呼伦贝尔岭东南旱作丘陵区气候资源潜力分析（可编辑）

呼伦贝尔岭东南旱作丘陵区气候资源潜力（可编辑） 呼伦贝尔岭东南旱作丘陵区气候资源潜力分析 维普资讯 ////0>. . . 干 旱 地 区 农 业 研 究 第 卷第 期 年 月 呼伦贝尔岭东南旱作丘陵区气候资源潜力分析 崔文芳 ,高聚林 ,刘克礼 ,张秀梅 ,连万全 ,王建明。,黄振刚.内蒙古农业大学农学院.内蒙古 呼和浩特 ; .呼伦贝尔市牧业局农业科. 内蒙古 呼伦贝尔市 ; .阿荣旗农业技术推广中心,内蒙古 呼伦贝尔市 阿荣旗; .扎兰屯市农业技术推广中心.内蒙古 扎兰屯市 摘 要:对呼伦贝尔市阿荣旗三道沟镇商品粮生产基地主要粮食作物的光合、光温、气候、气候一土壤资源潜 力进行分析。结果明:热量条件是限制该地区粮食增产的主要非可控因素。如能改善热量条件.还有 ~ 的增产潜力;该地区的降水条件对玉米、大豆、马铃薯、水稻四种主要粮食作物的满足程度在 左右。表明降水量 及其季节分布是该镇粮食产量低的制约因素之一,存在的问是水分利用率较低;土壤养分状况对马铃薯和水稻 增产未表现明显的限制作用,而对玉米和大豆增产却是最主要限制因素。 关键词:气候资源;生产潜力;呼伦贝尔;旱作丘陵区 中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:? 一? 作物生产潜力历来是人们关注的焦点问题。早 发展前景,但也存在着资源潜力的开发与利用问题。 期的研究多集中在光、温、水三要素上, 世纪为此,我们以阿荣旗三道沟镇为岭东南旱作丘陵区 年代后的研究较为深入,根据量子效率原理提出了 的典型代表,从气候资源开发角度分析农业气候产 生物产量与太阳总辐射间的估算模式。竺可桢曾用 量潜势,希望对于建立合理的农业发展模式、促进农 太阳辐射利用率 和 %得出长江流域单季稻光 业结构调整以及合理开发利用农业资源提供科学依 合潜力. / 。和 ./ 。的估算 据。 值。汤佩松用光合有效辐射利用率 得出北京地 资源现状 区水稻单产/和小麦单产 ? 三道沟镇位于阿荣旗西南部丘陵漫岗区 北纬/ 。的估算值。此后黄秉维、龙斯玉、邓根云、江 爱良等先后提出各自的作物生产潜力估算公式,并. 。~ . 。,东经. 。~. 。 。大陆性气 估算了区域或全国范围的生产潜力 。 年代以 候显著,无霜期短,全年太阳辐射总量 ./ 。,其中 ~ 月份为./,光合有效 后,农业生产潜力、土地生产潜力和耕地生产潜力等 概念的出现,把作物生产潜力研究推向了一个新的 辐射./ 。;年日照时数, 其中 ~ 月份为;年平均气温 . ,? 积温 阶段。进入年代以后,我国学者应用相关的回归 统计方法和作物生产潜力计算方法,对我国北方旱 ;年平均降雨量 ,年平均无霜期 ~ 地作物自然降水生产潜力进行了系统和深入的研 ;昼夜温差大。春季升温较快,但降水量 ~ 究,结果表明:我国北方旱地作物自然降水生产潜力 ,占全年降水量的 左右,相对变率较大, 较大,不同作物种类其自然降水生产潜力和水分利 因此常发生春旱;夏季雨热同季,降水强度较大,多 用率不同,一般是:春玉米 春谷子 春小麦 。 暴雨,易造成较强的土壤水蚀,但时有伏旱发生;秋 呼伦贝尔市岭东南地区包括扎兰屯市、阿荣旗、 季往往气温骤降,秋霜多在 月中旬以前出现,降水 莫旗三个旗市,地处嫩江右岸平原、丘陵漫岗地区, 量 左右,变率较大。