江淮分水嶺地區(qū)一季稻氣候生產(chǎn)潛力評(píng)估

李 威, 王學(xué)林, 楊太明, 蔣躍林, 柳冬青, 王 志

(1.合肥市氣象局, 合肥 230000; 2.安徽省氣象科研所, 合肥 230000;3.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué), 合肥 230000; 4.浙江大學(xué) 土地與國家發(fā)展研究院, 杭州 310000)

江淮分水嶺地區(qū)位于安徽省中部丘陵、淺山區(qū)，地處長江淮河之間，是長江流域與淮河流域的分界線，包括合肥、六安、滁州、淮南等4市在內(nèi)的13個(gè)市縣，國土總面積近2萬km2，耕地面積占30%以上[1]。本區(qū)地處亞熱帶濕潤氣候區(qū)北緣，是亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)向暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)轉(zhuǎn)換的過渡帶，光照充足，熱量豐富。該區(qū)常年平均氣溫15.8℃，≥0℃積溫5 783.6℃，平均日照5.3 h，平均降水量1 007.6 mm。但由于季風(fēng)氣候的影響，使本地冬夏兩季溫度各異[2]；江淮分水嶺的分水作用又導(dǎo)致江淮分水嶺脊線兩側(cè)降水量等氣候條件存在顯著差異，氣候資源分布不均導(dǎo)致該區(qū)域不同地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力存在較明顯差異。

水稻是江淮分水嶺地區(qū)最重要的糧食作物，種植品種以一季稻為主。一季稻生產(chǎn)對(duì)氣候條件高度依賴，隨著全球氣候變暖，極端天氣氣候事件增多，加上江淮分水嶺地區(qū)旱澇災(zāi)害頻發(fā)，使得江淮分水嶺地區(qū)氣候資源不太穩(wěn)定，一季稻生長發(fā)育及產(chǎn)量將發(fā)生改變，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定因素加大。氣候生產(chǎn)潛力是評(píng)價(jià)地區(qū)氣候資源優(yōu)劣的重要依據(jù)之一。氣候生產(chǎn)潛力是指在一定的光、溫、水資源條件下，其他環(huán)境因素(CO2，養(yǎng)分等)和作物群體因素處于最適宜狀態(tài)時(shí)，作物利用當(dāng)?shù)氐墓?、溫、水資源的潛在生產(chǎn)力。通過對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力的評(píng)估，可直接反映地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中光﹑熱和水資源間配置是否滿足作物的生長所需，有利于找出區(qū)域農(nóng)作物生長的主要?dú)夂蛳拗埔蜃覽3]。

近年來對(duì)于關(guān)于氣候生產(chǎn)潛力的研究愈來愈多，并提出大量有價(jià)值的估算模型。劉江等[4]采用機(jī)制法估算玉米生育期氣候生產(chǎn)潛力，利用EOF和REOF分解法分析其時(shí)空特征。王春學(xué)等[5]使用Miami模型重建了1850年以來川西高原北部植被的氣候生產(chǎn)潛力。李敏[6]采用逐級(jí)訂正法估算氣候生產(chǎn)潛力，并用gis空間插值法分析了遼寧省近30 a的水稻氣候生產(chǎn)潛力的時(shí)空分布特征。閆軍輝等[7]采用Thornthwaite Memorial模型估算了上海市近145年的氣候生產(chǎn)潛力，并定量評(píng)估了氣溫和降水對(duì)上海市氣候生產(chǎn)潛力的相對(duì)貢獻(xiàn)率，指出降水對(duì)氣候生產(chǎn)潛力的變化起主導(dǎo)作用。盧燕宇等從氣候的資源和災(zāi)害的雙重屬性出發(fā)，構(gòu)建了冬小麥氣候生產(chǎn)潛力和脅迫風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)[8]。黃愛軍[9]研究指出江淮地區(qū)1960—2007年水稻光合生產(chǎn)潛力呈下降趨勢(shì)，而光溫生產(chǎn)潛力與氣候生產(chǎn)潛力呈上升趨勢(shì)。還有其他的一些學(xué)者對(duì)于國內(nèi)外各地區(qū)的氣候生產(chǎn)潛力都進(jìn)行了研究[10-16]。但在氣候變化及區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，對(duì)于區(qū)域及關(guān)鍵作物的氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行研究具有更加重要和具體的意義。

