基于GIS的中国玉米种植区适宜等级划分及未来变化趋势

论文摘要

本研究收集国家气候中心1961-1990年验证数据与2071-2100年模拟气候数据,数据包括：上述60年逐日平均温度、逐日降水量。同时收集土壤属性数据及地形数据,建立相关数据库。参考相关文献及专家意见,选取影响玉米种植分布的全年≥10℃积温、全年降水量、生育期最低温、生育期最高温、土壤类型、土壤质地、土壤PH、田间持水量与海拔作为划分玉米种植等级的参评因子。应用R软件处理所获取原始数据,分别获取30年的日平均数据,然后分别计算提取上述因子数据。利用地理信息系统（Geographical Information System, GIS）作为主要技术,多标准（指标）综合评价（Multi-Criteria Evaluation, MCE）为基本划分原理与方法,分析评价中国玉米种植区适宜性等级分布图、未来气候变化对玉米种植区适宜等级的影响及全膜覆盖双垄沟播（双垄覆膜）技术可推广范围评价,得出结论如下：1)中国玉米种植最适宜等级集中分布在东北及黄淮海平原,适宜等级集中分布在南北农牧交错区以南,玉米前两个适宜等级分布呈条带状。在当前实际玉米种植中,般春玉米的高产区分布在东北地区,夏玉米的高产区位于黄淮海平原,所以研究结果表明基于GIS平台的MCE方法适用于中国玉米种植区适宜等级划分评价。2)采用相同的方法及标准对未来气候变化后中国玉米种植区适宜等级进行划分评价,结果显示中国玉米种植区最适宜与适宜等级分布具有明显的向西北偏移的趋势。现在气候条件下,玉米种植区最适宜等级分布在东北三省与内蒙古自治区交界处及黄淮海平原地区,面积为7.82×105km2；未来气候条件变化后玉米种植区最适宜等级分布在东北三省及内蒙古自治区西北部靠近国界的地区,以及陕西、山西、甘肃省及京津唐的部分地区,面积为8.03×105km2。现在气候条件下,这些地区目前很大一部分分布有森林,表明了国内气候变化研究中提出的未来森林分布区发生演替的研究结果（牟艳玲等,2009年）。同时,通过对八个参评因子的等级划分可看出中国未来气候变化的趋势是西北与东北趋于暖湿变化,南方地区趋于暖干变化。3)采用与对现在气候条件下玉米种植区适宜性等级划分相同的方法,对双垄覆膜技术在玉米种植应用中的可推广范围进行评价。结果表明,双垄覆膜技术可提高水分有效利用率与近地面积温,对降水量较少及种植期温度较低的地区作用较大。该方法适宜在甘肃、内蒙古自治区、西藏自治区、青海省、宁夏自治区、新疆维吾尔自治区、陕西省及山西省实施。推广面积可达1.609×105km2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 玉米气候区划研究与信息化
• 1.1.2 气候变化及其对农业的影响研究
• 1.1.3 全膜覆盖双垄沟播技术的研究发展
• 1.2 基本原理及数据模型
• 1.2.1 多指标（标准）综合评价（MCE）法
• 1.2.2 ReGCM3简介
• 1.3 研究目的
• 2 对中国玉米现代种植区适宜等级划分
• 2.1 玉米分布决定性条件的收集及选择
• 2.2 空间数据库建立
• 2.3 实验流程
• 2.3.1 数据统一化处理
• 2.3.2 MCE过程
• 2.4 结果分析
• 2.4.1 现代气候条件下玉米各因素适宜性等级分布
• 2.4.2 现代气候条件下玉米潜在种植区适宜性等级分布
• 2.5 本章小结
• 3 对中国玉米未来种植区适宜等级划分
• 3.1 未来气候条件的收集处理
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 未来气候条件下玉米各因素适宜性等级分布
• 3.2.2 未来气候条件下玉米种植区适宜性等级分布
• 3.3 本章小结
• 4 使用双垄覆膜后中国玉米种植适宜等级划分
• 4.1 使用双垄覆膜后玉米中国玉米种植条件的MCE分析
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 应用双垄覆膜技术后玉米各因素适宜性等级分布
• 4.2.2 应用双垄覆膜技术前后玉米种植区适宜性等级分布比较
• 4.3 本章小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 讨论及研究展望
• 参考文献
• 参与的科研项目及科研成果
• 致谢