 書單推薦 新書推薦 |
黃淮海平原氣候干旱對冬小麥產量和水分生產力的影響 
定 價：120 元
9 7 5 8 1 7 0 0 6 3 3 0 1 讀者對象:本書適用于農業(yè)科研、生產等領域的研究人員、專業(yè)技術人員、教學人員以及研究生 
《黃淮海平原氣候干旱對冬小麥產量和水分生產力的影響》概述了黃淮海平原的地理區(qū)位及自然環(huán)境條件、農業(yè)生產概況，通過對過去（1961~2014 年）氣象資料再分析，系統闡述了其農業(yè)氣候資源特點、時空趨勢變化和分異規(guī)律，并進一步借助作物模型、遙感影像、蒸散量反演模型等方法，揭示了黃淮海平原冬小麥不同生育期降水盈虧量特征及實際蒸散量水平，探明了冬小麥的水分生產力時空變異規(guī)律，評估了氣候干旱及對產量的影響，闡明了不同區(qū)域冬小麥干旱影響差異。《黃淮海平原氣候干旱對冬小麥產量和水分生產力的影響》深化了對黃淮海平原氣候資源變化規(guī)律的認識，探明了不同區(qū)域冬小麥的水分生產力和干旱影響時空分異規(guī)律，探索了冬小麥不同生育期干旱影響的研究方法和技術手段，研究結果為指導我國黃淮海糧食主產區(qū)的作物穩(wěn)產增產、提高農業(yè)水資源利用效率、加強農業(yè)氣象部門合理防災減災提供科學決策支持。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。 
目錄
第一章黃淮海平原概況1 第一節(jié)地理位置與行政區(qū)劃1 第二節(jié)自然地理條件2 一、氣象水文2 二、地形地貌2 三、土壤類型2 第三節(jié)農業(yè)生產概況3 第四節(jié)糧食高產穩(wěn)產需求與水資源危機4 參考文獻5 第二章農業(yè)氣候資源特點6 第一節(jié)數據來源與處理方法6 一、數據來源6 二、指標計算方法7 三、時序分析方法8 四、ET0對氣象要素的敏感性分析方法8 第二節(jié)太陽輻射變化特征8 一、太陽輻射量的時序變化特點8 二、太陽輻射量的突變特征10 三、太陽輻射量的空間分布格局10 第三節(jié)氣溫變化特征12 一、氣溫的時序變化12 二、氣溫的突變特征15 三、氣溫的空間分布特征17 第四節(jié)降水量變化特征22 一、降水量的時序變化22 二、降水量的空間分布格局23 第五節(jié)潛在蒸散量變化及其氣候影響因素25 一、潛在蒸散量的時序變化26 二、潛在蒸散量的空間分布格局28 三、潛在蒸散量氣候敏感系數29 四、潛在蒸散量對氣候變化的響應29 第六節(jié)降蒸差的時空變化特征31 一、降蒸差的空間分布特征32 二、降蒸差的季節(jié)變化34 三、降蒸差的周期變化特征36 第七節(jié)小結38 參考文獻42 第三章冬小麥生育期和降水盈虧量變化46 第一節(jié)數據來源與方法48 一、數據來源48 二、指標計算方法48 第二節(jié)冬小麥生育期變化及氣候影響因素50 一、生育期變化50 二、影響生育期變化的氣候因素52 第三節(jié)不同年代冬小麥生育期水分虧缺特征53 一、全生育期水分虧缺空間分布53 二、各生育階段水分虧缺空間分布54 三、冬小麥生育期水分虧缺變化原因55 第四節(jié)小結57 參考文獻59 第四章氣候干旱特征及對冬小麥產量影響62 第一節(jié)氣候干旱62 一、干旱災害的發(fā)生規(guī)律62 二、干旱指標63 三、干旱識別64 第二節(jié)冬小麥生長季干濕狀況的時空分布64 一、數據來源與方法64 二、相對濕潤度的變化特征65 三、冬小麥生長季相對濕潤度的變化特征67 四、氣候干旱頻率及其區(qū)域分布69 五、氣候干旱特征對氣候變化的區(qū)域響應71 第三節(jié)典型站點冬小麥生育階段的氣候干旱特征73 一、典型站點選取73 二、冬小麥生育階段的氣候干旱特征74 三、冬小麥生育階段氣候因素的年際變化趨勢76 四、冬小麥生育階段氣候干旱特征的關鍵影響因素80 第四節(jié)氣候干旱對冬小麥產量影響83 一、作物品種參數的調整與模型適用性的驗證83 二、冬小麥水分虧缺的變化及模擬灌溉量的確定84 三、干旱減產率的年際變化與區(qū)域對比87 四、干旱減產率的累計概率90 五、典型年份土壤水分變化及產量分析90 第五節(jié)小結95 參考文獻97 第五章干旱對不同土壤區(qū)冬小麥產量影響100 第一節(jié)影響冬小麥的主要因素100 一、氣象要素100 二、土壤類型101 三、水分101 第二節(jié)數據來源與方法103 一、典型區(qū)土壤特點103 二、代表站點氣候特點104 三、站點冬小麥生育期和灌溉需水量的變化106 四、試驗設計111 五、DSSAT模型參數調整和驗證111 第三節(jié)褐土區(qū)干旱對冬小麥產量的影響114 一、不同水分條件下冬小麥產量變化114 二、不同水分條件下冬小麥粒數變化115 三、不同水分條件下冬小麥千粒重變化116 四、不同水分條件下冬小麥生物量變化117 第四節(jié)潮土區(qū)干旱對冬小麥產量的影響118 一、不同水分條件下冬小麥產量變化118 二、不同水分條件下冬小麥粒數變化119 三、不同水分條件下冬小麥千粒重變化120 四、不同水分條件下冬小麥生物量變化121 第五節(jié)兩個典型站點冬小麥干旱適應能力比較122 第六節(jié)小結125 參考文獻126 第六章冬小麥實際蒸散量估算131 第一節(jié)實際蒸散量估算131 一、作物信息提取方法133 二、蒸散量估算方法134 第二節(jié)數據來源與方法137 一、氣象資料137 二、地面調查數據137 三、遙感影像139 四、地理數據140 五、生育期數據142 六、基于SEBAL模型的實際蒸散量估算142 第三節(jié)冬小麥種植分布信息提取145 一、作物生長的光譜信息數據庫構建145 二、非監(jiān)督分類與光譜耦合技術146 三、冬小麥分布結果147 