淺析山西省玉米生產(chǎn)潛力的空間差異

摘 要 人類的生存和發(fā)展需要以土地資源作為基礎(chǔ)條件，社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展也離不開土地資源的承載作用。然而近年來的實(shí)際情況是人多地少，土地資源被各種因素破壞，造成耕地資源越加緊缺。因此合理進(jìn)行土地資源配置，不斷提高其生產(chǎn)潛力，是合理解決資源緊缺和保障糧食基礎(chǔ)的重要條件。基于此，根據(jù)研究區(qū)玉米生產(chǎn)的實(shí)際情況，結(jié)合近年10 a氣候條件要素和土壤基礎(chǔ)要素，分析山西省玉米生產(chǎn)潛力，旨在促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 土地生產(chǎn)潛力；空間特征；山西

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.35.030

土地生產(chǎn)潛力就是在現(xiàn)有的自然生產(chǎn)條件中，所能產(chǎn)出的對(duì)人類有用的生物產(chǎn)品或經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的最高產(chǎn)品出產(chǎn)潛力值[1]。生產(chǎn)潛力需要根據(jù)不同品種的作物來計(jì)算，因此需要甄別影響作用最大的作物，根據(jù)研究區(qū)實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)查選擇玉米。

1 材料與方法

1.1 材料

在晉北、晉中、晉南范圍內(nèi)隨機(jī)選擇18個(gè)縣域，作為研究區(qū)域。玉米產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自山西省統(tǒng)計(jì)年鑒（2006-2015年），氣候要素?cái)?shù)據(jù)通過氣象站獲得、土壤要素?cái)?shù)據(jù)整理自全國第二次土地調(diào)查。

1.2 方法

采用光溫階乘法，利用影響因素系數(shù)衰減原理計(jì)算出土地生產(chǎn)潛力，主要影響因素是光、溫、水、土，即太陽輻射量、溫度、降水量、濕度、土壤養(yǎng)分和土壤有機(jī)質(zhì)等[2]。其公式是：y=yq×f（t）×f（w）×f（l）。式中，y是玉米生產(chǎn)潛力，yq是光合生產(chǎn)潛力，f（t）是溫度衰減系數(shù)，f（w）是水分衰減系數(shù)，f（l）是土壤衰減系數(shù)。

公式中Q為太陽總輻射量，F(xiàn)為光能利用率，C為干物質(zhì)發(fā)熱量，E為作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)。f（t）=0.04301t-0.0005771t2，t為玉米生長期內(nèi)的平均溫度。水分衰減系數(shù)模型使用具有代表性的是根據(jù)實(shí)際蒸散量與作物需水量來計(jì)算，公式f（w）=r/e，式中r是降水量，e實(shí)際蒸散量。土壤衰減系數(shù)的計(jì)算模型較多，可操作性強(qiáng)且有說服力的是土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)相乘模型。f（l）=N×O式中，N是土壤養(yǎng)分指數(shù)，O是土壤有機(jī)質(zhì)指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 衰減程度分析

根據(jù)上述公式的計(jì)算，可得出山西省各縣市玉米生產(chǎn)潛力，見表1。由表1可知，只考慮光照資源影響下，潛力最高的是大同38879.24kg/hm2，晉北地區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，干燥少雨的天氣狀況對(duì)比其他地區(qū)，光照被外界影響小；最低是運(yùn)城33747.72 kg/hm2，運(yùn)城的天氣狀況剛好與大同相反，玉米生長期內(nèi)多雨并且濕潤的天氣條件，導(dǎo)致光照受到大氣層厚度影響。受溫度衰減最小的是晉西南的臨汾，光溫潛力值24161.19 kg/hm2，由于周圍是群山，盆地內(nèi)冷空氣入侵明顯困難，玉米生長期內(nèi)溫度高于其他地區(qū)；而以山地居多的五臺(tái)，則受冷空氣影響明顯，導(dǎo)致了玉米生長期內(nèi)均溫低，最終被溫度衰減后只有18968.10 kg/hm2。受水分衰減最小的是晉東南的陽城，氣候潛力值16764.29 kg/hm2，此地屬半濕潤氣候，與其他地區(qū)相比相對(duì)濕度高，水分條件明顯較好；大同受水分衰減最大，受地形和氣候雙重影響，相對(duì)濕度低，降水量不足，最終氣候潛力值只有11175.22 kg/hm2。受土壤養(yǎng)分衰減最小的也是陽城，光、溫、水三者的組合情況相對(duì)較好，土壤養(yǎng)分狀況也相對(duì)適宜，最終潛力值是