本文通過對(duì)江淮分水嶺地區(qū)一季稻氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行計(jì)算分析，并根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量與估算結(jié)果之間的差距，分析水稻生產(chǎn)的氣候資源利用率，找出低資源利用率區(qū)域的氣象限制因子，分析其氣候資源利用率較低的原因，并從氣候生產(chǎn)潛力角度針對(duì)性提出增產(chǎn)指導(dǎo)建議，挖掘其最大生產(chǎn)潛力，可為江淮地區(qū)農(nóng)業(yè)種植適宜性區(qū)劃提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為提高水稻現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力提供理論依據(jù)，對(duì)制定適應(yīng)氣候變化的策略具有重要參考和指導(dǎo)意義。

1 資料與方法

1.1 資料來源

所用資料為中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)下載的江淮分水嶺13個(gè)站點(diǎn)1980—2016年逐日氣候資料(包括日照、氣溫、降水、風(fēng)速等)、臺(tái)站經(jīng)緯度坐標(biāo)，以及安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒網(wǎng)下載的1980—2014年江淮地區(qū)13個(gè)縣市一季稻產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

氣候生產(chǎn)潛力估算基于潛力衰減法，按光合、光溫、氣候潛力三級(jí)訂正進(jìn)行計(jì)算，先計(jì)算不同生育期，再累加得到全生育期生產(chǎn)潛力[17]。利用ArcGIS 10.2空間插值分析繪制江淮分水嶺地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力空間分布圖，用Origin軟件繪制散點(diǎn)圖與趨勢(shì)線，利用Mann-Kendall(M-K檢驗(yàn))法對(duì)研究區(qū)氣候生產(chǎn)潛力變化趨勢(shì)進(jìn)行趨勢(shì)性檢驗(yàn)[18]，利用SPSS軟件進(jìn)行氣候資源與氣象因子的相關(guān)性分析與逐步回歸。

1.2.1 光合生產(chǎn)潛力 光合生產(chǎn)潛力(YQ)指的是作物在不考慮其他因素條件下，即假設(shè)水分溫度土壤農(nóng)科技術(shù)等均處于適宜條件下，由光能資源形成的在單位時(shí)間及單位面積內(nèi)的產(chǎn)量理論值。

計(jì)算公式如下[6]：

式中:YQ為單位面積光合生產(chǎn)潛力(kg/hm2);C為單位轉(zhuǎn)換系數(shù),取值為10 000;∑Qi為生育期總輻射量(MJ/m2),采用氣候?qū)W日照百分率計(jì)算可得。其他相關(guān)系數(shù)的物理含義及賦值見表1,參數(shù)參照網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)[2]。

1.2.2 光溫生產(chǎn)潛力 光溫生產(chǎn)潛力(YT)是指在光合生產(chǎn)潛力條件下，假設(shè)CO2，水分、溫度、土壤、農(nóng)科技術(shù)等均處于事宜條件下考慮溫度及輻射因素并通過溫度訂正系數(shù)得出的單位時(shí)間單位面積的最高產(chǎn)量。計(jì)算公式為[4]：

式中:T為水稻生育期各月平均氣溫;T0,T1,T2是作物生產(chǎn)三基點(diǎn)溫度,即作物生育的最適溫度、作物生育的下限溫度和作物生育的上限溫度,賦值見表2[17]。