四、亞像素估算147 五、精度評估148 第四節(jié)SEBAL地表蒸散估算150 一、凈輻射通量估算150 二、土壤熱通量估算150 三、顯熱通量估算152 四、潛熱通量估算153 五、日蒸散量估算154 六、精度驗證與誤差分析155 第五節(jié)冬小麥實際蒸散量157 一、冬小麥生長季實際蒸散量空間分異特征157 二、蒸散量與NDVI的相關性158 三、蒸散量與地表溫度的相關性160 四、蒸散量與地形參數的相關性161 第六節(jié)小結161 參考文獻162 第七章冬小麥水分生產力評價166 第一節(jié)水分生產力估算方法166 一、遙感技術在作物產量空間化中的應用166 二、作物水分生產力估算167 第二節(jié)冬小麥產量的基本特征169 第三節(jié)冬小麥柵格產量特征171 一、省域尺度的MODISNDVI光譜特征171 二、回歸方程構建172 三、冬小麥產量柵格化173 第四節(jié)冬小麥水分生產力分異特征175 一、不同時期冬小麥水分生產力估算175 二、冬小麥水分生產力時空變異特點175 第五節(jié)水分生產力影響因素研究177 一、冬小麥水分生產力與實際蒸散量和產量的相關關系177 二、冬小麥水分生產力與降水盈虧量的相關關系179 三、冬小麥水分生產力與需水盈虧量的相關關系180 四、冬小麥水分生產力與相對濕潤指數的相關關系181 第六節(jié)冬小麥水分生產力可能提升途徑182 第七節(jié)小結185 參考文獻187 Contents Chapter 1 The introduction of the Huang-Huai-Hai Plain.1 Section 1 The location and administrative division1 Section 2 The natural environmental conditions2 1.The hydrologic and meteorologic characteristics2 2.The topography characteristics2 3.The main soil types2 Section 3 The agricultural production situation3 Section 4 The importance of high-and-steady yield for winter wheat and water resources crisis4 Reference5 Chapter 2 The characteristics of agricultural climate resources in the Huang-Huai-Hai Plain 6 Section 1 The data collection and methods6 1.The data source 6 2.The calculation methods7 3.Time series analysis8 4.Sensitivity analysis method8 Section 2 The characteristic of the solar radiation8 1.Temporal variation of the solar radiation8 2.Mann-Kendall statistic curve of the solar radiation10 3.Spatial pattern in the solar radiation.10 Section 3 The characteristic of the mean temperature12 1.Temporal variation of the mean temperature12 2.Mann-Kendall statistic curve of the mean temperature15 3.Spatial pattern in the mean temperature17 Section 4 The characteristic of the precipitation22 1.Temporal variation of the precipitation22 2.Spatial pattern in the precipitation23 Section 5 The characteristic of potential evapotranspiration and its key climatic factors25 1.Temporal variation of potential evapotranspiration26 2.Spatial pattern in the potential evapotranspiration28 3.The sensitivity coefficients of potential evapotranspiration29 4.The response of potential evapotranspiration to climate change29 Section 6 Spatio-temporal variability of precipitation deficit31 1.Spatial pattern in the precipitation deficit32 2.The seasonal variation of precipitation deficit34 3.The periodic variation of precipitation deficit36 Section 7 Preliminary summary38 References42 Chapter 3 Variations of growth stages and precipitation deficit for winter wheat in the Huang-Huan-Hai