洛阳孟津冬小麦生产潜力长周期定量模拟与评价

以洛阳孟津地区气象数据库、土壤数据库、作物数据库和多年田间试验数据库为基础, 应用DSSAT作物生长模型估算了当地冬小麦光温生产潜力和光温水生产潜力, 并对节水潜力及途径进行了分析.结果表明, 洛阳孟津地区46年冬小麦光温生产潜力为7 571～10 965 kg·hm-2, 平均9 209 kg·hm-2, 此值可作为当地补灌区产量的上限参考值; 光温水生产潜力为3 957～7 450 kg·hm-2, 平均5 510 kg·hm-2, 仅占光温生产潜力的59.8%, 此值可作为雨养冬小麦产量的上限参考值.冬小麦生育期内平均降水量为226.29 mm, 不及需水量的一半, 平均水分亏缺量占生育期降水量比例高达72.5%, 平均水分满足率为66.4%, 生育期水分亏缺成为影响洛阳孟津地区旱作冬小麦生产发展的首要障碍.不同土壤类型及不同降雨年型冬小麦潜在水分利用效率变幅较大, 波动范围为12.06～22.94 kg·hm-2·mm-1, 46年均值为16.94 kg·hm-2·mm-1.近8年旱作冬小麦现实水分利用效率仅占潜在水分利用效率的58.5%, 平均光温水生产潜力开发度为60.5%.结果表明, 洛阳孟津地区冬小麦节水潜力较大, 采用合理的节水农业措施, 加强农田建设, 改善地力, 增强土壤储水蓄水能力, 高效利用降水资源, 提高水分利用效率是今后提高冬小麦产量的重要途径.     

黄土塬区作物生产潜力分析——以长武试区为例

研究一个地区的作物生产潜力可以发现提高产量的主要障碍因子 ,为合理进行农业生产规划提供依据。以长武试区冬小麦和春玉米为例 ,计算了黄土塬区光温潜力、气候潜力 ,并与实际产量进行比较。结果表明 ,该区光温潜力多年平均值冬小麦为 6 910 .5 kg/hm2 ,春玉米为 10 718.6 kg/hm2 ,年际变化不大 ;气候生产潜力多年平均值冬小麦为 6 190 .3kg/hm2 ,春玉米为 876 8.7kg/hm2 ,年际波动较大。 1986— 1990年 ,试区作物产量潜势实现率较低。1990— 1994年 ,小麦和玉米大田产量已经接近当地的气候生产潜力。今后的农业生产中应注意稳定化肥用量 ,使 N,P比更加合理 ,并大力推广地膜及秸杆覆盖技术 ,增施有机肥 ,加强田间管理等     

近30年中国玉米气候生产潜力时空变化特征

气候变化背景下中国玉米气候生产潜力变化趋势及其空间差异值得关注。在1981年-2010年日气象数据、玉米生育期数据和土壤数据基础上,该文采用GIS技术和AEZ模型结合的方法,模拟了30a平均中国玉米生产潜力和中国玉米生产潜力变化趋势。研究得出:近30a中国春玉米气候生产潜力变化趋势为每5a变化-887～1689kg/hm2,空间差异明显,东北地区西部、黄淮海平原北部和黄土高原部分地区气候生产潜力呈降低趋势,黄淮海地区南部和南方绝大部分地区呈增加趋势。中国夏玉米气候生产潜力变化趋势为每5a变化-589～1768kg/hm2,除黄淮海平原北部呈降低趋势外,其他地区夏玉米气候生产潜力呈增加趋势。中国春玉米、夏玉米气候生产潜力呈下降趋势地区玉米光温生产潜力在近30a显著增加,气候干旱化是主要影响因素。该研究可为中国玉米生产宏观决策提供支持。     

