黄淮海平原耕地变化及对粮食生产格局变化的影响

研究区域耕地资源时空变化特征及其对粮食生产格局变化的影响是保障区域粮食安全的重要基础。该研究采用耕地变化强度模型、分异指数模型、粮食生产空间转移模型等方法,分析黄淮海平原2000－2008年间耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产格局变化的影响。结果表明,2000－2008年黄淮海平原耕地数量净减少38.49万hm2,形成北京-保定-石家庄-邯郸-新乡-郑州和天津-沧州-济南-济宁-徐州-连云港2条耕地锐减廊道,造成粮播面积净损失46.45万hm2,而耕地质量降低则造成粮食产量净损失270.37万t。粮食播种面积和高等地的增加主导海河平原东、东南部和黄淮平原东、南部县域粮食生产能力增强,而粮食播种面积减少和低等地补充大量被占用的高、中等地则主导海河平原西、北部和黄淮平原东北、西北部县域粮食生产能力退化,为黄淮海平原粮食安全政策制定和土地利用规划提供重要依据。     

1961-2013年黄淮海平原降蒸差的时空变化特征

基于黄淮海平原41个气象站点1961-2013年逐日气象数据,利用Penman Monteith公式计算潜在蒸散量,采用降水量与潜在蒸散量差值即降蒸差表征区域水分盈亏状况,结合ArcGIS地统计分析、趋势分析及Morlet小波分析,探讨黄淮海平原各季降蒸差的时空变化特征。结果表明：黄淮海平原降蒸差呈南北差异分布,在-650～100mm区间变化,南部高于北部。夏季降蒸差最高,秋、冬季次之,春季水分亏缺最严重,多年平均亏缺量为210.61mm,远高于其它季节。站点季节降蒸差的年际变化总体呈上升趋势。各农业亚区蒸散量差异不大,降蒸差差异主要由降水导致,鲁西平原鲁中丘陵水浇地旱地二熟区（Ⅵ区）降蒸差最高,为-21.63mm,海河低平原缺水水浇地二熟兼旱地一熟区（Ⅲ区）最低,为-560.42mm。6个亚区春季水分亏缺量分别占区域年总亏缺量的56.4%、51.7%、40.6%、59.7%、59.3%和66.1%。周期分析表明,黄淮海平原Ⅰ-Ⅳ各农业亚区春季降蒸差变化主周期皆为28a,黄淮平原南阳盆地水浇地旱地二熟区和江淮平原丘陵麦稻两熟区（Ⅴ和Ⅵ区）为10a,未来一段时间春季降蒸差将处于偏低期。黄淮海平原水分亏缺量季节性差异较大,干旱发生风险较高,尤以春旱发生频率较高。     

基于MODIS和SEBAL模型的黄淮海平原冬小麦水分生产力研究

以2011年1月-2012年12月MODIS多时相遥感影像产品、气象数据和作物生育期为基础,借助SEBAL模型估算了黄淮海平原冬小麦实际蒸散量(ETa);通过MODIS NDVI光谱曲线特征与冬小麦单产数据的耦合,将县域尺度作物单产"降尺度"至基于像元的产量栅格图,实现冬小麦产量栅格化。在完成作物实际蒸散量模拟和产量栅格化的基础上,对黄淮海平原冬小麦水分生产力进行估算。结果表明,冬小麦水分生产力区域平均值为1.21kg·m~(-3),高值区主要位于北京、天津、山东北部和河北南部地区。在环渤海山东半岛滨海外向型二熟农渔区(一区)、海河低平原缺水水浇地二熟兼旱地一熟区(三区)和黄淮平原南阳盆地水浇地旱地二熟区(五区)冬小麦产量与水分生产力呈显著正相关,说明随着冬小麦产量的增加,其水分生产力增加;在燕山太行山山前平原水浇地二熟区(二区)冬小麦水分生产力与实际蒸散量呈极显著负相关(P0.01),与产量呈极显著正相关(P0.01),表明水分生产力将随着实际蒸散量的减少和产量的增加而增大,同时产量增加对水分生产力提高的贡献大于实际蒸散量的减少;在江淮平原丘陵麦稻两熟区(六区)冬小麦水分生产力与实际蒸散量呈显著负相关,与产量相关关系不明显,说明在黄淮海平原南部水分生产力的提高主要依靠实际蒸散量的减少。     

