延邊地區(qū)水稻與玉米生產(chǎn)潛力計算方法的研究

楊鶴 馬云飛 全秋浩 馮超

摘要? ? 利用逐日氣溫、輻射、積溫、降水、日照時數(shù)等1961—2015年期間吉林延邊8個氣象站常規(guī)地面氣象觀測資料，采用氣候傾向率、滑動平均法、ArcGIS插值處理的方法分析氣象要素的時空分布規(guī)律。研究并選擇適合吉林延邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力公式，計算得到了1961—2015年吉林延邊的水稻和玉米的生產(chǎn)潛力，進而定量表達氣候影響的水稻和玉米可能達到的生產(chǎn)能力。從氣候變化的角度出發(fā)研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力，其結(jié)果是制訂農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、估算土地人口承載力的重要依據(jù)，在理論和實踐上都有重要的意義。

關(guān)鍵詞? ? 水稻;玉米;生產(chǎn)潛力;計算方法;吉林延邊

中圖分類號? ? S511;S513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2018）23-0018-02

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究是客觀的。結(jié)合吉林延邊糧食生產(chǎn)具體情況并科學(xué)界定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的含義和研究范圍，在氣候、土壤和農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下可定量表達水稻和玉米的生產(chǎn)能力。其結(jié)果是制訂農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、估算土地人口承載力的重要依據(jù)，因而從氣候變化的角度出發(fā)研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力，在理論和實踐上都有重要的意義。

任美鍔[1]測算土地的承載力，研究得出四川各地的農(nóng)作物生產(chǎn)力有顯著差別，其原因是由于人文條件和自然環(huán)境兩者的共同影響。竺可楨[2]認為，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因地制宜和因時制宜兩者兼顧，氣候影響糧食生產(chǎn)的3個最基本因素是太陽輻射總量、溫度、雨量，進而論述氣候與糧食作物生產(chǎn)的關(guān)系。馬樹慶[3]在20世紀90年代對東北糧食生產(chǎn)潛力做了大量研究，1994年在對東北農(nóng)業(yè)氣候土壤資源潛力及開發(fā)利用的研究中，克服了生產(chǎn)潛力計算結(jié)果偏離實際情況的問題，得到了可以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、長遠規(guī)劃并估算東北人口承載力的訂正函數(shù)。1997年馬樹慶[4]運用熱、光、水、土壤資源數(shù)據(jù)計算出吉林省的糧豆生產(chǎn)潛力，與實際產(chǎn)量進行對比，得到了農(nóng)業(yè)自然資源利用率，詳細比較得出的結(jié)論是，吉林省空間和作物在自然資源利用率方面有明顯差異，并提出通過改良種植等方法提高糧豆單產(chǎn)[5]。

1? ? 研究區(qū)域與方法

1.1? ? 研究區(qū)域

吉林延邊位于中國東北吉林省東部，與朝鮮、俄羅斯接壤，延邊總面積約占吉林省面積的1/4，擁有耕地面積21.8萬hm2，其中水稻4.3萬hm2、水田17.5萬hm2。人均擁有耕地面積0.1 hm2，高于全國和吉林省平均水平。主要糧食作物有水稻、玉米和大豆。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 水稻和玉米光合生產(chǎn)潛力

吉林延邊地區(qū)近55年水稻光合生產(chǎn)潛力在19 355～25 752 kg/hm2之間，平均值為21 987 kg/hm2，空間分布是延邊南部和北部高、西南部低，延邊安圖西南部、敦化南部水稻光合生產(chǎn)潛力相對較低，為19 355～20 954 kg/hm2;延邊北部敦化北部、汪清北部水稻光合生產(chǎn)潛力相對較高，為24 154～25 752 kg/hm2。玉米光合生產(chǎn)潛力在20 249～29 029 kg/hm2之間，平均值為24 324 kg/hm2，空間分布是延邊西南部和北部高、西南部低。延邊安圖西南部、敦化南部玉米光合生產(chǎn)潛力相對較低，為20 249～22 444 kg/hm2;延邊北部敦化北部、汪清北部玉米光合生產(chǎn)潛力相對較高，為26 835～29 029 kg/hm2。