从总体上分析,该地区 属半湿润气候,土地面积大、土壤肥沃、粮食商品率 光、热、水资源较适宜一年一熟的大豆、马铃薯、玉 高,是内蒙古自治区的重要商品粮基地,有着广阔的 米、水稻等作物生产。 收藕日期; ? ? 基金项目:内蒙古“农业生产结构调整与优化技术体系研究”? 作者简介:崔文芳,女。内蒙古人,在读硕士研究生。主要从事作物栽培学与耕作学研究工作。通讯作者:高聚林,男,教授、博士,主要从事作物生理生态及决策系统研究。维普资讯 ////. 第 期 崔文芳等:呼伦贝尔岭东南旱作丘陵区气候资源潜力分析 产潜力的分析。 研究方法 . 光合生产潜力 。 国内外计算作物生产潜力时常采用对光合生产? /’ :一口 ×一 ×一×一×一 × 潜力逐步进行温度订正和水分订正的方法。温度订一 × 一× 正值和水分订正值的大小与温度和水分条件对作物 产量形成的限制程度成反比。因此,温度订正值和水 一厂 ? 分订正值不仅可用于定量地评价整个生育期气候适 式中: 为单位换算系数; ,为各发育阶段的总辐 应性,而且能用于评价作物各个生育时段热量、水分 射量; 为发育阶段序号;是为能量转换系数;其它参 的满足程度 。本文也采用该方法进行作物生 数的意义及参考值见表 。 表 光合生产潜力计算所用的参数和取值 “ 维普资讯 ////. 干旱地区农业研究 第卷 厂 义的生产力。 . 光温生产潜力 一/’一/’式中:厂 一土壤养分订正系数, 厂 ’ 为温度订正函数: 乎 均 厂一 “/ 厂 ’ : ’一 ’。 ’ 一下 / . 一 养分利用系数 螂四 。一 ’’ 一 ’。 “一施肥前土壤提供的速效养分含量 一 ’ 一 / ’。一 施肥所投入的养分量 ’是某一时段的平均气温, ’。、 ’ 、 ’。分别是该 ~ 形成气候生产潜力所需的养分量 以 、 时段内作物生长发育的下限温度、上限温度和产量 、 计 形成的最适温度。 . 气候生产潜力 。资源潜力分析 。一厂 . 光合生产潜力 厂 为水分订正函数: 光合生产潜力是指当温度、水分等参变量处在 厂 一 一? ,/ ,× 最适宜的条件下,由辐射所决定的作物产量,即在当 ? 一 地气候条件下作物产量的上限。该地区的作物光合 尺 是 时段的降雨量; 是作物理论需水量; 生产潜力较高,四种作物的光合生产潜力 见表 ? ,是农田水分盈亏; 是与径流有关的参数。 在 ~ /,其中马铃薯、玉米的光合 . 气候一土壤生产潜力生产潜力较大,达到 和 /以上, 在气候生产潜力基础上,要考虑现实生产力水 水稻和大豆光合生产潜力相对较低,仅为 . 和 平下,土壤肥力对生产潜力值的影响,这样所求得的 . /。四种作物的光合生产潜力分别是 生产潜力才有可能在实际生产中经过努力得以实 实际产量的 . 、 . 、 . 、 . 倍。 现,因此,对以上潜力值要进行最佳肥力的订正。 考虑了肥料对农作物的满足程度,是具有实际意 表 作物光合与光温生产潜力/ ?分析项 玉米 大豆 马铃薯 水稻. 光温生产潜力 正系数都表现较小,由于该年度该地区发生了严重 光温生产潜力是指在该地区太阳辐射和气温条 的洪涝灾害,而在玉米的营养生长与生殖生长并进 件下其它条件处在最适宜时的作物产量。在各作物 阶段,降水量过多,明显超过其需水量,从而导致其 的温度订正系数中,马铃薯表现最大,达到 . ,玉 水分订正系数过小。