东北三省典型气象灾害对粮食生产影响特征研究

基于改进后的Mann-Kendall趋势检验方法(MMK)对东北三省1949—2015年各省主要作物种植时序变化特征进行研究。利用1949—2015年该地区典型气象灾害(干旱、洪涝、低温、风雹、台风)的受灾、成灾及绝收面积构建对应灾害类型的灾害减产成数,并利用趋势分析、脱钩关系评价模型评价识别各类灾害对东北三省粮食生产的影响特征。研究结果表明:1949—2015年东北三省粮食作物种植面积比例降低趋势显著,典型作物产量由高到低为:玉米、稻谷、小麦及大豆,且四种作物产量均呈增加趋势。东北三省受灾害影响程度由高到低分别为:旱灾、洪涝、风雹、低温及台风。粮食种植面积和粮食产量与典型气象灾害间的脱钩关系相似,2000年以来东北三省旱灾和洪涝灾害与种植面积间以绝对脱钩关系为主。     

和田地区中型灌区种植结构优化调整浅析

和田地区中型灌区是我国当前最大的生态化扶贫移民灌区,现状作物种植结构中粮食作物种植比例过大,耗水量大且水生产效益低下,灌区生态效益、经济与社会效益均较难实现,作物种植结构有待进一步调整优化。从和田地区中型灌区作物种植结构基本情况出发,运用线性规划方法确定了种植结构优化的决策变量、目标函数及约束条件,并根据目标函数和约束条件分别确定了各类作物种植面积大小,为灌区作物种植结构优化调整提供了科学依据。总之,优化调整后,粮食作物的种植面积有所减少,而附加值大且节水的经济作物种植面积大大增加,经济效益、社会效益和生态效益显著提升。     

中国主要粮食作物的生产水足迹量化及评价

明确作物消耗单位水量所提供的营养物质差异对于引导节水型膳食结构和农业种植规划具有重要意义,水足迹为进行上述分析提供了有效的指标。本文基于水足迹理论,在量化中国大陆主要粮食作物重量、能量和蛋白质水足迹的基础上,评价了各作物间及区域间三种水足迹的差异性,探讨了粮食作物消费结构调整对生产端水资源消耗产生的影响。结果显示:各作物生产水足迹差异显著并且具有明显的区域分布特征,东北地区、黄淮海地区作物重量水足迹均较低,表明上述地区的水分利用效率较高;5种粮食作物中,玉米和小麦具有较低的能量水足迹,而大豆具有较低的蛋白质水足迹,表明在耗水量相同的情况下,玉米和小麦较其他作物能提供更多的能量,大豆能提供更多的蛋白质;不同粮食作物消费结构下的农业用水差异显著,通过调整作物消费结构,可以达到显著的节水效果。本研究结果可为解决未来粮食生产水危机提供一个潜在途径。     

节水潜力分析要考虑尺度效应

中国是世界上最主要的种稻国家之一,水稻面积为世界第二,水稻的总产量在世界各国中居首位.水稻是中国最主要的粮食作物之一,其种植面积约占全国粮食种植面积的30%,产量约占全国粮食总产量的40%,水稻的灌溉用水量在全国农业用水中占1/3以上.但中国水资源紧缺,且时空分布不均,特别是工业用水、城镇供水大幅度增长,农业用水紧缺问题日益严重.农业是我国的第一用水大户,发展高效节水型农业是我国的基本国策.应该说水稻的节水,对工农业生产的持续发展及人民生活水平的提高有着十分重要的意义.     

淮河流域主要农作物水足迹时空演变及影响因素分析

探讨淮河流域主要农作物水足迹,可以为地区农业用水结构及改善水资源短缺问题提供理论依据。以淮河流域5个省份主要农作物为研究对象,计算分析了2000-2017年小麦、稻谷、玉米、大豆、油料的蓝、绿、灰水足迹时空变化特征,并采用通径分析方法探究影响农作物生产水足迹的因素。结果表明：大豆的水足迹最大,水足迹大小与作物单位面积产量呈负相关;年际变化方面,小麦、稻谷、玉米、油料总水足迹整体呈减小趋势,大豆总水足迹表现出波动增加的趋势;空间分布方面,安徽、河南省的总水足迹居于前位,且水足迹的空间分布存在一定的聚集性,总体上中间高四周低;此外,对淮河流域农作物水足迹影响最大的因素是氮肥施用量、平均气温和年降雨量。     

基于水资源利用的红寺堡灌区作物种植优化

为了优化配置红寺堡灌区的作物种植结构,在分析灌区现状作物种植结构的基础上,采用单目标模型的形式,结合多目标模型的思想,建立了基于水资源利用的作物种植结构优化模型,并计算了灌区2008年和2015年在灌溉保证率为75%的最优作物种植结构。结果表明:在总种植面积不变的情况下,优化后小麦、玉米、薯豆类、葡萄、油葵等作物的种植面积有所减少,拱棚蔬菜、甘草等作物的种植面积有所增加。2008年和2015年红寺堡灌区优化后较现状种植结构不仅可以分别节约水量1 617.4万m3和1 821.7万m3,而且可以分别增加农业收益9 577万元和11 281.1万元。     