基于PS123作物生长模型的黑龙江海伦市玉米生产潜力计算

在概括国内外作物生产潜力研究方法的基础上,对PS123模型进行方法的改进,将PS123作物生长模型与常规方法相结合,计算黑龙江省海伦市玉米生产潜力,寻求一种更为客观、科学的生产潜力计算方法,也为PS123模型在东北地区不同作物中的应用奠定基础。选取海伦市1999～2001年数据进行计算,取平均值代表近年来该地区玉米生产潜力。结果显示：修正的PS123模型科学、合理,计算简便;海伦市玉米的光合、光温、气候、气候－土壤生产潜力分别为：54008、11998、9531、8006 kg/hm²。与实际产量相比,光能、光温、气候资源利用率以及农业自然潜力利用率分别为：10.7％、48.3％、60.9％、72.4％,海伦市玉米生产仍然有较大的潜力。     

塔里木河流域主要农作物气候生产潜力分析--以塔里木河上游的阿克苏地区为例

采用作物生长动态统计模型对塔里木河流域阿克苏地区主要农作物的光合、光温、光温水、光温土、光温水土生产潜力进行了计算和分析.结果表明：阿克苏地区主要农作物的光合生产潜力远大于现实生产力,冬小麦、玉米、水稻、棉花的光合生产潜力分别是实际产量的4.14、3.94、2.73、2.41倍;光温生产潜力相当于光合生产潜力的57.26%,光温水（气候）生产潜力只有光温生产潜力的9.55%,而土壤生产潜力占光温水（气候）生产潜力的49.92%.该地区光热资源丰富,其光热条件是作物气候生产潜力最突出的优势,土壤水肥条件是限制作物气候生产潜力的主要可控因子.     

黑龙江省黑土区气候-土壤生产潜力分析

采用机制法、层次分析法通过对光、温、水、土逐级衰减,计算黑龙江省黑土区各县玉米、水稻、大豆的气候生产潜力与气候-土壤生产潜力,分级统计分析空间分布及其变化特点。结果表明：黑土区玉米、水稻、大豆的气候生产潜力分别为6939～14241kg／hm^2,10720～18079kg／hm^2,1947～3989kg／hm^2;气候-土壤生产潜力分别为3513～12346kg／hm^2,4465～15505kg／hm^2,1032～3553kg／hm^2。空间分布与温度和降水一致,由南向北逐渐递减。在过去45a中,气候生产潜力呈逐渐上升趋势。由两次土壤调查结果比较可知,2005年黑土区各县土壤肥力有的升高,有的降低,但总体呈下降趋势,气候-土壤生产潜力也随之变化,总体有所下降。因此,土壤肥力对气候-土壤生产潜力起着重要的作用;并且在气候资源相对较差的地区,土壤肥力对其气候-土壤生产潜力的影响大于气候资源较好的地区。     

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物(水稻、玉米和冬小麦)生育期资料,利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力,分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响,研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示:1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增,玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低,冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应;平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应;降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因,降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应,而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应,其余大部地区为正效应。总体来看,气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大,为9.9kg·hm~(-2)·a~(-1),而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)和0.5 kg·hm~(-2)·a~(-1)。为了适应气候变化,四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种,并加强农田管理,以提高农业生产水平并保障粮食安全。     

山西寿阳县旱作农业气候生产潜力研究

根据1967-1999年气象资料，依据布达哥夫斯基连乘原理，估算了寿阳县的光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力，其多年平均值分别为19．3、12．9和4．9万kg／hm^2。4—9月作物生育期内气候生产潜力总值的逐年变化趋势为：光合、光温生产潜力呈总体减小变化，而光温水生产潜力总体减少趋势不明显；4—9月逐月气候生产潜力等值线图表明，20世纪90年代末光合、光温及光温水生产潜力均有不同程度的降低，1999年后的三种气候生产潜力保持继续减少的趋势。     

陕西省户县气候生产潜力分析

利用户县1971-2000年逐年年平均日照时数、年平均气温、年平均降水量、年平均蒸发量资料,计算分析了户县的光合、光温、光温水生产潜力并提出了提高气候生产潜力的措施.结果表明:(1)户县在这30 a的时间里光合,光温生产潜力总体呈减小趋势,而光温水生产潜力总体趋势略升;(2)光合生产潜力7月最高,3-10月占年光合生产潜力的79.1%,是农作物生产的最重要时期;(3)户县历年各月光温水生产潜力等值线变化剧烈,农作物整个生育期中水因子制约作用超过了温度因子;(4)冬半年使用温室技术、夏半年增强作物水资源供给是户县气候生产潜力提高的有效措施.     