表1 水稻光合生產(chǎn)潛力各參數(shù)含義及數(shù)值

表2 一季稻各生育期三基點(diǎn)溫度 ℃

1.2.3 氣候生產(chǎn)潛力 氣候生產(chǎn)潛力(YW)是假設(shè)CO2，土壤、農(nóng)科技術(shù)等均處于適宜條件下，作物在光溫生產(chǎn)潛力基礎(chǔ)上考慮水分限制因素所估算的生產(chǎn)潛力。計(jì)算公式如下[6]：

式中:Pe為作物生育期內(nèi)有效降水量(mm);ETc為作物理論需水量(mm),采用FAO推薦的公式:

ETC=KC×ET0

式中:KC為作物需水系數(shù),水稻各生育期需水系數(shù)見表3;ET0為參考作物蒸散量(mm),采用Penman-Menteith公式估算得來,計(jì)算公式及參數(shù)取值參照參考文獻(xiàn)[6]。

表3 水稻各生育階段作物系數(shù)

1.2.4 氣候資源利用率 作物的氣候資源利用率即將作物生育期內(nèi)的氣候資源轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)量的比率，是作物生長過程中對(duì)農(nóng)業(yè)開發(fā)、技術(shù)推廣的綜合反映[19]。計(jì)算公式為:

氣候資源利用率=作物實(shí)際產(chǎn)量/氣候生產(chǎn)潛力×100%

1.2.5 氣候傾向率分析 本研究在分析水稻生產(chǎn)潛力變化趨勢(shì)時(shí)，采用氣候傾向率進(jìn)行分析，計(jì)算公式為：

Y=at+b(t=1,2,3,…,n)

式中:t為時(shí)間;a,b為系數(shù),由最小二乘法來確定;當(dāng)a>0吋,生產(chǎn)潛力與時(shí)間t呈正比,當(dāng)a<0吋,生產(chǎn)潛力與時(shí)間t呈反比。a的大小代表生產(chǎn)潛力升降程度,一般以a×10[kg/(hm2·10 a)]作為氣候傾向率[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合生產(chǎn)潛力時(shí)空變化分析

2.1.1 時(shí)間變化趨勢(shì) 由圖1看出，1980—2016年江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期內(nèi)的光合生產(chǎn)潛力在19 000～25 000 kg/hm2，平均光合生產(chǎn)潛力為21 783.45 kg/hm2，年際變化波動(dòng)較大，最大值出現(xiàn)在1981年，為24 590.22 kg/hm2，最小值出現(xiàn)在2014年，為19 306.48 kg/hm2，相差5 283.74 kg/hm2。由線性趨勢(shì)可知，江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期平均光合生產(chǎn)潛力隨時(shí)間變化呈下降趨勢(shì)，下降趨勢(shì)較為明顯，平均下降幅度為550.95 kg/(hm2·10 a)。

圖1 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季光合生產(chǎn)潛力年際變化

根據(jù)MK突變檢驗(yàn)圖(圖2)所示，江淮分水嶺地區(qū)各站點(diǎn)光合生產(chǎn)潛力在2002年附近發(fā)生突變。1980—2002年呈現(xiàn)不顯著上升趨勢(shì)；2001—2016年呈下降趨勢(shì)，其中2002—2009年的下降速率為332.47 kg/(hm2·10 a)，下降趨勢(shì)不顯著，2009年后則以1 470.74 kg/(hm2·10 a)的速率顯著下降。