2.2? ? 水稻和玉米光溫生產(chǎn)潛力

水稻光溫生產(chǎn)潛力在6 411～18 168 kg/hm2之間，平均值為13 827 kg/hm2，空間分布是延邊南部高、東部和西部低。延邊西部敦化西南部、安圖西南部水稻光溫生產(chǎn)潛力相對較低，為6 411～9 351 kg/hm2;延邊南部和龍東部、龍井南部水稻光溫生產(chǎn)潛力相對較高，為15 230～18 168 kg/hm2。玉米光溫生產(chǎn)潛力，在14 889～18 896 kg/hm2之間，平均值為17 073 kg/hm2，空間分布是延邊中南部高、西北部低。延邊西北部敦化、安圖西北部，玉米光溫生產(chǎn)潛力相對較低，為14 889～15 891 kg/hm2;延邊南部龍井南部、和龍東部小部分地區(qū)和圖們西南部，玉米光溫生產(chǎn)潛力相對較高，為17 896～18 896 kg/hm2。

2.3? ? 水稻和玉米氣候生產(chǎn)潛力

水稻氣候生產(chǎn)潛力在5 899～16 715 kg/hm2之間，平均值為12 721 kg/hm2，空間分布是延邊南部高、東部和西部低。延邊西部敦化西南部、安圖西南部水稻氣候生產(chǎn)潛力相對較低，為6 411～9 351 kg/hm2;延邊南部和龍東部、龍井南部和琿春南部小部分地區(qū)水稻氣候生產(chǎn)潛力相對較高，為15 230～18 168 kg/hm2。玉米光溫生產(chǎn)潛力在13 616～17 850 kg/hm2之間，平均值為15 822 kg/hm2，空間分布是延邊中南部高、西北部低。延邊西北部敦化、安圖西北部，玉米光溫生產(chǎn)潛力相對較低，為13 616～14 675 kg/hm2;延邊南部龍井南部、和龍東部小部分地區(qū)和圖們西南部，玉米光溫生產(chǎn)潛力相對較高，為16 793～17 850 kg/hm2。

3? ? 結(jié)論與討論

本文按照熱量資源、日照資源、水資源等氣候因素計算的水稻、玉米生產(chǎn)潛力，采用各氣象要素（氣溫、降水量、日照等）的平均數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)潛力總量，但有很多不確定性因素存在，如未考慮極端氣候事件、病蟲害、雜草和土地利用率等對水稻和玉米生產(chǎn)潛力的影響;考慮氣象因素的同時，未考慮社會經(jīng)濟因素如施肥措施、灌溉方法、機械自動化的投入等。

本文對水稻和玉米的生產(chǎn)潛力討論只是運用理論，若將以上問題加以研究，再與大數(shù)據(jù)、云計算相結(jié)合，進而得到農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃結(jié)果，這對吉林延邊水稻和玉米生產(chǎn)將會更具有操作性。

4? ? 參考文獻

[1] 任美鍔.四川省農(nóng)作物生產(chǎn)力的地理分布[J].地理學(xué)報，1950，16（1）：1-22.

[2] 竺可楨.論我國氣候的幾個特點及其與糧食作物生產(chǎn)的關(guān)系[J].地理學(xué)報，1964，30（1）：1-13.

[3] 馬樹慶.東北區(qū)農(nóng)業(yè)氣候土壤資源潛力及開發(fā)利用研究[J].地理科學(xué)，1995，15（3）：243-253.

[4] 馬樹慶.吉林省糧食生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)自然資源利用率研究[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，1997，18（2）：24-28.

[5] 張雄化，鐘若愚.自然資源利用及其效率研究：基于糧食安全生產(chǎn)的視角[J].技術(shù)經(jīng)濟與管理研究，2014（12）：3-7.

[6] 馬樹慶，郭順姬，白亞梅，等.東北區(qū)農(nóng)業(yè)氣候土壤資源潛力及開發(fā)利用研究[J].地理科學(xué)，1995，15（3）：243-252.

[7] 馬樹慶.氣候變化對東北區(qū)糧食產(chǎn)量的影響及其適應(yīng)性對策[J].氣象學(xué)報，1996，54（4）：484-492.

[8] 李秀芬，馬樹慶，宮麗娟，等.基于WOFOST的東北地區(qū)玉米生育期氣象條件適宜度評價[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2013，34（1）：43-49.

[9] 李春云，戴玉杰，宋玉紅.蒸發(fā)勢的一種計算方法[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2001，12（1）：91-96.