Plain 46 Section 1 The data collection and methods 48 1.The data resource48 2.The calculation methods48 Section 2 Variations of winter wheat growth stages and its climatic factors50 1.Variations of winter wheat growth stages.50 2.The climatic factors for winter wheat growth stages52 Section 3 The characteristics in the precipitation deficit for winter wheat during the 1970s and early of 21st century53 1.Spatial pattern in precipitation deficit for entire growth stage of the winter wheat53 2.Spatial pattern in precipitation deficit for each growth stage of the winter wheat54 3.The changing reason in precipitation deficit for the winter wheat55 Section 4 Preliminary summary57 References59 Chapter 4 Potential effects of meteorological drought on winter wheat yield based on DSSAT over the Huang-Huai-Hai Plain62 Section 1 Research progress in climatic drought 62 1.The occurrence rules of drought disaster62 2.Meteorological drought indices63 3.The drought indentification methods64 Section 2 Spatio-temporal characteristics in climatic drought for winter wheat64 1.The data collection and methods64 2.Temporal variation in the relative humidity index65 3.Temporal variation in the relative humidity index for winter wheat67 4.Spatial pattern in the frequency of meteorological drought69 5.The characteristics in the meteorological drought and its regional response71 Section 3 Temporal variation in meteorological drought for winter wheat growth stages in typical stations73 1.The selection of typical meteorological stations73 2.The charactertics in the meteorological drought for winter wheat74 3.Temporal variation in the meteorological factors for winter wheat76 4.The main controlling meteorological factors of climatic drought for winter wheat80 Section 4 The potential effect of meteorological drought on winter wheat yield83 1.The calibration for DSSAT model 83 2.The irrigation amount for DSSAT model84 3.Spatio-temporal characteristic in the yield reduction rate87 4.The cumulative probability in the yield reduction rate90 5.The soil content and yield in typical years90 Section 5 Preliminary summary95 References97 Chapter 5 The capacity of drought resistance for winter wheat 100 Section 1 The main controlling factors for growth development and yield for winter wheat100 1.The meteorological factors100 2.The soil condition101 3.The soil content101 Section 2 The data collection and methods103 1.The soil characteristic in selected stations103 2.The meteorological characteristic in selected stations104 3.The growth