2.1.2 空間分布特征 由于江淮分水嶺地區(qū)各站點(diǎn)地理經(jīng)緯度較為接近，因此江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力分布特點(diǎn)同太陽輻射分布較為相似。江淮分水嶺西北部淮南壽縣等地區(qū)在脊線西側(cè)，降水量少于東部滁州全椒等地，加上一季稻生長季期間地理緯度偏北地區(qū)白晝時(shí)間多于南部地區(qū)，因而日照時(shí)數(shù)多于西南部地區(qū)，導(dǎo)致太陽輻射量在空間上表現(xiàn)為西北多，東南少。利用ArcGIS空間插值將1980—2016年江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力空間分布劃分為高、中、低3個(gè)等級(jí)(圖3)，可以發(fā)現(xiàn)，江淮分水嶺地區(qū)分水脊線對(duì)該區(qū)域光合生產(chǎn)潛力有非常明顯的分界作用。該地區(qū)光合生產(chǎn)潛力沿其分水脊線兩側(cè)呈階梯狀分布，走向?yàn)闁|北—西南走向，空間分布區(qū)域特征明顯。分水脊線西北側(cè)的淮南市、鳳陽縣等地為光合生產(chǎn)潛力高值區(qū)，該區(qū)域光合潛力平均值約為22 270 kg/hm2；脊線附近的六安市、長豐縣、定遠(yuǎn)縣等低為光合生產(chǎn)潛力中值區(qū)，該區(qū)域光合潛力平均值為22 180 kg/hm2；脊線東南側(cè)的合肥市、全椒縣等地為低值區(qū)，光合生產(chǎn)潛力平均為21 060 kg/hm2。江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力平均值為21 783.45 kg/hm2，最小值為滁州市20 979.62 kg/hm2，最大值為來安縣22 453.93 kg/hm2。

圖2 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季光合生產(chǎn)潛力M-K突變檢驗(yàn)

圖3 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季光合生產(chǎn)潛力分布

2.2 光溫生產(chǎn)潛力時(shí)空變化分析

2.2.1 時(shí)間變化趨勢(shì) 由圖4看出，1980—2016年江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期內(nèi)的光溫生產(chǎn)潛力值與光合生產(chǎn)潛力較為接近，各站點(diǎn)的光溫生產(chǎn)潛力在19 000～25 000 kg/hm2，平均光溫生產(chǎn)潛力為21 408.93 kg/hm2，年際變化波動(dòng)同樣較大，1981年達(dá)到最大值24 183.44 kg/hm2， 2014年則達(dá)到最小值19 085.12 kg/hm2，相差5 098.32 kg/hm2。江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期平均光溫生產(chǎn)潛力隨時(shí)間變化同樣呈下降趨勢(shì)，但由于氣候變暖等因素的影響，導(dǎo)致光溫生產(chǎn)潛力下降速度較光合生產(chǎn)潛力下降速度略有回升，平均下降幅度為526.53 kg/(hm2·10 a)。

圖4 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季光溫生產(chǎn)潛力年際變化

如圖5所示，江淮分水嶺地區(qū)光溫生產(chǎn)潛力年際變化趨勢(shì)同光合生產(chǎn)潛力較為類似，光溫M-K統(tǒng)計(jì)的突變年份則發(fā)生于2007年前后。江淮分水嶺地區(qū)光溫生產(chǎn)潛力在2007年之前較為平穩(wěn)，無顯著性下降趨勢(shì)；2007—2016年，光溫生產(chǎn)潛力則以325.1 kg/(hm2·10 a)的速率下降，2011年后下降速度超過0.05顯著水平。

圖5 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季光溫生產(chǎn)潛力M-K突變檢驗(yàn)

2.2.2 空間分布特征 江淮分水嶺地區(qū)光溫生產(chǎn)潛力在空間分布上與光合生產(chǎn)潛力非常相似。圖6為江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力分布圖。從圖中可以看出，1980—2016年，江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長期間光溫生產(chǎn)潛力總體表現(xiàn)為由東南向西北逐漸增加。西北部淮南鳳陽等地為高值區(qū)，平均值約為21 930 kg/hm2；分水脊線附近的六安、長豐定遠(yuǎn)為中值區(qū)，平均約21 800 kg/hm2；東南部滁州全椒等地為低值區(qū)，平均20 700 kg/hm2。江淮分水嶺地區(qū)光溫生產(chǎn)潛力平均值為21 408.93 kg/hm2，最小值為滁州20 270.46 kg/hm2，最大值為壽縣22 047.28 kg/hm2。

