辽宁省粮食作物水分生产率时空差异研究

辽宁省是我国重要的商品粮主产区之一,但水资源严重短缺。分析粮食作物的水分生产率,可以为提高农业用水效率、缓解水资源压力提供依据。该文在计算辽宁省14个地级市2000—2012年主要粮食作物水分生产率的基础上,分析了其时间变化特征,并利用空间自相关分析法探讨了不同降水年型(丰、平、枯)的空间集聚特征。结果表明,研究时段内各地级市粮食作物水分生产率呈波动上升趋势,全省粮食作物的综合水分生产率由0.77kg/m~3上升到1.57kg/m~3,并在空间上存在差异和集聚现象。辽宁省北部及沿海地带的多年平均综合水分生产率较高,而中部地区较小。铁岭的综合水分生产率最高,达1.79kg/m~3;本溪的最低,仅为1.18kg/m~3。在枯水年(2006年),综合水分生产率在西部4市(朝阳、阜新、葫芦岛和锦州)存在一个低值聚集区。与此相反,在丰水年(2012年)西部地区呈现高值聚集区,而东部的丹东和中部的辽阳、营口出现低值聚集区。在平水年(2007年)集聚现象不显著。     

河南省生态用水的空间分异特征研究

收集河南省各县市的气象资料与土地利用、工农业生产等统计数据,利用Penman模型与河南省用水定额等方法计算出各县市的生态用水各项分量,利用GI S 等工具分析其空间变异特征。结果表明,河南省生态用水平均为82488．08×104 m3,但变异系数较大,用水量较大的地区主要集中在南部、西部山区;生态用水密度平均为59．10×104 m3/km2,其变异系数较小;生态用水量主要由生态环境需水量与水体蓄水量组成,与土地利用方式、气候条件、植被状况、国土面积等因素有关;排序分析表明,河南省生态用水大致可以分为用水量大但密度较小、用水量小但密度较大、用水量与密度均小3个区域。     

黑龙江省土壤和芦苇系统中阴阳离子空间变异

采用离子色谱分析和原子分光光度计的方法,测出黑龙江省5个样点6~10月土壤和芦苇(Phragmites communis)中的Cl-、NO-3、SO2-4、K+、Na+、Mg2+、Ca2+含量,初步分析黑龙江省芦苇-土壤系统中Cl-、NO-3、SO2-4、K+、Na+、Mg2+、Ca2+空间变异规律。结果表明,芦苇中阴阳离子含量普遍高于土壤。土壤中Cl-、K+和Na+的空间分布具有相似性,都表现为大庆离子含量显著高于其他样点。Mg2+和Ca2+空间分布也具有相似性,均表现为牡丹江含量相对较高,同江和大庆含量相对较低。芦苇中阴阳离子在同江含量最低,可能与气候条件有关。     

河南省气候生产力时空分布及粮食产量预测

利用河南省59a的气象资料,采用Thornthwaite Memoriai模型计算了河南省的气候生产力,用线性回归、M-K突变检验和Kriging空间插值法分析了河南省气候生产力的时空变化特征;最后用灰色预测方法对河南省未来12a的粮食潜力进行预测.研究表明:59a年来河南省气候生产力呈上升趋势,1955年为气候生产力的突变年份;河南省气候生产力空间分布由东南向西北逐渐减少,豫南的气候生产力增速最快,稳定性最大;气候变暖对干河南农业生产是有利的,河南省粮食单产量仍有40%-45%的生产潜力,未来12a粮食产量呈增长的趋势,到2020年粮食总产量可达8740.8082×10<'4>t.     

东北地区主要作物生长季降水量的时空变化特征研究

[目的]了解降水资源变化特征,为农业灌溉措施的制定提供理论依据。[方法]以东北三省（黑龙江、吉林和辽宁）177个站1971~2008年主要作物生育期（4~9月）的降水为资料,运用小网格插值和气候倾向率方法,分析了生长季降水年际变化和空间分布特征。[结果]东北地区生长季降水量总体上呈减少趋势（降水倾向率为-8.6 mm/10a）,1971~1980年是少雨期,1981~1990年是相对多雨期,1991~2008年降水呈明显减少趋势。但这种减少趋势在空间分布上表现并不一致,总体表现在降水量相对少的地区稍有增加趋势,而降水量相对大的地区则呈现明显的减少趋势。[结论]由于生长季降水量减少趋势明显的地区为东北的主要产粮带,因此,由此引发的粮食生产安全问题应引起足够的重视。     