四种作物的光温生产潜力分别 米最小,只有 . 。说明该地区的温度条件对喜温 是 、 、 、/,是实际产 的玉米生长发育有一定的限制,因此,应注意选择早 量的 . 、 . 、 . 、 . 倍,比光合产量降低 熟品种,以适应当地的光温条件,并充分挖掘其潜 了 ~ 、 、 、,可以说该 力。四种作物的水分订正系数中, 年的水分订 地区的热量条件可满足主要作物要求的 ~维普资讯 ////. 第 期 崔文芳等:呼伦贝尔岭东南旱作丘陵区气候资源潜力分析 最重要的限制因子。马铃薯和水稻的土壤养分订正/ ,如能改善热量条件,则还有/ ~ / 的增 系数大于 ,说明该地区的土壤养分对马铃薯和水 产潜力。 稻的增产不是限制因子【 。 . 气候生产潜力 从表 还可看出,该地区的降水条件对四种作 该地区除了 年发生洪涝灾害致使各种作 物的水分订正系数较小外,其余年份玉米的水分订 物的影响程度在 左右,表明降水量及其季节分 正系数均大于 . ,大豆大于 . ,马铃薯大于 布是该镇粮食产量低的制约因素之一。在目前的生. ,水稻大于 . 。表明在作物生育期内,该地区 产力水平下,年际间农业生产的波动性,主要取决于 黜 年降水量不稳定。四种作物的平均气候生产潜力分 降水因素,作物产量的高低与降水量及其季节分配 别是 .除 年 、 、 、 有着密切关系。大量研究表明,北方旱农地区~/,是实际产量的 . 、 . 、 . 、 . 倍,比 的常年降水量,可以供给主要早地作物生 光温生产潜力下降 . 、 . 、 . 、 长发育所需基本水分。当前的主要问题是有限的水. ,水稻气候产量因有灌溉条件而比光温产量 资源没有被充分利用。这四种作物的水分利用效率 下降了 . ,可见该地区干旱少雨对农业产量的 分别是. 、 . 、 . 、 ./ ,平 限制作用还是很明显的,同时也说明在其它条件都 均水分利用率为 ./ 早农地区降 满足的情况下,改善农田水利条件,可使粮食气候产 水生产潜力一般为 ~ ./【。。 , 量的开发水平上再上一个新台阶。 按照该地区粮食实际平均.产 的标 . 气候一土壤生产潜力 准估算,现在实际只利用了 的降水,即农作 经土壤肥力订正计算得知,玉米和大豆受土壤 物的有效蒸腾仅占年降水量的. / ,而其余的 肥力影响较显著,玉米和大豆的气候~土壤生产潜./ 的降水都浪费了。因此,旱作农业区农业低产 力分别是 除 年 、 /,是实际 的直接原因并不完全在于干旱少雨.而在相当程度 产量的 . 和 . 倍,比气候生产潜力下降了 上是因为水分利用率低,增加作物产量应着眼于提. 、 . ,表明玉米和大豆在提高施肥技术 高有限水分的利用效率。充分开发水资源应能实现 的前提下,还有./ 和 . 的增产潜力.同时 的潜在生产力,以改善目前低产的局面。也证明了该地区的玉米和大豆生产中,土壤肥力是 ? ? ? ? ?? ? 表 作物气候与气候一土壤生产潜力/ ?玉米 大豆 马铃薯水稻 年 度 气候 气候? :壤 气候 气候一土壤 气候 气候一土壤 气候 气候~ 壤 ? ~ ? ?’“ ?. . . . ... .. .. . 】 .... . . . .. . . . . ... . .. 平均 . . .. 一. .水分满足系数 . .水分利用率 . . . 增产潜力分析 研究结果表明,全国光温增产潜力和气候增产潜力 把光温气候、气候一土壤 生产潜力与实际产 分别达到 ~ /、 / 量之差定义为光温气候、气候一土壤 增产潜力九。 