圖6 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季光溫生產(chǎn)潛力分布

2.3 氣候生產(chǎn)潛力時(shí)空變化分析

2.3.1 時(shí)間變化趨勢(shì) 由圖7看出，1980—2016年江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期內(nèi)的氣候生產(chǎn)潛力值在7 000～21 000 kg/hm2，平均值為14 567.56 kg/hm2。年際變化波動(dòng)較大，最大值出現(xiàn)在1987年，為20 749.56 kg/hm2，最小值出現(xiàn)在2001年，驟減為7 415.05 kg/hm2，相差13 334.51 kg/hm2。查閱江淮分水嶺地區(qū)降水量資料得知，2001年江淮分水嶺地區(qū)各站點(diǎn)一季稻發(fā)育期降水均量為309 mm，僅為常年的45.8%，因而導(dǎo)致該年氣候生產(chǎn)潛力值遠(yuǎn)低于常年。由線性趨勢(shì)可知，江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期平均光合生產(chǎn)潛力隨時(shí)間變化呈緩慢下降趨勢(shì)，下降趨勢(shì)不明顯，平均下降幅度為208.92 kg/(hm2·10 a)。

圖7 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候生產(chǎn)潛力年際變化

根據(jù)MK突變檢驗(yàn)圖(圖8)所示，江淮分水嶺地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力在1992年之前呈上升趨勢(shì)，但未通過0.05顯著水平，上升趨勢(shì)不顯著；1993—2016年，江淮分水嶺地區(qū)一季稻氣候生產(chǎn)潛力則以282.3 kg/(hm2·10 a)的速率下降，下降趨勢(shì)不顯著。

2.3.2 空間變化趨勢(shì) 由圖9看出，江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候生產(chǎn)潛力呈現(xiàn)西南部及東北部高、中部低的特點(diǎn)。西南部六安、肥西和東北部來安等地氣候生產(chǎn)潛力較高，其中最高值為六安，該區(qū)域一季稻生長季降水量最高，達(dá)到15 637.58 kg/hm2，中部合肥、定遠(yuǎn)、淮南等地氣候生產(chǎn)潛力值較低，其中合肥為14 208.71 kg/hm2，為江淮分水嶺地區(qū)各站點(diǎn)最低值，造成這一結(jié)果的原因?yàn)楹戏实貐^(qū)一季稻發(fā)育期內(nèi)的總降水量及光照總時(shí)數(shù)均為江淮分水嶺地區(qū)低值區(qū)，這表明降水及光照是合肥地區(qū)主要?dú)庀笙拗埔蜃印?/p>

圖8 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候生產(chǎn)潛力M-K突變檢驗(yàn)

圖9 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候生產(chǎn)潛力分布

2.4 氣候資源利用率時(shí)空變化分析

2.4.1 時(shí)間變化趨勢(shì) 如圖10所示，1980—2016年江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期內(nèi)的氣候資源利用率在25%～85%，年際變化波動(dòng)較大，氣候資源利用率最高年份出現(xiàn)在2001年，達(dá)到了82.4%。1980年達(dá)到了27.99%，為江淮分水嶺地區(qū)氣候資源利用率最低值。由線性趨勢(shì)可知，江淮分水嶺地區(qū)一季稻生育期平均光合生產(chǎn)潛力隨時(shí)間變化呈緩慢上升趨勢(shì)，平均上升幅度為3.1%/(10 a)。這體現(xiàn)了隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與農(nóng)業(yè)科技水平的不斷進(jìn)步，江淮分水嶺地區(qū)不利氣候因子對(duì)農(nóng)作物生長發(fā)育的限制力越來越低，對(duì)于氣候資源的利用率越來越高。