stages and irrigation requirement for winter wheat in selected stations106 4.Experiment design111 5.The calibration and validation for DSSAT model111 Section 3 The adaptive capacity of winter wheat under cinnamon soil condition114 1.Change of yield for winter wheat with different irrigation114 2.Change of seeds per ear for winter wheat with different irrigation115 3.Change of thousand seed weight for winter wheat with different irrigation116 4.Change of biomass for winter wheat with different irrigation117 Section 4 The adaptive capacity of winter wheat under moisture soil condition118 1.Change of yield for winter wheat with different irrigation118 2.Change of seeds per ear for winter wheat with different irrigation119 3.Change of thousand seed weight for winter wheat with different irrigation120 4.Change of biomass for winter wheat with different irrigation121 Section 5 The comparison of two different soil conditions122 Section 6 Preliminary summary 125 References126 Chapter 6 Water consumption for winter wheat based on SEBAL model in the Huang-Huai-Hai Plain131 Section 1 The actual evapotranspiration estimation131 1.Research progress in crop planting extraction133 2.Research progress in actual evapotranspiration estimation 134 Section 2 Data collection and methods137 1.Meteorological data137 2.Ground truth data137 3.MODIS image139 4.Geographical data 140 5.Crop growth stage data142 6.Actual evapotranspiration estimation method142 Section 3 Winter wheat planting extraction based on multi-temporal remote sensing data145 1.Spectral information database145 2.ISODATA method and spectral matching technique146 3.Spatial patterns of winter wheat147 4.Sub-pixel estimation147 5.Accuracy assessment148 Section 4 Estimation of daily actual evapotranspiration150 1.Net radiation flux estimation150 2.Soil heat flux estimation150 3.Sensible heat flux estimation152 4.Latent heat flux estimation 153 5.Daily evapotranspiration estimation154 6.Error analysis and accuracy assessment155 Section 5 Estimation of actural evapotranspiration for winter wheat157 1.Spatial variation in actural evapotranspiration for winter wheat157 2.The relationship of ETa and NDVI158 3.The relationship of ETa and surface temperature160 4.The relationship of ETa and terrain parameters161 Section 6 Preliminary summary161 References162 Chapter 7 The assessment on the water productivity of winter wheat in the Huang-Huai-Hai Plain166 Section 1 The method of crop water productivity estimation166 1.Application of remote sensing in crop yield rasterizing166 