之间;20世纪90年代为早稻抽穗至成熟期高温日数最少的年代,21世纪为最多的年代。(2)空间上来说,不同年代区域3温度适宜度最高,区域4最低;20世纪90年代温度适宜度高值区分布大于其他年代。(3)区域2、4提前移栽有利于提高早稻关键生育期的温度适宜度,同时减少高温日数;区域1中提前移栽导致高温日数增多;区域3提前移栽温度适宜度降低,但高温日数增多。(4)代表站广东梅县早稻关键生育期温度适宜度呈现"下降-升高-再下降"的特点,进入2000年后降幅明显;高温日数则呈现上升的特点;同时表明提前移栽能够提高适宜度,减少高温日数。【结论】气候变暖的背景下,华南和江南地区提前移栽有利于提高早稻抽穗开花至乳熟成熟期温度适宜度,同时降低高温日数,有效避开高温热害对早稻的影响。     

我国水稻的肥料贡献率时空变化及影响因素

【目的】从全国尺度上解析近30年（1988—2017）水稻产量的肥料贡献率变化及其影响因素，为水稻可持续生产和肥料的科学施用提供理论依据。【方法】基于全国稻作区耕地质量监测数据（338个点位），分析不同稻作模式、种植区域、气候条件和土壤质地的水稻肥料贡献率年际变化，并结合随机森林模型探讨各因素对水稻肥料贡献率变化的相对贡献。【结果】在施肥区和不施肥区水稻品种和栽培技术相同的条件下，近30年全国水稻的肥料贡献率整体呈现前20年逐渐升高，近10年趋于平稳的特征，总体变化幅度为41.20%—51.89%，但不同稻作模式存在差异，单季稻、双季稻和水稻-其他作物轮作的水稻肥料贡献率分别为38.58%—55.49%、41.96%—51.05%和42.34%—53.43%。不同区域的水稻肥料贡献率在近30年的平均值表现出西南（55.82%）>长江中游（46.73%）>华北（46.27%）>东北（45.90%）>华南（45.83%）>长江下游（44.25%）。结合施肥年限和水稻肥料贡献率的拟合方程发现，东北、华北、西南、长江中游、长江下游和华南的水稻肥料贡献率达到稳定的施...     

优质稻“玉美占”的选育与高产栽培技术

【目的】选育出优质、高产的水稻新品种,提高广西优质稻的产量和品质。【方法】利用从广东引进的优质稻“丰美占”分离植株经3年5代系统选育而成。【结果】优质稻新品种“玉美占”具有高产、稳产、米质优、分蘖力强、适应性广等特点,生育期早造128 d左右,晚造110 d左右, 2012年6月通过广西农作物品种审定委员会审定。【结论】“玉美占”是具有较好发展前景的优质稻新品种,适宜在桂南、桂中和气候相似的华南双季稻作区早晚造种植。     

中国稻田土壤有机质时空变化及其驱动因素

【目的】评价中国稻田土壤有机质时空变化特征,为提高耕地质量,应对种植结构调整及气候变化等提供支撑。【方法】基于1988—2017年开展的338个国家级定位监测点,分析稻田耕层土壤有机质含量变化特征、驱动因素以及对土壤容重影响。【结果】近30年全国稻田耕层土壤有机质平均提高了3.49 g·kg^-1,年均增速0.09—0.12 g·kg^-1。稻田耕层土壤有机质含量年均增速高低依次为东北、长江下游、长江中游、华南和西南。目前,全国稻田耕层土壤有机质平均含量32.4 g·kg^-1,从高到低依次为长江中游、华南、东北、西南和长江下游。气候、土壤类型、氮肥投入以及种植制度等对土壤有机质产生影响。西南稻区和高纬度的东北稻区,稻田土壤有机质含量与年均气温显著负相关（P<0.05）,东部地区和低纬度的地区稻田土壤有机质含量与年均气温显著正相关（P<0.05）。潜育型水稻土有机质平均含量显著高于其他类型水稻土。合适的氮肥投入量（200—300 kgN·hm^-2·a^-1）有利于土壤有机质累积。土壤容重及耕层深度与土壤有机质存在显著响应关系（P<0.01）。【结论】我国稻田耕层土壤有机质含量整体呈上升趋势,年均增速呈现从南到北依次增加的趋势。年均气温和降水量,土壤类型,氮肥用量和种植制度等管理措施是区域土壤有机质含量分异的主要驱动因子。     