玉米-大豆间作对作物生长动态及产量的影响

大豆、玉米为黑土区主要粮食作物,为了探索该区坡耕地水土保持与节水增产的主要作物种植模式,2013年和2014年在位于东北典型黑土带上的黑龙江省红星农场径流小区内,开展了玉米、大豆、大豆-玉米间作三种农田植被条件下的水土保持与节水增产效应的试验研究。本文仅对三种种植模式的作物生长及产量效应进行探讨。结果表明:间作玉米作物株高、茎粗均大于单作玉米,间作大豆株高、茎粗均低于单作大豆,干物质积累与产量上亦有相同差异。     

基于水足迹与水-能源-粮食关联关系的提水灌溉系统种植结构优化

灌溉系统是农业生产与用水的关键载体,其水-能源-粮食关联关系的协调性对区域可持续发展有重要影响。相较于传统的灌溉水高效分配研究,水足迹理论明晰了农业生产水资源消耗总量及其利用类型。针对提水灌溉系统水资源、能源供需配置不紧密及其生态影响考虑不全面的问题,联合水足迹理论与水-能源-粮食关联关系,统筹社会、资源、生态和经济多维系统,构建了考虑水资源调配、农业生产用水及粮食生产转移全过程的提水灌溉区种植结构多目标优化评价模型。将该模型应用于涟水灌溉区,通过调整粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的种植结构,运用Topsis方法对比评价了现状和优化配置情况的相对贴近度。优化结果表明：在保障粮食安全的基本前提下,应增大玉米的播种面积,减少大豆的播种面积;相较于现状,优化后的年均粮食单方水经济净效益提升4.0%,作物碳足迹在农作物种植基线改变时呈现下降态势,且2018年优化后的碳足迹降低79.5 kg。优化方案的相对贴近度均大于现状,对促进提水灌溉系统资源高效利用和农业可持续性具有可靠的支撑作用。     

基于农业灌溉需水量计算的黄河三角洲作物结构优化EI北大核心CSCD

为优化黄河三角洲作物结构,以东营市垦利区为例,计算了当地主要作物各生育阶段及整个生育期内的作物需水量、有效降水量以及淋洗需水量,并对不同作物的水分盈亏情况进行了分析。结果表明:作物补充灌溉需水量从小到大依次为玉米、棉花、小麦、水稻;玉米水分亏缺程度最低,应适当增加玉米种植面积或者把冬小麦、夏玉米轮作更换为一年种植两季玉米(春玉米和夏玉米);减少棉花在中、轻度盐碱地的种植面积,对耐盐性较好的棉花改用排水回用或微咸水灌溉;兼用灌溉用水和洗盐用水种植水稻,在经水稻种植改良成轻度盐碱地的土壤上种植玉米和小麦。     

喀什噶尔灌区动态地下水位与灌溉农业关系研究

随着喀什噶尔灌区规模不断扩大和种植结构调整优化,对地下水资源的依赖程度日渐增强,开采强度不断增大,原有的水资源平衡关系被打破。对喀什噶尔灌区地下水位动态变化与作物种植结构调整的相关关系进行分析,并概括出地下水位变动与灌溉农业变化之间的规律关系。结果表明,上世纪八十年代以前,灌区地下水位并无明显变化,八十年代作物种植结构调整后,粮食作物等的种植比例逐渐上升,蔬菜种植面积增大,用于蔬菜灌溉的地下水开采量随之增加,导致地下水位的显著变化,同时蒸发强度、工业用水等也是影响灌区地下水位下降的因素。     

基于3S技术的宁夏引黄灌区作物种植结构调查

农作物种植结构是掌握灌区农作物种植面积与分布、摸清作物需水量的基础资料。充分发挥3S技术优势,以高分辨遥感影像为数据源、GPS技术为外业调绘主要工具、GIS软件为遥感数据解译和数据内业处理平台,进行宁夏引黄灌区农作物种植结构调查。调查结果表明:2009年宁夏引黄灌区农作物种植总面积为4 967.58 km2,以粮食作物为主,小麦、玉米和水稻为主要作物。     

沙壤土旱直播水稻种植技术探索与研究

水稻是传统的粮食作物,是我国主要的粮食作物之一,对保障我国的粮食安全有着重要的意义。水稻通常种植环境是降水丰富、土壤保水能力较强的地域,如我国的江南地区,黑龙江的三江平原地区。本文探讨在降水贫乏、土壤保水能力低的地区种植水稻。分析表明:技术可行,并且基本能够保证产量与传统水稻种植地区的产量相当。     