10896.79 kg/hm2；最差的是右玉，只有4715.40 kg/hm2，光、溫、水、土四者的組合情況均不理想。

山西省玉米的光合、光溫、氣候、土地生產(chǎn)潛力平均值分別是36548.34 kg/hm2、22311.94 kg/hm2、14266.96 kg/hm2、

8049.25 kg/hm2，衰減程度分別是溫度衰減40%、水分衰減37%、土壤衰減44%，表明幾種因素對(duì)玉米生產(chǎn)影響是土壤>溫度>水分>光照，因此山西省在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)特別注意提高耕地土壤養(yǎng)分利用率。

2.2 空間分析

由圖1可知山西省玉米生產(chǎn)潛力南北差異較大，整體上從南向北降低，大體可分成晉南高產(chǎn)區(qū)、晉東南較高產(chǎn)區(qū)、晉中中等水平產(chǎn)區(qū)、晉東和晉東北較低水平產(chǎn)區(qū)以及晉北和晉西北低產(chǎn)區(qū)五大區(qū)域。

這五大部分具體情況并不相同，受氣候和土壤雙重影響最嚴(yán)重的晉北和晉西北低產(chǎn)區(qū)，降水不足，存在低溫、土壤條件差現(xiàn)象，挖掘玉米生產(chǎn)力要注意克服這些制約因素。光照條件一般、降水相對(duì)不足和溫度條件較差的晉東北較低產(chǎn)區(qū)，增產(chǎn)需要注意農(nóng)田灌溉和保證積溫充足。光照、降水和溫度各方面條件都是中等的晉中和晉西南地區(qū)，應(yīng)努力改善各資源綜合利用，發(fā)揮更高的效率，提高現(xiàn)有玉米生產(chǎn)水平。降水和溫度條件都比較適應(yīng)玉米生長的晉南地區(qū)，主要是提高光合利用率。最后是各資源條件整合狀況相對(duì)理想的晉東南高產(chǎn)區(qū)，可進(jìn)一步資源的綜合利用，使資源組合利用率最大化[3]。

此外，對(duì)全省各區(qū)域都有不同程度影響的土壤狀況也很重要，當(dāng)土壤養(yǎng)分不足時(shí)，對(duì)玉米生長的限制作用極大，不及時(shí)供給肥力，最終導(dǎo)致產(chǎn)量受損。因此還需要充分改善土壤資源的養(yǎng)分狀況，保障玉米生產(chǎn)期內(nèi)養(yǎng)分的充足供應(yīng)。

3 結(jié)論

3.1 提高耕地資源利用率

在面對(duì)耕地資源緊缺情況下，提高利用率是關(guān)鍵問題，可以采取科學(xué)施肥和合理使用農(nóng)藥等措施，同時(shí)配套使用相應(yīng)的農(nóng)藥技術(shù)。在改良利用中，需要注意避免耕地破壞及地下水污染，使資源整合效益提高，由此提高耕地利用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 提高農(nóng)業(yè)水資源利用技術(shù)

研究區(qū)水資源緊缺程度嚴(yán)重，同時(shí)易發(fā)生水土流失現(xiàn)象，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此搞好水資源的開發(fā)利用顯得尤為關(guān)鍵。首先要避免水土流失加劇，采用綜合技術(shù)進(jìn)行治理。同時(shí)在農(nóng)耕區(qū)要使用節(jié)水灌溉新技術(shù)，以最優(yōu)組合灌溉利用水資源，同時(shí)加強(qiáng)灌溉新技術(shù)的宣傳。

3.3 拓展空間農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)

充分?jǐn)U大空間利用狀況，也是解決途徑之一。由于多山少川的地形情況，可在山區(qū)應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)，以此增溫保濕、增加產(chǎn)量，改善不利氣候條件影響。同時(shí)在盆地和平川等條件相對(duì)較好地區(qū)，要深耕細(xì)作，推廣良種，使用綜合新技術(shù)，培育玉米高產(chǎn)基地，建立農(nóng)業(yè)科學(xué)生產(chǎn)示范區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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[2]張晉科，張鳳榮，張琳.中國耕地的糧食生產(chǎn)能力與糧食產(chǎn)量對(duì)比研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，39（11）：2278-2285

[3]黨安榮，閻守邕，吳宏歧.基于GIS的中國土地生產(chǎn)潛力研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，20（6）：910-915

（責(zé)任編輯：趙中正）