2.Research progress in crop water productivity167 Section 2 Essential characteristics for winter wheat yield169 Section 3 The characteristic of grid yield for winter wheat171 1.The spectral signature for winter wheat in provincial scale171 2.The regression equation172 3.Yield rasterizing for winter wheat173 Section 4 Spatial differentiation characteristics in water productivity175 1.The estimation of water productivity for winter wheat175 2.Spatial variation in water productivity for winter wheat175 Section 5 The key affecting factors for water productivity of winter wheat177 1.The correlation of water productivity with ETa and yield for winter wheat177 2.The correlation between water productivity and precipitation deficit for winter wheat179 3.The correlation between water productivity and water deficit demand for winter wheat180 4.The correlation between water productivity and relative humidity index for winter wheat181 Section 6 The improvement of water productivity for winter wheat182 Section 7 Preliminary summary185 References187 圖表目錄 圖1-1黃淮海平原位置示意圖1 圖2-1黃淮海平原氣象站點分布6 圖2-2黃淮海平原4個季節(jié)太陽輻射量時序變化特點（1961~2014年）9 圖2-3黃淮海平原冬小麥生長季和全年太陽輻射量時序變化特點（1961~2014年）9 圖2-4黃淮海平原4個季節(jié)太陽輻射量突變特征（1961~2014年）10 圖2-5黃淮海平原冬小麥生長季和全年太陽輻射量突變特征（1961~2014年）11 圖2-6黃淮海平原4個季節(jié)太陽輻射量空間特征11 圖2-7黃淮海平原冬小麥生長季和全年太陽輻射量空間特征12 圖2-8黃淮海平原4個季節(jié)平均氣溫時序變化特點（1961~2014年）13 圖2-9黃淮海平原冬小麥生長季和全年平均氣溫時序變化特點（1961~2014年）13 圖2-10黃淮海平原4個季節(jié)最低氣溫時序變化特點（1961~2014年）14 圖2-11黃淮海平原冬小麥生長季和全年最低氣溫時序變化特點（1961~2014年）14 圖2-12黃淮海平原4個季節(jié)最高氣溫時序變化特點（1961~2014年）15 圖2-13黃淮海平原冬小麥生長季和全年最高氣溫時序變化特點（1961~2014年）15 圖2-14黃淮海平原4個季節(jié)平均氣溫的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）16 圖2-15黃淮海平原冬小麥生長季和全年平均氣溫的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）16 圖2-16黃淮海平原4個季節(jié)最低氣溫的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）17 圖2-17黃淮海平原冬小麥生長季和全年最低氣溫的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）18 圖2-18黃淮海平原4個季節(jié)最高氣溫的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）18 圖2-19黃淮海平原冬小麥生長季和全年最高氣溫的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）19 圖2-20黃淮海平原4個季節(jié)平均氣溫空間變化特征19 圖2-21黃淮海平原冬小麥生長季和全年平均氣溫空間變化特征20 圖2-22黃淮海平原4個季節(jié)最低氣溫空間變化特征20 圖2-23黃淮海平原冬小麥生長季和全年最低氣溫空間變化特征21 圖2-24黃淮海平原4個季節(jié)最高氣溫空間變化特征21 圖2-25黃淮海平原冬小麥生長季和全年最高氣溫空間變化特征22 圖2-26黃淮海平原4個季節(jié)降水量時序變化特點（1961~2014年）23 圖2-27黃淮海平原冬小麥生長季和全年降水量時序變化特點（1961~2014年）23 圖2-28黃淮海平原4個季節(jié)降水量空間變化特征24 圖2-29黃淮海平原冬小麥生長季和全年降水量空間變化特征24 圖2-30黃淮海平原4個季節(jié)潛在蒸散量時序變化特點（1961~2014年）26 圖2-31黃淮海平原冬小麥生長季和全年潛在蒸散量時序變化特點（1961~2014年）27 圖2-32黃淮海平原4個季節(jié)潛在蒸散量的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）27 