根據(jù)MK突變檢驗(yàn)圖(圖11)，江淮分水嶺地區(qū)氣候資源利用率呈上升趨勢(shì)。在1980—1996年，江淮分水嶺地區(qū)一季稻平均資源利用率為45.20%，氣候資源利用率緩慢上升，上升趨勢(shì)不顯著；在1997—2015年平均資源利用率則為52.94%，上升趨勢(shì)顯著。

圖10 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候資源利用率年際變化

圖11 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候資源利用率M-K突變檢驗(yàn)

2.4.2 空間變化趨勢(shì) 如圖12所示，江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候資源利用率在空間分布上同氣候生產(chǎn)潛力的分布呈現(xiàn)相反的特點(diǎn)，總體上表現(xiàn)為自西向東遞增，東南部全椒滁州為高值區(qū)，西南部六安、東北部定遠(yuǎn)明光為低值區(qū)。氣候資源利用率最高的站點(diǎn)為全椒縣，表明其生產(chǎn)潛力開發(fā)程度最高，達(dá)到了60.85%；最低的站點(diǎn)為六安，由于地形條件及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等多種因素，造成六安市氣候資源利用率較低，僅為40.22%，說明該地區(qū)一季稻有近60%的增產(chǎn)潛力。該地區(qū)應(yīng)該增加農(nóng)業(yè)科技投入，提高耕種技術(shù)和管理方法，充分利用其優(yōu)越自然條件，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，以提高其氣候資源利用率。

2.5 氣象因子對(duì)氣候生產(chǎn)潛力影響分析

對(duì)江淮分水嶺地區(qū)一季稻氣候生產(chǎn)潛力同日均溫、日照時(shí)數(shù)等氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析及回歸分析。江淮分水嶺各站點(diǎn)一季稻氣候生產(chǎn)潛力同日照時(shí)數(shù)相關(guān)系數(shù)見表4。從表中可以得知，降水量、日最高氣溫和參考作物蒸散是影響江淮分水嶺地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力最重要的3個(gè)氣象因子。其中，江淮分水嶺地區(qū)13個(gè)站點(diǎn)的降水量均與氣候生產(chǎn)潛力呈極顯著正相關(guān)，84.6%的站點(diǎn)日最高氣溫與氣候生產(chǎn)潛力顯著負(fù)相關(guān)，61.5%的站點(diǎn)參考作物蒸散與氣候生產(chǎn)潛力顯著負(fù)相關(guān)。對(duì)整個(gè)江淮分水嶺地區(qū)平均氣候生產(chǎn)潛力與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析得出，江淮分水嶺地區(qū)降水量同氣候生產(chǎn)潛力極顯著正相關(guān)，日照與氣候生產(chǎn)潛力顯著正相關(guān)，而日均溫、≥15℃積溫及參考作物蒸散量同氣候生產(chǎn)潛力呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，最低氣溫與氣候生產(chǎn)潛力則無顯著相關(guān)關(guān)系。

圖12 江淮分水嶺地區(qū)一季稻生長季氣候資源利用率分布

表4 氣候生產(chǎn)潛力與氣象因子相關(guān)分析

氣象要素對(duì)江淮分水嶺地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力的逐步回歸方程見表5。由表可知，江淮分水嶺地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力的主要貢獻(xiàn)氣象因子為降水、日最高氣溫和參考作物蒸散，逐步回歸方程的決定系數(shù)為0.504，表明江淮分水嶺地區(qū)降水等氣象因子的變化率可以解釋整個(gè)區(qū)域50.4%的氣候生產(chǎn)潛力變化率。滁州、定遠(yuǎn)、淮南、來安、明光、全椒這6個(gè)站點(diǎn)氣候生產(chǎn)潛力只以降水量為主要貢獻(xiàn)因子，這些站點(diǎn)主要分布在降水量較多的江淮分水嶺脊線以東地區(qū)；肥東縣和長豐縣以降水量和日最高氣溫為主要貢獻(xiàn)因子；肥西縣和鳳陽縣以降水量和太陽輻射為主要貢獻(xiàn)因子；合肥市和壽縣以降水量和作物蒸散為主要貢獻(xiàn)因子；六安市降水量、太陽輻射、≥15℃積溫都是其氣候生產(chǎn)潛力主要貢獻(xiàn)因子，這表明江淮分水嶺地區(qū)六安市的光、溫、水等氣象組合條件皆適宜一季稻的生長發(fā)育，該地區(qū)一季稻種植具有非常大的增產(chǎn)潛力。