黄淮海平原粮食均衡增产潜力及空间分异

在当前区域发展和保障粮食安全的双向压力下,为了了解粮食主产区增产潜力、区域内部差异及空间分布特征,该文以土地利用现状数据为基础,通过空间均衡增产途径分析,初步研究了黄淮海平原均衡增产潜力及其空间分布;运用空间自相关分析方法结合GIS技术,分析了黄淮海平原增产潜力空间分布模式。结果表明:黄淮海平原粮食增产潜力达到3 304.57万t,空间上表现为南部平原区高于西北部平原区;黄淮海平原粮食增产潜力的空间分布存在正的空间自相关性,空间集聚类型主要为高高集聚型和低低集聚型;在增产潜力及增产潜力空间分布模式引导下,黄淮海平原土地整治类型区划可分为中低产田改造区,包含258个区县;农用地整理区包含24个区县;农村居民点整治区,包含20个区县;土地开发区,包含7个区县。通过均衡的思想,对进一步提高粮食主产区的产量,保护国家粮食安全有重要意义,同时可为因地制宜制定区域均衡增产方向和途径提供支撑。     

黄淮海平原农业综合开发的水文水资源条件及其开发对策

简要介绍了黄淮海平原５个典型区（北部海河平原低产区、南部黄淮平原中低产区、中部沿黄高产区、西部风沙区、东部沿海滩涂区）农业综合开发的水文水资源条件，分析了影响农业发展的主要障碍因素，提出了促进农业持续发展的水资源开发对策     

甘肃冰雹灾害对农业的影响及其防御对策研究

冰雹是甘肃农业的主要气象灾害之一，对农作物危害极大。本文在统计分析甘肃降雹区域及时空分布特征的基础上，针对降雹对农作物造成灾害的程度，提出了切合实际的防御冰雹灾害对策建议。     

黄淮海平原各农业亚区潜在蒸散量变化及其对气候要素的敏感性分析

潜在蒸散量是确定作物需水量的重要依据和基础,客观分析其时空变化及气候成因具有重要意义。本文以国家气象局整编的黄淮海平原40个站点近53a（1961-2013年）逐日气象资料,将黄淮海平原分为6个农业亚区,分别计算潜在蒸散量（ET0）及其对气候要素（气温、相对湿润度、太阳辐射和风速）的敏感系数,并分析其变化特征。结果表明：从各区年、季ET0的平均值看,黄淮海平原各亚区都是夏季ET0最高,秋季和冬季以鲁西平原鲁中丘陵水浇地旱地二熟区（Ⅳ区）最高。从各区年、季ET0变化倾向率看,6个农业亚区夏季ET0均呈显著递减趋势,其中南阳盆地水浇地旱地二熟区（Ⅴ区）减幅最大,而春季ET0表现为燕山太行山山前平原水浇地二熟区（Ⅱ区）和江淮平原丘陵麦稻两熟区（VI区）呈显著递增的变化趋势、冬季Ⅱ区ET0呈现显著递增的变化趋势;从各区年、季ET0敏感系数的平均值和变化倾向率看,春、秋、冬季和年ET0对相对湿度最敏感,夏季ET0对太阳辐射最敏感;ET0对太阳辐射和相对湿度分别呈正向和负向敏感,且敏感性在时间序列上呈减弱趋势;相对湿润度和风速在环渤海山东半岛滨海外向型二熟农渔区（Ⅰ区）、太阳辐射和气温在VI区形成高值区,说明ET0在黄淮海平原Ⅰ区对相对湿润度和风速、在VI区对太阳辐射和温度较敏感。     