圖2-33黃淮海平原冬小麥生長季和全年潛在蒸散量的Mann-Kendall突變檢驗曲線（1961~2014年）28 圖2-34黃淮海平原4個季節(jié)潛在蒸散量空間變化特征28 圖2-35黃淮海平原冬小麥生長季和全年潛在蒸散量空間變化特征29 圖2-36黃淮海平原降蒸差的季節(jié)分布33 圖2-37黃淮海平原各站點降蒸差變化傾向率的季節(jié)分布34 圖2-38亞區(qū)春季降蒸差的Morlet小波變換實部等值線圖37 圖2-39春季降蒸差Morlet小波方差變化曲線38 圖3-1黃淮海平原冬小麥生育期變化對比（1971~1980年/2001~2010年）50 圖3-2冬小麥生育期內降水虧缺變化空間分布圖54 圖3-3冬小麥各生育階段降水虧缺變化空間分布圖55 圖3-4冬小麥拔節(jié)—抽穗期降水虧缺量對影響因素的敏感性格局56 圖4-1黃淮海平原氣象站點分布圖65 圖4-2春季（a）、秋季（b）、冬季（c）相對濕潤度的區(qū)域變化67 圖4-3冬小麥生長季內相對濕潤度的年際變化68 圖4-4冬小麥生長季內相對濕潤度的區(qū)域變化69 圖4-54個季節(jié)及冬小麥生長季內不同程度干旱的發(fā)生頻率70 圖4-64個季節(jié)（a，b，c，d）及冬小麥生長季（e）干旱發(fā)生頻率的區(qū)域分布71 圖4-7黃淮海平原農業(yè)亞區(qū)及典型站點的分布73 圖4-8黃淮海平原冬小麥生育階段不同程度干旱頻率75 圖4-9區(qū)域品種3H模擬下開花期、成熟期、產量的模擬值與實測值的關系84 圖4-10各站點冬小麥拔節(jié)—抽穗期與開花—乳熟期水分虧缺量的變化86 圖4-11各站點近30年拔節(jié)—抽穗期與灌漿期潛在干旱減產率的年際變化87 圖4-12各站點拔節(jié)—抽穗期（a）與灌漿期（b）的潛在干旱減產率89 圖4-13各站點不同處理所導致的粒數（a）與粒重（b）的減產率90 圖4-14各站點拔節(jié)—抽穗期及灌漿期潛在干旱減產率的累積概率91 圖4-15典型年份的受災面積與黃淮海平原需水關鍵生育階段潛在干旱減產率的對比92 圖4-162001年莘縣冬小麥在4個處理下返青后土壤水分的模擬變化規(guī)律93 圖4-171998年壽縣冬小麥在返青后土壤水分的模擬變化規(guī)律94 圖4-182001年莘縣各處理和雨養(yǎng)產量與1998年壽縣的雨養(yǎng)產量的對比94 圖5-1兩個典型氣象站點日平均日照時數變化105 圖5-2兩個典型氣象站點日平均溫度變化105 圖5-3兩個典型氣象站點日平均有效降水量變化105 圖5-4典型站點生育期長度變化107 圖5-5典型站點不同生育階段需水強度109 圖5-6欒城區(qū)冬小麥產量變化趨勢（不同顏色符號代表不同的冬小麥品種）112 圖5-7模擬與實測的冬小麥開花期的對比113 圖5-8模擬與實測的冬小麥成熟期的對比113 圖5-9模擬與實測的冬小麥產量的對比113 圖5-10欒城區(qū)不同灌溉水平下冬小麥產量變化趨勢114 圖5-11欒城區(qū)冬小麥灌溉水量與產量的關系115 圖5-12欒城區(qū)不同灌溉水平下冬小麥單位面積粒數變化趨勢115 圖5-13欒城區(qū)冬小麥灌溉水量與單位面積粒數的關系116 圖5-14欒城區(qū)不同灌溉水平下冬小麥千粒重變化趨勢116 圖5-15欒城區(qū)冬小麥灌溉水量與千粒重的關系117 圖5-16欒城區(qū)不同灌溉水平下冬小麥生物量變化趨勢117 圖5-17欒城區(qū)冬小麥灌溉水量與生物量的關系118 圖5-18南宮市不同灌溉水平下冬小麥產量變化趨勢118 圖5-19南宮市冬小麥灌溉水量與產量的關系119 圖5-20南宮市不同灌溉水平下冬小麥單位面積粒數變化趨勢119 圖5-21南宮市冬小麥灌溉水量與單位面積粒數的關系120 圖5-22南宮市不同灌溉水平下冬小麥千粒重變化趨勢120 圖5-23南宮市冬小麥灌溉水量與千粒重的關系121 圖5-24南宮市不同灌溉水平下冬小麥生物量變化趨勢121 圖5-25南宮市冬小麥灌溉水量與生物量的關系122 圖6-1氣象站點分布圖138 圖6-2黃淮海平原地面調查點分布138 圖6-3遙感影像軌道分布示意圖140 圖6-4遙感影像處理流程圖140 圖6-5黃淮海地區(qū)DEM高程圖141 圖6-6黃淮海平原農業(yè)亞區(qū)分區(qū)141 圖6-7SEBAL模型技術路線圖143 圖6-8Monin-Obukhov迭代步驟145 圖6-9黃淮海平原作物生長光譜特征146 圖6-10黃淮海平原冬小麥空間分布圖148 圖6-11作物信息提取位置驗證149 圖6-12作物信息提取總量驗證149 圖6-13黃淮海平原2011年第97天凈輻射量估算151 圖6-14黃淮海平原2011年第97天土壤熱通量估算152 圖6-15黃淮海平原2011年第97天顯熱通量估算153 圖6-16黃淮海平原2011年第97天潛熱通量估算154 圖6-17黃淮海平原2011年第97天日蒸散量估算155 圖6-18估算值與實測值對比156 圖6-19估算值與實測值的散點圖156 圖6-20黃淮海平原冬小麥生長季蒸散量空間分布158 圖6-21黃淮海平原冬小麥蒸散量變化空間特征159 圖6-22黃淮海平原冬小麥生長季蒸散量與經緯度相關性分析161 圖7-1黃淮海平原冬小麥產量矢量分布圖171 圖7-2黃淮海平原省域尺度的MODISNDVI光譜特征172 圖7-3黃淮海平原冬小麥產量柵格圖174 圖7-4黃淮海平原冬小麥產量變化空間分布174 圖7-5黃淮海平原冬小麥水分生產力空間分布176 圖7-6黃淮海平原冬小麥水分生產力變化空間分布177 圖7-7黃淮海平原2012年冬小麥水分生產力與實際蒸散量和產量的相關關系179 圖7-8冬小麥水分生產力與降水盈虧量的關系180 圖7-9冬小麥水分生產力與需水盈虧量的關系181 圖7-10黃淮海平原2012年冬小麥水分生產力與相對濕潤指數的相關關系182 圖7-11冬小麥水分生產力潛力提升區(qū)域分布183 表1-1黃淮海平原各�。