德州地区主要作物不同生育期需水、降水吻合性及种植结构优化探讨

分析了德州地区主要作物不同生育期需水量与降雨量的吻合性,提出了适合当地气候条件的主要作物及栽培模式,并根据德州地区目前作物种植结构及水资源现状,提出了作物种植结构调整建议。目前水资源亏缺条件下若将春棉花种植面积提高9.3%,冬小麦和夏玉米种植面积减少9.3%,该地区水资源供需可实现平衡。     

京津冀作物水足迹时空分布特征及影响因子分析

水资源短缺是制约京津冀协同、可持续发展的重要瓶颈之一,为清晰地描述区域不同农作物生产过程中的需水特征,为区域水资源的合理配置和高效利用提供指导意见。基于2000-2015年京津冀24个气象站日气象数据、全区作物种植面积及产量,分析了区域作物蓝水、绿水、灰水足迹的时空分布、变化趋势及影响因子。结果表明:2000-2015年间,小麦、玉米、大豆、油料、谷物、棉花、蔬菜年均单位质量总水足迹分别为1 784.2 m~3/t、1 564.2m~3/t、4 386.6m~3/t、3 427.5m~3/t、2 032m~3/t、9 574.1m~3/t和152 m~3/t;年均蓝水、绿水、灰水足迹分别为211.6亿m~3,164.8亿m~3和321.4亿m~3;总水足迹中蓝水、绿水、灰水所占比例分别呈现下降、上升及先上升后下降的趋势;水足迹空间分布表现为西北部和北部较少、南部、东南部和中部较多;影响水足迹总量的因子中,第一、第五主成分为氮肥施用量和作物种植面积,第二主成分为热力学和动力学因子,第三、四主成分为水分因子。     

兴凯湖灌区展望——农垦牡丹江分局凯湖灌区建设发展纪实

在中国的东北角，有一个传奇的地方，这就是世界三大黑土带之一——黑龙江省三江平原，这里有丰富的土地资源，土质肥沃，以盛产水稻、小麦、大豆、玉米等粮食作物驰名全国，是我国目前规模最大、现代化水平最高的国家商品粮、绿色食品生产基地。     

黑河市抗旱工作浅析

<正>黑河市地处黑龙江省北部,是大豆主产区,大豆种植面积占播种面积的80%左右,经济作物及其他粮食作物约占20%,粮食年产约300～400万吨左右。但近年来持续不断的干旱对农业生产影响较大,以下是笔者结合近年     

疏勒河灌区水资源分配与种植结构调整研究

以流域水资源开发利用现状及用水总量控制为基础,对流域内种植结构现状进行研究,建立种植结构模型,不断调整作物种植比例和模型优化,提出科学合理的基于现有水资源分配的种植结构比例。根据优化模型分析得出:粮食作物种植面积应占13%～16%,经济作物的种植面积占总面积的74%～77%,林草地的种植面积占总种植面积的10%,这样能保证有限的水资源得到优化配置及产量总值最大化。     

黑龙江省3种主要粮食作物的虚拟水量化研究

虚拟水是解决水资源短缺和粮食安全问题的新途径。本研究选取黑龙江省近年来水稻、玉米、大豆产量居前的9个县市作为研究区,计算出2010年-2014年3种粮食作物的初级产品单位虚拟水含量值。结果表明:大豆虚拟水含量值最高,水稻次之,玉米最小,大豆虚拟水含量值是水稻和玉米的3~4倍左右。黑龙江省作为我国重要的商品粮生产基地,商品粮输出导致虚拟水大量输出,因此在农业用水方面应加大提高水资源利用效率。     

水肥一体化条件下内蒙古优势作物水肥利用效率及产量分析

利用2013-2014田间实测数据对比分析了传统种植条件下和水肥一体化条件下内蒙古优势作物(玉米、马铃薯、大豆)水肥利用效率、生长指标、产量构成因子、产量商品组成和最终产量,探讨了水肥一体化"以肥调水,以水促肥"的作用机理,最后提出了内蒙古发展水肥一体化技术存在的问题及相应对策。结果表明:相比于传统种植,水肥一体化条件下作物在高效利用水肥资源的情况下,水分利用效率提高8.50%~62.89%;肥料利用率提高16.0%~60.6%,玉米、马铃薯和大豆产量分别提高22.01%、171.60%和63.76%。总体来看,内蒙古发展水肥一体化技术意义重大,前景广阔。     

黑龙江省农业播种水足迹及其变化趋势分析

在计算1996-2015年黑龙江省农作物播种水足迹的基础上,从水足迹组成和作物种植结构两方面分析农业播种水足迹变化趋势。结果表明:黑龙江省年均农业水足迹为603亿m3,其中蓝水、绿水和灰水足迹分别占11.8%、68.8%及19.4%;水足迹总量及其各组成成分均呈随时间增大趋势;稻谷和玉米水足迹占总量比例持续增大,而小麦和水果比例随时间明显下降,粮食作物水足迹比例在2015达到91.8%;农业种植结构的改变是该省农业播种水足迹变化的重要原因之一。文章最后在基于水足迹调控的用水管理策略上进行了讨论。