基于提高农业综合生产力的区域土地整理时空配置研究

该文以山东省青州市为例，研究了基于提高农业综合生产力的区域土地整理时空配置指标体系、模型和方法。结果表明，青州市以提高农业综合生产力为目标的土地整理区主要位于丘陵区，整理面积655.14 km²，占可整理面积的48.37%，其中近期整理区主要分布于丘陵区西北部，中期整理区主要位于丘陵区东南部，均以耕地整理为主，远期整理区主要处于丘陵区西南部，耕地整理和未利用开发并重；非整理区主要分布于北部平原，为耕地，占51.63%。研究结果可为青州土地整理规划和实施提供科学依据。     

气候变化对农业水管理的影响及应对策略研究

气候变化导致全球年平均气温上升、降水模式变化、河流特性改变、极端气候事件频发等,显现出其对农业水资源和农业生产造成的影响,使全球尤其是干旱和半干旱地区可持续农业发展和现代农业水管理面临重大挑战。该文介绍气候变化下的极端气候事件发生,评价气候变化通过气温和降水的改变以及极端气候事件频度和程度加剧等各种方式对农业用水可利用量和水质以及作物需水造成的影响,阐述气候变化通过水要素对灌溉用水、可用耕地、作物产量带来的影响,综述气候变化对农业水管理的影响及应对策略,提出在气候变化对农业水管理的影响及应对策略研究上,应认真考虑气候变化对农业水管理影响的尺度效应和不确定性,从而有助于因地制宜地制定和合理选用农业水管理应对策略;应积极构建基于多模型集成模式的气候变化对农业水管理影响的综合评估方法,从而有利于改善综合预测评估结果的准确性和可靠性;应深入进行农业水管理应对策略的适应-减缓利弊权衡研究和协同效用分析,从而有效改进和提高应对策略的效用。建议国内应该加强对综合评估方法和效用分析的研究力度。     

气候变化对中国农业用水和粮食生产的影响

全球气候变暖作为一个不争的客观事实,不可避免地会对中国农业用水和粮食生产产生影响。该文分别采用Palmer干旱指数（PDSI）、单位灌溉面积用水量（GIQ）、单位面积粮食产量（PHGO）作为气候变化、农业用水和粮食生产具体度量指标,分析了中国1949－2005年PDSI、GIQ、PHGO年际变化特征及其相关关系,发现在1949－1983年PHGO和1949－1990年GIQ均与PDSI具有较好线性相关关系,表明气候变化在上述时间段对农业用水和粮食生产影响显著,人为因素（技术进步、政策机制、生产投入等）影响相对较小。依据相关关系对1949－2005年GIQ和PHGO进行预测发现,1991－2005年GIQ和1984－2005年PHGO预测值与实际值拟合程度较差,表明人为因素（技术进步、政策机制、生产投入等）在农业用水和粮食生产中已逐渐占据主导地位,对农业节水平均影响率达27%以上,对粮食增产平均影响率达40%以上。通过技术创新、政策机制保障和生产投入增加等人为因素控制,可在一定程度上缓解气候变化对中国农业用水和粮食生产带来的负面影响。     

黄淮海地区粮食生产中的农业水资源经济价值核算

水资源是粮食生产的重要物质条件,水资源经济价值核算是科学管理水资源、制定合理水价和形成灌区有序水市场的基础.目前国内尚无关于水资源经济价值统一而权威的核算方法,更不必说针对粮食生产中的农业水资源经济价值核算的研究.该文依据收益还原法基本原理,采用C-D生产函数理论构建了粮食生产中的农业水资源经济价值核算方法体系,并以黄淮海地区为例进行了实证分析.结果表明:黄淮海地区主要作物生产中,水稻生产的水资源纯收益最高,玉米次之,小麦最低;黄淮海地区农业水资源的平均经济价值为1.02 元/m3,各省(市)之间略有差别;当前,在实际的粮食生产过程中,农业水资源经济价值被严重低估.     

中国农业用水存在的问题及节水对策

水资源紧缺及社会工业化和城市化的发展导致中国农业水资源严重不足,与此同时,农业用水中的水浪费现象还普遍存在,因此,节水农业是解决中国缺水问题的唯一途径.该文分析了中国当前农业用水存在的主要问题,从农艺节水、抗旱品种选育以及农业用水管理创新等方面论述了目前国内外节水农业上的研究进展,并由此提出了中国进一步发展节水农业的战略性措施.     