ㄖ陛犑校┺r業(yè)生產情況3 表2-1黃淮海平原4個季節(jié)、冬小麥生長季和全年潛在蒸散量敏感系數及年際變化趨勢（1961~2014年）30 表2-2黃淮海平原4個季節(jié)、冬小麥生長季和全年潛在蒸散量對氣候變化的響應31 表2-3各亞區(qū)降蒸差季節(jié)分量及其變化率35 表4-1相對濕潤度基本特征及年際變化趨勢66 表4-2相對濕潤度氣候干旱等級劃分表66 表4-3黃淮海平原季節(jié)干旱和冬小麥生長季干旱對氣候變化的響應72 表4-4黃淮海平原冬小麥生育階段相對濕潤度的變化特征74 表4-5黃淮海平原冬小麥生育階段中等程度以上干旱持續(xù)時間5年以上的分布狀況76 表4-6黃淮海平原冬小麥生育階段氣候要素的年際變化趨勢77 表4-7黃淮海平原冬小麥生育階段相對濕潤度與氣候要素的相關系數81 表4-8各站點冬小麥品種參數及開花期、成熟期與產量的模擬值與觀測值的統計比較85 表5-1褐土區(qū)和潮土區(qū)表層土壤理化性狀104 表5-2冬小麥生育期日數變化趨勢106 表5-3典型站點冬小麥生育期長度年際變化107 表5-4冬小麥不同生育階段各氣象要素的氣候傾向率108 表5-5冬小麥不同生育階段灌溉需水量變化趨勢109 表5-6冬小麥不同生育階段灌溉需水量百分比變化趨勢110 表5-7不同灌水處理試驗設計111 表5-8典型站點冬小麥品種遺傳參數112 表5-9模擬與實測的冬小麥生育期和產量的均方根差114 表5-10不同灌水條件下冬小麥產量及其構成因素的變化122 表5-11不同灌水條件下冬小麥灌溉水利用效率（WUEi）的變化124 表6-1MODIS產品的基本信息139 表6-2農業(yè)亞區(qū)作物生育期信息142 表6-3黃淮海平原冬小麥蒸散量與NDVI相關分析159 表6-4黃淮海平原冬小麥蒸散量與地表溫度相關分析160 表7-1黃淮海平原冬小麥產量的基本特征170
第一章 黃淮海平原概況
第一節(jié) 地理位置與行政區(qū)劃 黃淮海平原是黃河、淮河、海河流域平原的簡稱。從地貌學的觀點，按照地表形態(tài)、地質構造、地表組成物質以及流域水系的變化等原則，劃定的界線為，北起燕山山脈的南麓；南抵桐柏山、大別山的北麓，以江淮流域的低分水嶺為界；西起太行山、秦嶺的東麓，東面包圍了魯中南山地，臨渤海、黃海。位于112°33′E~120°17′E，31°14′N~40°25′N，總面積約38.7 萬km2（圖1-1）。在流域上主要包括海河、黃河、淮河等流域的中下游地區(qū)，以及源于魯中南山地的一些中小河流域下游的廣大平原地區(qū)�？缭奖本┦�、天津市、河北省、山東省、河南省、安徽省和江蘇省7個�。ㄖ陛犑校�。 圖1-1 黃淮海平原位置示意圖 Figure 1-1 The location of the Huang-Huai-Hai Plain in China （本節(jié)作者：嚴昌榮 居輝 劉勤） 第二節(jié) 自然地理條件 一、氣象水文 黃淮海平原西居內陸，東臨海洋，屬暖溫帶季風氣候。黃淮海平原氣候可分為干旱、半干旱和半濕潤氣候。季節(jié)分明，光、溫、水等氣候資源空間差異明顯。黃淮海平原太陽輻射量東部地區(qū)較高，冬小麥生育期內約為3800MJ m–2，而夏玉米生育期內約為1320 MJ m–2。年平均氣溫8~15℃，由南向北遞減，冬小麥生長季內平均溫度一般為6~12℃，夏玉米一般為20~24℃。年均降水量為600~800 mm，降水量南部地區(qū)高于北部地區(qū)，北部干旱，南部濕潤；冬小麥生長季內降水量一般為200~500mm，夏玉米一般為350~450mm。 黃河是黃淮海平原的主要造就者，又是平原許多災害的主要根源。流經西北遼闊的黃土高原的黃河，挾帶大量泥沙而下，在漫長的第四紀，形成了如今的黃淮海平原。近代的黃河，每年平均輸沙量仍高達16 億t，其中，一部分填海成陸，使河口不斷延伸，繼續(xù)在擴大平原；另一部分淤積在下游河道，使河床不斷升高，引起歷史上周期性的決口改道。長期超采地下水的結果已導致地下水位的急劇下降。20世紀70年代該地區(qū)地下水位在地表下10m，2001年已下降到地表下32m（Zhang et al.，2003），近年仍在以每年1m的速度下降（Zhang et al.，2005），部分地區(qū)已出現大面積地下水漏斗。 二、地形地貌 黃淮海平原的地貌形態(tài)主要包括山前洪積—沖積扇形平原、沖積平原及海積平原。整個平原以黃河干道為分水脊，北面由西南向東北傾斜，南面則由西北向東南傾斜，形成一個微向渤海、黃海傾斜的大沖積平原。黃淮海平原北起燕山山脈南坡的山海關，向西沿山邊線（基本上以海拔100m 等高線為地形地貌界），連灤河沖積扇扇頂，經密云水庫、懷柔水庫到昌平、南口一帶，沿斷層線向南到永定河沖積扇扇頂，沿太行山北段太斷層到拒馬河沖積扇扇頂，向南順100m 等高線到滹沱河沖積扇扇頂，再向南沿200m 等高線大斷層，接漳河沖積扇扇頂海拔100 m等高線沿山麓斷層線，到黃河出山口，沿嵩山—淮弧形構造帶，向南沿伏牛山東麓、桐柏山到淮河出山口后，沿大別山北麓，基本上以海拔100 m等高線為界到江淮流域分水嶺（海拔50m等高線），后折向東南到長江三角洲的北界洲堤，揚州—海安一帶，高度逐漸由海拔50m降到10m直到海邊。 三、土壤類型 黃淮海平原地帶性土壤為棕壤或褐色土。平原耕作歷史悠久，各類自然土壤已熟化為農業(yè)土壤。從山麓至濱海，土壤有明顯變化。沿燕山、太行山、伏牛山及山東山地邊緣的山前洪積—沖積扇或山前傾斜平原，發(fā)育有黃土（褐土）或潮黃壚土（草甸褐土），平原中部為黃潮土（淺色草甸土），沖積平原上尚分布有其他土壤，如沿黃河、漳河、滹沱河、永定河等大河的泛道有風沙土；河間洼地、扇前洼地及湖淀周圍有鹽堿土或沼澤土；黃河沖積扇以南的淮北平原未受黃泛沉積物覆蓋的地面，大面積出現黃泛前的古老旱作土壤——砂漿黑土（青黑土）；淮河以南、蘇北、山東南四湖及海河下游一帶尚有水稻土。