黑龙江省空中水资源的时空分布特征

应用黑龙江省80个气象台站1960～2007年的逐日气象资料,分析了黑龙江省整层大气可降水量和自然降水效率的时空分布特征。结果表明,黑龙江省大气可降水量分布区域差异较大,总体上呈现由南向北递减的分布趋势;自然降水率分布存在明显的差异,大兴安岭北部、小兴安岭山脉及其南端年平均降水效率相对较高,大庆、齐齐哈尔南部、绥化南部较小;全省年大气可降水量存在不规则波动,年际变化不大;年大气可降水量主要集中在夏秋两季,占全年的78.2%;大气可降水量的月际变化呈单峰结构,全年的整层大气可降水量主要集中在5～10月,占全年的84.2%。     

东北地区主要作物生长季降水量的时空变化特征研究

[目的]了解降水资源变化特征,为农业灌溉措施的制定提供理论指导。[方法]以东北三省（黑龙江、吉林、辽宁）177个站1971～2008年主要作物生育期（4～9月）的降水为研究资料,运用小网格插值和气候倾向率方法,分析了生长季降水年际变化和空间分布的特征。[结果]东北地区生长季降水量总体上呈减少趋势（降水倾向率为-8.6mm/10a）,1971～1980年是少雨期,1981～1990年是相对多雨期,1991～2008年降水呈明显减少趋势。但这种减少趋势在空间分布上表现并不一致,总体表现在降水量相对少的地区稍有增加趋势,而降水量相对大的地区则呈现明显的减少趋势。[结论]由于生长季降水量减少趋势明显的地区为东北的主要产粮带,因此,由此引发的粮食生产安全问题应引起足够的重视。     

1951～2007年东北地区有效积温时空变化特征

利用1951~2007年东北3省86个站点最高气温和最低气温数据,通过arcgis和SPSS软件分析了东北地区近57年来〉10℃的有效积温的时空变化。结果表明,东北3省有效积温在时间上呈显著递增趋势,其中吉林（P=0.024）、黑龙江（P=0.003）和辽宁（P〈0.001）递增趋势依次增强;阐明了东北区域农业气候资源的发展变化,探讨气候变化下,东北区域农业发展存在的问题,增温导致有效积温增加,同时有可能加剧区域性干旱,加快作物的生长和成熟,从而导致作物产量减少和品质下降。     

伊春地区森林火灾时空分布格局

根据黑龙江省伊春地区1970-2010年的森林火灾统计数据,利用地理信息系统、EXCEL、SPSS17.0等工具,对伊春地区森林火灾发生的时间和空间规律进行了研究.结果显示:伊春地区森林火灾的发生分为1970-1978年的高发期和1980-2010年平稳期两个阶段,总体呈减少的趋势,主要火灾类型为一般森林火灾和较大森林...     

黑龙江省植被净第一性生产力动态分析

利用气象数据,采用Thornthwaite模型计算了黑龙江省1972、1988、2004年3个时期的植被净第一性生产力(NP,P),利用地理信息系统空间插值的方法获得了黑龙江省3个时期的NP,P空间分布,并进一步对其动态变化及空间分布情况进行了分析.结果表明,黑龙江省中东部和南部气候湿润地区NP,P值明显高于其它地区,这与年平均气温和年降水量的变化趋势一致.根据动态对比得出,30多年来,黑龙江省的NP,P值总体上呈现明显的逐年下降趋势,地区变化明显.如:西南部的齐齐哈尔、泰来、富裕等降水量稀少的地区,NP,P一直在降低;西北部地区NP,P也在下降,但近年有小幅回升.通过研究表明:NP,P与年降水量之间呈单调递增的显著线性关系,与年平均气温之间相关显著.     