海藻提取物在农业生产中的应用

从海藻及其提取物的基本分类和组成入手,对其加工工艺和过程以及在植物、动物生产中的应用等几个方面进行了综述,指出海藻及其提取物在农业生产中的应用具有很大的潜力和广阔的发展前景。     

中国农业用水存在的问题及节水对策

水资源紧缺及社会工业化和城市化的发展导致中国农业水资源严重不足，与此同时，农业用水中的水浪费现象还普遍存在，因此，节水农业是解决中国缺水问题的唯一途径。该文分析了中国当前农业用水存在的主要问题，从农艺节水、抗旱品种选育以及农业用水管理创新等方面论述了目前国内外节水农业上的研究进展，并由此提出了中国进一步发展节水农业的战略性措施。     

基于水足迹的中国农业用水效果评价

为兼顾灌溉用水效率和总量控制评估区域农业用水效率,结合水足迹与灌溉发展状况构建了农业用水效果评价指标（agricultural water use effect,AWE）,AWE越小农业用水效果越好。在核算2000-2014年间31个省区农作物水足迹的基础上,分析了中国AWE的时空格局及其与灌溉用水效率指标之间的关系。结果显示：中国年均农作物水足迹为1.097 2×1012 m3,蓝水、绿水足迹分别占13.1%和86.7%,且均随时间增加;单位耕地面积农作物水足迹及绿水比例均呈现由东南向西北递减,研究时段内灌溉效率稳步提升,而由于灌溉用水规模的扩大和蓝水足迹比例的增长,AWE由2003年的0.113增长到2014年的0.137,中国农业用水效果呈恶化趋势;AWE空间差异大,且在不同年份均表现为黄淮海平原和西部省区较大而东南沿海较小;经济发达地区农业用水效果有明显改善趋势,而粮食增产任务加大的黑龙江省AWE的增速最大;AWE与传统灌溉用水效率评价指标无空间一致性,灌溉效率和水分生产率高的北方农业主产区应注重农业生产用水效果的评估与提升。农业用水效果评价可为区域灌溉用水效率提升与总量控制的科学研究与决策实践依据。     

气候变化对华北粮食主产区水资源的影响及适应对策

气候变化已成为目前全球最为重要的环境问题之一,气候变化将通过加速水文循环进而对区域水资源产生重要影响。采用统计分析和数学模拟方法,分析了气候变化对中国华北粮食主产区水资源的可能影响。结果表明:过去50年黄河中下游地区和海河流域河川径流呈现显著性减少趋势,淮河流域及黄河上游河川径流为非显著性变化;其中,1980年以来海河流域实测径流量较前期减少超过50%。未来30~50年华北粮食主产区气温将持续上升,降水的不确定性更大,总体呈现弱增加趋势。受气温升高和降水变化影响,未来几十年水资源总体以略微偏少为主,但存在区域性增多的可能;在RCPP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下,区域水资源较基准期(1961—1990)分别变化-1.3%、1.0%和-2.3%。在空间分布上,黄河中游水资源可能略有增多,但淮河和海河流域水资源很可能进一步减少,华北粮食主产区水资源供需矛盾可能会因气候变化而更为突出。加强节水型社会建设、水利工程建设以及充分利用非传统水源是该地区未来适应气候变化的核心工作。     

洞庭湖区农业生产格局及措施 对农田害鼠种群数量的影响研究

研究洞庭湖区农业生产格局及措施对农田害鼠种群数量的影响结果表明 ,水稻田鼠密度高于棉花地 ,初冬稻茬地鼠密度高于油菜地 ,开春后油菜地鼠密度高于稻茬地 ;无酚棉田鼠密度高于有酚棉田 ,田埂硬化农田鼠密度显著低于未硬化田埂农田。早稻播种、双抢和晚稻收割等全局性农事活动可改变生境导致鼠迁移扩散而对农田害鼠种群数量变化产生一定影响 ,且因地区和鼠种而异 ,但受农田害鼠自身繁殖特性制约而对总鼠密度的影响呈不明显差异。