辽宁省辽河流域粮食主产区耕地粮食生产潜力研究

采用机制法对辽宁省辽河流域粮食主产区的玉米、水稻、大豆3种主要作物生产潜力进行了估算。研究结果表明,该区玉米总生产潜力为8 115 kg·hm-2,水稻为9 765 kg·hm-2,大豆为3 375 kg·hm-2。其中,化肥生产效力玉米为2 599.3 kg·hm-2,水稻为2 549.8 kg·hm-2,大豆为1 902.2 kg·hm-2。主要作物产量限制因素顺序:玉米为温度>水>肥>土壤,水稻为温度>肥>土壤>水,大豆为肥>温度>水>土壤。     

内蒙古武川县土地生产力及土地合理利用的探讨

本文从区域地理特征出发,应用资源与资源生态科学理论和系统分析方法,分析了土地利用现状、土地生产力现状及土地利用中存在的问题;并从气候方面着手,应用农业气候生产潜力法,估算了本县土地生产粮食及牧草的光合生产潜力,光温生产潜力和气候生产潜力,以及现状土地利用结构基础上的土地人口承载力和草场载畜量,从而提出了合理利用土地,提高土地生产力的建议。     

基于分等成果的农用地综合生产能力

分析了农用地综合生产能力的内涵,阐述了农用地综合生产能力和生产潜力的理论体系,对不同层次的生产能力和生产潜力的核算方法进行了探讨。以东北地区为例,测算了区域农用地的生产能力和生产潜力,揭示其空间分布规律,并划定生产潜力区,为实现区域的耕地保护和粮食安全战略提供理论依据和技术支撑。     

基于植被初级生产力的农用地理论和可实现产能核算研究

为解决传统基于农用地分等成果计算农用地理论产能和可实现产能时遇到的问题,本文将植被初级生产力(NPP)测算应用于农用地产能核算。以湖北省武汉市为研究区,运用CASA模型测算研究区农用地NPP,通过样点调查分别建立NPP与农用地理论单产和可实现单产的线性回归模型,在此基础上进行农用地理论产能和可实现产能核算。通过核算得到研究区75个乡镇的农用地理论产能及单产和可实现产能及单产,理论和可实现产能较大的乡镇主要分布在研究区北部及东南部地区,理论和可实现单产较大的乡镇则主要分布在研究区西部和东北地区,而靠近主城区周边乡镇的理论和可实现产能及单产均较低。将核算结果与传统方法计算得到的农用地产能核算成果进行对比分析,发现两种方法的核算成果在乡镇理论和可实现产能分布上非常接近,具有较高一致性;但在乡镇理论单产和可实现单产分布上并不完全一致。研究结果表明基于NPP测算的农用地产能核算方法是可行的,该方法避免了传统核算方法资料收集繁琐,主观性强等不足,且不以农用地分等定级成果为基础,可实现农用地产能快速核算。     

关中平原土地利用及农业气候生产潜力分析

农业生产潜力不仅决定于农业气候条件,而且也依赖于农田的数量、质量和种植结构.利用20世纪90年代关中平原气象观测数据和土地利用变更数据,计算分析了关中平原耕地面积、农田光温和气候生产潜力的变化.结果表明:在这11年的时间里,关中平原耕地转移明显,而且以园地、林地和居民用地等类型为主.农田耕地损失直接导致了关中平原农田生产潜力减少.气候变化中的气温升高导致农田光温生产潜力增加,降水量的减少导致气候生产潜力减少.     