表5 氣候生產(chǎn)潛力與氣象因子回歸分析

3 結(jié) 論

本研究主要根據(jù)江淮分水嶺地區(qū)1980—2016年地面觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)，采用逐級(jí)訂正法計(jì)算出各站點(diǎn)光合、光溫、氣候生產(chǎn)潛力值，并根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量，計(jì)算出研究區(qū)的氣候資源利用率。結(jié)果表明，江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力、光溫生產(chǎn)潛力與氣候生產(chǎn)潛力總體呈下降趨勢(shì)，這表明江淮分水嶺地區(qū)1980年以來光、溫、水等氣候組合條件越來越不利于一季稻的生長發(fā)育；氣候資源利用率總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，表明隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，氣候條件對(duì)于江淮分水嶺地區(qū)一季稻的生長發(fā)育限制性影響越來越小。

江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力與光溫生產(chǎn)潛力空間分布相似，江淮分水嶺脊線西北側(cè)為高值區(qū)，東南側(cè)為低值區(qū)；氣候生產(chǎn)潛力則呈現(xiàn)西南部及東北部高、中部低的特點(diǎn)，最高值為六安。氣候資源利用率總體上則表現(xiàn)為自西向東遞增，氣候資源利用率最高的站點(diǎn)為全椒縣，表明其生產(chǎn)潛力開發(fā)程度為研究區(qū)最高，最低的站點(diǎn)則為氣候生產(chǎn)潛力最高的六安，該地區(qū)一季稻有近60%的增產(chǎn)潛力。

降水量、日最高氣溫和參考作物蒸散是影響江淮分水嶺地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力最主要的3個(gè)氣象因子。江淮分水嶺地區(qū)降水、氣溫等氣象因子的變化率可以解釋研究區(qū)域50.4%的氣候生產(chǎn)潛力變化率，其中又以降水因子對(duì)氣候生產(chǎn)潛力變化值的貢獻(xiàn)率為最高。六安一季稻生長季降水量為研究區(qū)最高，因此其氣候生產(chǎn)潛力值為研究區(qū)最高，這與閆軍輝等人的研究成果一致。

江淮分水嶺地區(qū)光合生產(chǎn)潛力、光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力等值的地理分布與現(xiàn)實(shí)一季稻產(chǎn)量的實(shí)際分布并不一致，這是由于農(nóng)業(yè)實(shí)際產(chǎn)量除了受光、溫、水等氣候條件影響之外，還受到地形、土壤、農(nóng)業(yè)技術(shù)水平等眾多因素制約[21]。六安市、定遠(yuǎn)縣等地區(qū)氣候資源利用率明顯低于其他地區(qū)，表明這些地具有較大的氣候資源開發(fā)潛力，應(yīng)該因地制宜，對(duì)增產(chǎn)潛力高的地區(qū)增加科技投入與投資，最大化提高其氣候資源利用率，最大限度發(fā)揮農(nóng)業(yè)投資的經(jīng)濟(jì)效益。

本研究還存在一些不足之處，比如該區(qū)域所選站點(diǎn)有限，且站點(diǎn)分布不均勻，未考慮到地形等因子對(duì)氣候生產(chǎn)潛力的影響，計(jì)算公式中的部分參數(shù)還需要根據(jù)研究區(qū)實(shí)際進(jìn)行本地化調(diào)整與修正等。