全球气候变暖对中国种植制度的可能影响Ⅹ.气候变化对东北三省春玉米气候适宜性的影响

【目的】研究气候变化背景下中国东北三省春玉米气候适宜性的变化特征,为东北地区春玉米种植的合理布局提供科学依据。【方法】本文以1981年为时间节点,把1961-2010年分为两个时间段,基于东北三省74个气象站点1961-2010年的观测资料,根据农业气象学指标,在分析1981-2010年较1961-1980年东北三省春玉米可能种植北界变化的基础上,利用APSIM-Maize模型模拟春玉米可能种植区域内各气象站点逐年的雨养产量,结合统计学方法,分析春玉米雨养产量高产性和稳产性的变化特征,并综合得到气候变化背景下中国东北三省春玉米的气候适宜区分布的变化特征。【结果】（1）与1961-1980年相比,1981-2010年春玉米的可能种植北界向北移动了158.3-285.8 km,春玉米可能种植面积增加了3.87×104 km2,占东北三省土地面积的4.91%。（2）1981-2010年,东北三省春玉米雨养产量的最高产区、高产区和次高产区面积占可能种植面积比例由81.14%增加为86.66%,其中最高产区和高产区面积比例由36.61%减少为34.82%,而次高产区则由44.53%增加到51.85%,低产区面积占研究区域面积的比例由18.86%减少为13.34%。研究区域内雨养产量的单产减少40 kg•hm-2,但由于春玉米可能种植区域总面积的扩大,特别是高产区和次高产区面积的增加,研究区域内雨养产量的总产增加了7.0%。（3）东北三省春玉米雨养产量的最稳产区、稳产区和次稳产区面积占可能种植面积的比例由80.20%增加为89.28%,且最稳产区和稳产区面积比例由40.97%增加为49.97%,而低稳产区面积占研究区域面积的比例由19.80%减少为10.72%。（4）东北三省春玉米气候适宜区和次适宜区面积占可能种植面积的比例由61.09%增加为83.00%,但最适宜区面积比例由18.83%减少为6.67%,可种植区面积占研究区域面积的比例由20.08%减少为10.33%。研究区域内春玉米可稳定获得的雨养产量的单产总体下降了171 kg•hm-2,但由于春玉米可能种植区域总面积的增加,特别是适宜区和次适宜区面积的增加,研究区域内可稳定获得的雨养产量的总产增加了2.6%。【结论】全球气候变暖背景下,东北三省春玉米种植北界明显向北向西移动,春玉米的可能种植面积增加;在春玉米可能种植区域内,如果不考虑品种和栽培管理措施的适应,雨养产量的最高产区面积所占比例缩小,春玉米雨养产量的单产下降,但由于可能种植面积的增加,东北三省春玉米雨养产量的总产增加;春玉米雨养产量的稳定性增加,其中最稳产区和稳产区面积占研究区域面积的比例增加;在春玉米可能种植的区域内,春玉米的气候最适宜区面积减少明显,研究区域内春玉米可稳定获得的雨养产量的单产下降,但由于春玉米可能种植面积的增加,特别是适宜区和次适宜区面积的增加,可稳定获得的雨养产量的总产增加。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅸ.长江中下游地区单双季稻高低温灾害风险及其产量影响

【目的】以1981年为界,将20世纪50年代至2010年划分为两个时段,对比分析1951—1980年和1981—2010年长江中下游地区双季稻安全种植界限及敏感区域面积变化,定量评估长江中下游地区双季稻安全种植敏感区域内单季稻和双季稻生长季内高温灾害和低温灾害发生风险及高低温灾害对水稻产量的影响程度。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指标,分析了1981—2010年双季稻安全种植界限变化敏感区域,并基于水稻高温灾害和低温灾害指标,采用Oryza2000对敏感区域内单季稻和双季稻的高低温灾害风险及其对产量的影响进行了定量化评估。【结果】与1951—1980年相比,1981—2010年长江中下游地区双季稻安全种植区增加了11.5万 km2;1981—2010年,双季早稻、晚稻和单季稻发生频率最大的高低温灾害分别为秧田期低温、灌浆—成熟低温以及孕穗—抽穗高温,而对双季早稻、晚稻和单季稻产量影响最大的灾害分别是秧田期低温、孕穗—抽穗低温和灌浆—成熟高温;双季早稻、晚稻和单季稻在不同生育阶段的高温灾害次数大多呈增加趋势,而低温灾害次数大多呈减少趋势。【结论】在全球气候变暖背景下,长江中下游地区双季稻安全种植区域发生了明显变化,敏感区域内单双季稻的高低温灾害风险及其对产量的影响均存在明显差异。