渭北旱塬不同程度土壤侵蚀及生产力恢复试验

土壤侵蚀会降低生产力,影响作物产量,因此,恢复土壤生产力是人们普遍关注的问题。采用人工模拟土壤侵蚀方法,对侵蚀状况下的土壤进行生产力研究,并配以施肥探索土壤生产力的恢复情况。结果显示：I）施肥可以改善土壤的物理性状,侵蚀土壤的含水量降低,密度增加,孔隙度减小;2）在无肥下,土壤中有机质及其他养分质量分数均随侵蚀程度的加深而减少,施肥可以增加土壤中有机质及各养分的质量分数,但施肥后各养分的质量分数整体上仍呈现出随侵蚀深而降低的趋势;3）土壤侵蚀会减少玉米的生物量,平均每侵蚀1am土层,玉米生物量下降0．38％,施肥可以在一定程度上弥补侵蚀所造成的损失;4）同生物量的变化情况,玉米产量也呈现出随侵蚀程度加深而逐渐下降的趋势,每流失1cm土层,玉米产量平均下降2．49％,施肥能够提高一定的玉米产量,在剥离地表20cm、剥离地表10cm、原状未扰动土和覆盖10cm表土4种不同的地表处理下,常规施肥下的玉米产量比无肥分别提高2．44％、2．13％、1．50％和1．23％,过量施肥比无肥分别提高2．99％、2．56％、1．98％、1．14％。     

渭北旱塬侵蚀退化土壤生产力的恢复与评价

土壤侵蚀会降低生产力,威胁农业生产,因此,对土壤生产力进行恢复和评价具有重要意义。通过人工剥离熟土层,模拟研究不同侵蚀程度下的土壤生产力,选取施肥和覆盖表土2种恢复措施,对其土壤生产力的恢复情况展开研究并进行评价。结果表明:1)土壤侵蚀能够使土壤的理化性状恶化,施肥和覆土均能很好地改善土壤密度和孔隙度等,并能够增加土壤有机质及其他养分的质量分数。2)土壤侵蚀会降低作物产量,在不施肥下,每侵蚀1cm熟土层,玉米产量平均下降1.27%,施肥下每侵蚀1 cm熟土层,玉米产量比对照平均增加0.87%;而每覆盖1cm熟土层,玉米产量平均增加0.91%,但并不能完全补偿侵蚀造成的产量损失。3)利用土壤生产力指数模型(PI模型)计算出了不同措施下的生产力指数,发现:无肥下侵蚀的生产力指数最低,平均每侵蚀1 cm熟土层,生产力指数下降2.17%,施肥下平均每侵蚀1 cm熟土层,生产力指数比无肥增加1.09%,而平均每覆盖1 cm熟土,生产力指数增加1.29%;表明覆土较施肥更易提高土壤生产力。4)对产量和生产力指数进行相关性分析,得出二者具有很好的正相关关系,说明用生产力指数来衡量土壤生产力的高低是可行的。     

长江上游典型地区基于SOTER数据库的耕地地力评价

SOTER是正在被广泛应用并具有强大空间分析能力的高新技术,与耕地地力评价模型结合,可充分发挥其地图化表现和空间分析能力。本研究以SOTER数据库为基础,建立了基于AHP法的耕地地力评价系统。并对长江上游典型区的彭州样区53个SOTER单元进行了评价,生成了相应的专题评价图。     

节点式渗灌的节水机理及其水分生产力

为了展示节点式渗灌管的优良性能和较高的水分生产力,对其做了出水性能检验和不同灌溉方法水分生产力的比较试验,结果表明:节点式渗灌管的灌水均匀度达到90%以上,比普通渗灌管灌水均匀度提高了15%,其节水原理是将土壤通体湿润转化为作物根区灌溉;铺设防渗层有效地阻止了灌溉水的下渗,计划湿润层的变浅和单次灌水量的减少是节点式渗灌能够大量节水的根本所在,节点式渗灌的水分生产力最高,达到70.37 kg/m³,其次是普通渗灌54.55 kg/m³,再次为膜下滴灌53.96 kg/m³,最低为沟灌,仅为42.00 kg/m³。     

森林气候可能生产力的动态模拟

根据树森木材积的增长过程，建立了标准材积增长曲线，确定光能利用系数的时间演变。以地区辐射资料计算不同年龄的树木光合生产潜力，并利用湿润系数和日最高、最低温度建立了水分和温度订正函数，最终建立了森林气候生产力的动态模型。