中国稻田土壤基础地力的时空演变特征

【目的】探明1988年以来中国粮食主产区稻田土壤基础地力的差异与时空演变特征,为地力提升和实现水稻的稳产高产提供科学的施肥依据。【方法】结合水稻土实际情况,并参考生产力模型、土壤质量系数模型等修正得出土壤生产力指数模型（PI）和土壤基础地力指数模型（BPI）的计算公式并验证,同时以全国水稻土监测数据资料为基础,将统计所得的各肥力指标和权重因子采用数值归一化处理,运用土壤生产力指数模型和土壤基础地力指数模型方法综合分析;并进一步与产量和基础地力贡献率相结合验证,从而定量地分析出中国粮食主产区间稻田土壤基础地力的高低差异和时空演变特征。【结果】1988-2012年间,长江中下游、东北、西南以及华南4个区域稻田土壤基础地力BPI值（P＜0.05）与土壤生产力PI值（P＜0.01）均呈显著上升趋势。其中,长江中下游区的BPI值增幅最大,从0.031上升至0.108,增幅为248.4%,其次为华南区,从0.127上升至0.289,增幅为128.0%,东北区的BPI值到2012年为止,增幅为71.7%,西南区BPI值从0.028上升至0.046,增幅为65.8%;而长江中下游区、东北区、西南区和华南区土壤生产力水平（PI值）平均每年分别升高0.0015、0.0042、0.0022和0.0113。各大区稻田土壤基础地力（BPI值）与相对应的施肥区产量之间存在显著正相关关系（P＜0.05）,即各施肥区水稻产量随着稻田土壤基础地力的提升而呈增加趋势,即土壤基础地力的提升可以实现土壤生产力的提高。25年来4大区稻田土壤基础地力水平（BSPI值）以长江中下游区为最高,华南区土壤基础地力最低,而西南区略高于华南区,但二者差异较小;而最近10年（2003-2012年）间,长江中下游区的BSPI值也明显高于其他3区,西南区土壤基础地力水平最低,东北区与华南区无明显差异;并且区域间BSPI值的变化趋势与土壤基础地力产量的变化趋势相吻合。【结论】近25年来中国粮食主产区稻田土壤基础地力总体上呈上升趋势,稻田土壤基础地力和稻田土壤生产力均随时间不断提升,长江中下游、东北、西南和华南4区稻田土壤基础地力BPI值与相对应的施肥区产量均呈显著正相关关系,土壤基础地力的提升还可以实现土壤生产力的提高。提出了全国尺度上土壤基础地力的评价方法和指标。近10年来（2003-2012年）农民习惯性耕作施肥管理水平下,各区域土壤基础地力的高低顺序为：长江中下游区＞东北区≥华南区＞西南区;而在全国尺度上,稻田BSPI值越高,无肥区产量也越高,基础地力贡献率也越高;反之,基础地力越低,水稻产量也就越低,基础地力贡献率也越低。     

东北地区冻土的时空变化特征

本文收集并整理了东北地区143个气象站有冻土观测记录以来的冻土数据资料,分析了东北地区冻土深度的时空变化及其分布特征。结果表明,东北地区冻土深度表现为随纬度升高而递增,即纬度越高冻土越深。从各年代100 cm和150 cm冻深线来看,冻土呈明显变浅趋势,且越高纬冻土退化越为严重。在气候变暖的情况下,20世纪70年出现极端最大冻土深度的气象站最多,90年代没有气象站出现极端最大冻土,21世纪00年代、10年代仍有极端最大冻结深度出现,且10年代较00年代出现的站点偏多,说明即使气候变暖但是极端情况仍然出现,且可能有愈加严重趋势。平均气温与最大冻土深度变化存在明显的负相关,即随着气候变暖,冻土期缩短、冻土初日推迟、翌年冻土消融日提前的现象。东北地区除黑龙江最北端为多年冻土区外,其余地区均为季节性冻土区。     

黑龙江省极端温度时空演变特征分析

根据黑龙江省气象局整编的81个测站1961-2003年的逐日气象资料,将全省分成4个气候区的基础上,对黑龙江省最高、最低气温的时空演变规律及极端温度事件发生频率进行分析.结果表明:近43a来在全省最高气温和最低气温总体表现呈上升趋势,最低气温升温比最高气温升温显著,最低气温的升高时间早于最高气温的升高时间;各个气候区的气温变化趋势差异较小,但在空间分布上,各地区的增温幅度不尽相同;黑龙江省极端温度事件发生的频率变化趋势显著,其中极端低温事件在下降,而极端高温事件在上升.     

河南省植被覆盖度的时空变化特征

利用1990年和2000年两期河南省TM遥感影像数据,通过对数据进行大气校正、辐射校正、图像镶嵌、图像分割等数据预处理工作,然后计算出每期影像的NDVI(归一化植被指数),利用像元二分模型把植被指数转换为植被覆盖度,并对这两个时期的植被覆盖度进行对比分析。结果表明,从植被覆盖度的时间变化上看,10年间极低与低植被覆盖度类型的面积减少,但是中、中高和高植被覆盖度类型的面积明显增加,这说明河南省的植被覆盖总体上是好转的;从植被覆盖度的空间变化上看,豫北濮阳、鹤壁,豫东商丘,豫南驻马店等区域植被覆盖度增长明显,而豫西平顶山、三门峡及商丘南部植被覆盖度减少变化明显。     

黑龙江省宾县农作物格局时空变化特征分析

【目的】农作物时空格局特征分析是微观层面农户农作物选择影响机制研究的基础。通过分析宾县乡镇尺度农作物格局的时空变化特征,为农作物种植结构变化机理机制研究提供依据。【方法】基于黑龙江省宾县1996—2010年乡镇级统计数据,运用数理统计和GIS空间分析等方法,分析宾县过去15年玉米、大豆、水稻3种主要粮食作物和经济作物播种面积数量变化及空间变化特征。【结果】1996—2010年宾县农作物总播种面积增加22.86%,主要是由粮食作物播种面积变化引起。粮食作物播种面积增加32.80%,经济作物减少52.84%,粮经比从88﹕12调整到96﹕4。玉米种植面积大幅增加73.82%,种植比例不断提高,大豆种植面积减少1.05%,水稻种植面积减少29.78%。主要粮食作物空间变化呈现较强的规律性,即玉米种植在全县范围内分布较均衡,大豆种植中心向东南部集中,水稻种植集中到宾县北部和西部地区。【结论】过去15年宾县农作物格局时空变化明显,分析掌握其变化特征,有助于进一步探究其变化的原因,为科学调整县域农作物种植结构、提升农业综合生产能力提供科学依据。     