。而内蒙古自治区属于低值区,光温增产潜力和 李世奎 等以年各地粮食平均单产代 气候增产潜力分别在 /、/ 。 表生产现状,分析其与光温、气候生产潜力的关系, 以下。维普资讯 ////. 干旱地区农业研究 第 卷 注:考虑降水量的影响,计算玉米的气候和气候 土壤增产潜力及其相应增产潜力指数不计特殊年份 年 。 : ? ?~。玉米和大豆的气候一土壤生产潜力是 从表 可以看出,该地区玉米、大豆、马铃薯、水 稻的光温增产潜力分别为 、 、 、 实际产量的 . 和 . 倍,比气候生产潜力降低了. 、 . ,表明土壤养分是玉米和大豆增产的 /,平均/,气候增产潜力分 别为 、 、 、/ ,平均 最主要限制因素,今后应注意对其合理施肥,尽可能 最大程度地提高可控半可控资源的利用率。该地区/,可以说具有较大的发展潜力,其中大豆、马 粮食作物的光温增产潜力为/,气候增 铃薯的发展潜力较高。大豆的光温、气候增产指数分 别为 . 、 . ,马铃薯的光温、气候增产指 产潜力 /,与全区相比 内蒙古自治区属 数分别为 . 、 . ,玉米的光温、气候增产 于低值区,光温增产潜力和气候增产潜力分别在 指数在 左右,水稻的光温、气候增产指数分别/、 /以下 ,可以说具有 为 . 、 . 。玉米和大豆的气候一土壤增产 较大的发展潜力。其中大豆、马铃薯的发展潜力较 潜力为和/,增产潜力指数分别为 高,大豆的光温、气候增产指数分别为. 和 .、 . ,说明玉米和大豆还有 . 、. ,马铃薯的光温、气候增产指数分别为. 的增产幅度;马铃薯和水稻的气候一土壤生. 和 . ,玉米的光温、气候增产指数在 产潜力与其气候生产潜力相当,说明该地区的土壤 左右,水稻的光温潜力在 左右,气候增产 养分对于马铃薯和水稻不是限制因子,而从表 可 指数为 . 。 看出,热量和降水条件是马铃薯和水稻增产的限制该地区的光热较充足,水分资源具有较大的 因子。 挖掘潜力,但存在的问题是水分利用率低。按照因地 从以上分析可以看出,无论是增产潜力还是增 制宜、趋利避害的原则,该镇进行农业开发提高水分 产潜力指数都有很大潜力的,其中,马铃薯的增产潜 利用率的主要途径有三条。一是建立有助于物质良 力最大,土壤养分对于马铃薯不是限制因子,其气候 性循环的生产结构。包括适宜比例的“粮、经、饲”种 增产潜力为 /。其次是大豆,在农业技术 植结构和“草、畜、粮、肥”的物质循环体系,使豆科牧 条件适宜的条件下,由现实气候土壤条件决定的气 草所固定的生物氮连同大量的有机质通过畜牧业途 候一土壤增产潜力为/。 径,集中地转向农田,强化物质循环,增进肥力,提高 水分利用率,建立与有限降水资源状况相适应的具 综合评价 有较高的生态、经济效益的性能稳定的旱地节水型该地区主要农作物的光合 产量分别是目前 的农业生产结构体系。二是合理配置作物结构,提高 实际产量的 ~ 倍,其光温产量分别是现实产量的 农田整体水分利用率。适当扩大水分利用率高、产量 ~ 倍,比光合产量降低了 ~ %,在改善热 潜势大的作物种植面积,确定适 宜的种植结构,处理 量条件方面还有~的增产潜力,气候产量 好粮经饲种植比例,保证各种作物的平衡持续增产 是现实产量的 ~ 倍,比光温生产潜力下降了 及产量和经济效益的同步提高。三是广辟肥源,培肥