黃潮土為黃淮海平原地區(qū)最主要的耕作土壤，耕性良好，礦物養(yǎng)分豐富，在利用、改造上潛力很大。平原東部沿海一帶為濱海鹽土分布區(qū)，經開墾排鹽，形成鹽潮土（中國科學院土壤隊，1964）。因此，黃淮海平原土壤類型包括潮土、砂漿黑土、褐土、風沙土和鹽漬土，其中潮土和褐土是主要農業(yè)用地土壤類型（趙其國等，1990；孟鵬等，2013）。（本節(jié)作者：嚴昌榮 劉恩科 劉 爽） 第三節(jié) 農業(yè)生產概況 黃淮海平原是我國最重要的農作區(qū)之一，現有農業(yè)人口占全國的11.0%，地區(qū)生產總值占全國的14.2%。2014年黃淮海平原現有耕地面積約3.66 億畝①，其中水田面積占總耕地面積的3.0%，而水澆地和旱地面積分別占全部耕地的54.3%和43.1%，其中糧食播種面積為23893.75萬畝，占全國糧食總播種面積的15.8%，糧食產量為17474.8萬t，占全國糧食產量的35.1%（表1-1）。黃淮海平原是我國著名的冬小麥帶和夏玉米帶，冬小麥復種夏玉米是目前該區(qū)域的主要種植模式，20世紀上半葉，多為兩年三熟制，1949年以后，隨著水肥條件的改善，一年兩熟面積逐漸增加，小麥種植面積和產量均居全國之首，冬小麥種植面積占全國冬小麥種植面積的60.8%，玉米播種面積占全國玉米播種面積的28.7%。 表1-1 黃淮海平原各省（直轄市）農業(yè)生產情況 Table 1-1 The agricultural production situation of seven provinces in the Huang-Huai-Hai Plain 第四節(jié) 糧食高產穩(wěn)產需求與水資源危機 黃淮海平原是中國高度集約化農區(qū)和重要糧食主產區(qū)，現有耕地3.66 億畝，約占全國的19%，冬小麥—夏玉米周年輪作（一年兩熟）是主要種植模式，小麥和玉米產量分別占全國總產量的 70%和 30%左右（中國農業(yè)年鑒編輯委員會，2011），在中國糧食安全戰(zhàn)略中的地位舉足輕重。該地區(qū)屬典型的季風氣候區(qū)，年降水量為500~600 mm（楊瑞珍等，2010），主要集中在7~9月，占全年降水量的70%以上，而地區(qū)年平均蒸散量超過800 mm（Liu et al.，2002）。在典型的小麥—玉米周年生產體系中，年降水僅能滿足農業(yè)用水的65%左右，其中，冬小麥生長發(fā)育需水關鍵期降水稀少，只能滿足小麥需水量的25%~40%，虧缺部分主要依靠開采地下水灌溉。近幾十年來，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展使區(qū)域需水量快速增長，用水虧缺部分主要靠超采地下水和擠占農業(yè)用水補充。據初步估算，近年來該地區(qū)農業(yè)用水比例逐年下降，供需缺口已經超過100億m3。 受氣候變化的影響，預計未來干旱缺水趨勢將進一步加劇。李翔翔等（2015）利用過去50 余年（1961~2015年）的降水和氣溫資料分析發(fā)現，自20世紀80年代以來，黃淮海平原持續(xù)偏旱，京津地區(qū)、海灤河流域、山東半島等近十年平均降水量比多年平均偏少15%~20%。尤其是21世紀以來的近幾年，冬春干旱、夏秋高溫等不利氣象條件發(fā)生頻率加快、強度增強，農業(yè)用水短缺呈加重態(tài)勢，呈現出頻旱缺水多變的環(huán)境特征。另外一方面，糧食需求量卻在大幅度增加。《全國新增500億公斤糧食生產能力規(guī)劃（2009~2020 年）》中確定的黃淮海平原增產目標約為150億 kg。目前該區(qū)域典型的小麥—玉米周年生產體系每生產1t糧食的年耗水量（蒸發(fā)和蒸騰）約為800m3，這就意味著在現有水分生產力水平下，將增加農業(yè)用水120億m3左右，供需缺口進一步加大。可見，黃淮海平原“水減糧增”的矛盾在未來將會更加突出。 長期超采地下水的結果已導致地下水位的急劇下降。20世紀70年代該地區(qū)地下水位在地表下10m，2001 年已下降到地表下32m（Zhang et al.，2003），近年仍在以每年1m的速度下降（Zhang et al.，2005），部分地區(qū)已出現大面積地下水漏斗。水資源危機正在引發(fā)一系列的環(huán)境問題。緩解地區(qū)水資源短缺迫切需要降低農業(yè)灌溉用水量。然而盲目減少灌溉用水量將導致地區(qū)糧食生產能力下降，威脅國家糧食安全。水資源供需矛盾正在升級為國家糧食安全與地區(qū)環(huán)境問題的沖突。如何提高農業(yè)用水效率在保障高產的前提下大幅度減少農業(yè)用水量，實現高產與節(jié)水的協同，成為破解黃淮海平原農業(yè)用水短缺與糧食持續(xù)穩(wěn)產高產矛盾的關鍵問題。（本節(jié)作者：梅旭榮 楊建瑩 曲春紅） 第二章 農業(yè)氣候資源特點 第一節(jié) 數據來源與處理方法 一、數據來源 采用國家氣象局整編的1961~2014 年（54年）黃淮海平原40個氣象站點的逐日降水量（mm）、平均氣溫（℃）、最低氣溫（℃）、最高氣溫（℃）、相對濕度（%）、日照時數（h）、風速（m s–1）等氣候資料，以及經緯度（°）、海拔（m）等數據，站點分布如圖2-1 所示。在所選的40個站點中，有部分站點個別年份資料缺測，溫度（平均、最高、最低溫度）缺測值利用5日滑動平均法進行插補，降水量缺測值利用附近站點數據進行線性插補（高曉蓉等，2012）。 圖2-1 黃淮海平原氣象站點分布 Figure 2-1 The location of meteorological stations in the Huang-Huai-Hai Plain 查看全部↓
你還可能感興趣
我要評論
|