黑龙江省冰雹灾害时空特征分析

为了了解黑龙江省冰雹灾害的历史特征,基于灰色理论和气象灾害普查资料对黑龙江省冰雹灾害的时空分布特征进行分析。结果表明:黑龙江省冰雹灾害主要发生在5～9月份,4月和10月发生较少,以5～6月最多,7、9月次之。冰雹频次随着时间推移有缓慢减少的趋势,冰雹导致的农作物受灾面积和可比经济损失在20世纪90年代前期以前较多,中期减少,后期略有增加。黑龙江省冰雹灾害划分为重雹灾区、中雹灾区、轻雹灾区和微雹灾区。重雹灾区包括佳木斯市、绥化市、鸡西市、黑河市、鹤岗市、哈尔滨市和齐齐哈尔市;轻雹灾区和微雹灾区位于黑龙江省北部的伊春市和大兴安岭地区。重灾区是黑龙江省粮食主产区、经济发达、文化繁荣、人口密集,气象灾害的承载体极其脆弱;轻灾区以林业为主,农业种植面积非常小,而且人口密度相对稀疏,因此冰雹灾害影响较轻。     

中国东北粮食安全评价及政策模拟

系统评价东北地区粮食生产能力,阐释其作为粮食主产区对国家粮食安全的保障能力。通过对粮食供给、结构以及耕地压力的研究,得出结论东北地区保障国家粮食安全能力增强且增产潜力较大,但基于消费结构视角,粮食种植结构面临调整压力;近25年来最小人均耕地面积与耕地压力指数均下降1/2,现有单产水平下的耕地资源能够对国家粮食安全提供有效保障。此外,基于粮食生产能力评价角度选取相应情景,应用系统动力学模型模拟2010-2030年粮食产出状况,根据模拟结果,提出粮食总量安全与结构安全的相关建议。     

黑龙江呼玛县森林火灾时空分布特征1）

根据黑龙江省呼玛县1992—2011年的森林火灾统计数据,利用ArcGIS10．2等工具,对呼玛县森林火灾发生的时间和空间分布规律以及火源类型进行了研究。结果显示：时间分布上,该地区森林火灾发生分为1992—1999年、2000—2005年、2006—2011年3个阶段,2002—2005年为火灾高发期,过火面积达303992 hm2,占总过火面积的97．6％,主要是由于烧防火线引起的;1 a内火灾集中发生在3—6月份和8—10月份,分别占全年火灾发生的67％和33％,以3月份和10月份最为严重;空间分布上,火灾多集中在北疆乡和三卡乡,共发生火灾29起,占总火灾次数的60．42％;在火源方面,67％的火灾是由人为所引起的,通对公路缓冲区分析,发现有39．58％的火灾发生在公路两侧2000 m的范围内,说明林火的分布与公路联系密切。     

甘肃省粮食作物时空格局变化特征分析

以甘肃省14个市（州）粮食生产区域为单元尺度,对甘肃省三大类粮食作物小麦、玉米、马铃薯的时空格局变化特征进行分析,揭示区域内部粮食生产变化的异质性。结果表明,甘肃省粮食生产的地域性差异较大。粮食主产区呈现由西向东、由灌溉区向旱作区转移的态势。小麦播种面积直线递减,粮、经兼用的玉米、马铃薯播种面积上升。甘肃省粮食生产品种类型及区域结构变换更替明显,种植业比较收益高低是决定更替变换的主因。     

Analysis on Temporal and Spatial Variation Characteristics of Potential Evapotranspiration in Guizhou Province

[目的]分析贵州省潜在蒸散发量时空变异特征。[方法]根据贵州省1960-2007年19个气象观测站观察资料,应用优化的Penman-Monteith公式及SEBAL净辐射模型公式计算各站参考作物蒸发蒸腾量ET0,并借助Arcgis9.3空间差值法、气候倾向率统计方法、K-M检验、小波分析等分析了各监测站内气象因子与ET0的相关性区域分异及时空变化特征。[结果]潜在蒸散发与气象因子的相关性在贵州省内呈现区域分异,潜在蒸散发与气象因子的相关性与气象因子的年内变化量没有直接联系;潜在蒸散发量的变化存在3个周期,分别为1、5和10年,存在3个突变点,分别为1965、1984和1999年,主要受到气温、降雨及太阳辐射的影响。[结论]对现有水资源情况下灌溉发展模式,农业结构调整,生态建设方面起到现实指导意义。