气候变化对我国粮食产量的影响分析

气候变化是农业生产的重要影响因素,研究气候变化对粮食生产的影响程度可以为农业生产政策制定提供理论基础。文章以玉米、小麦、稻谷和大豆4种作物为研究对象,采用简单移动平均法和指数平滑法对近年来我国4种主要粮食作物的产量变动进行预测,并基于降水量、温度、二氧化碳浓度等气候主要因素与粮食作物的产量相关性进行分析,以期通过相关分析探讨影响中国粮食生产的重要因素。研究结果表明,移动平均模型可以很好地对粮食产量进行预测;温度、降水量、二氧化碳与粮食产量的关系可以通过Cubic线性回归模型予以解释。总体而言,气候变化对农业生产的影响复杂多变,需要综合考虑多因素的综合作用。     

气候变化背景下哈萨克斯坦气候生产潜力时空特征分析

[目的]研究全球气候变化背景下气候生产潜力的时空分布特征,对于合理利用农业气候资源,促进农业生产力的提高具有重要意义。[方法]选择1901—2000年哈萨克斯坦24个代表气象站点的月平均气温和降水资料,采用Thortwaite Memorial、Miami模型估算气候生产潜力,并运用气候倾向率、M-K检验以及ArcGIS空间插值等方法对气候生产潜力时空分布特征进行分析。[结果](1)1901—2000年哈萨克斯坦气候生产潜力总体表现为增长趋势,不同时段气候生产潜力差异明显,相对于其他研究时段(T1,T3),T2(1936—1970年)时段气候生产潜力及增长速率最大,并且水热匹配状况最好;(2)哈萨克斯坦气候生产潜力空间分布地域性明显。YP(降水生产潜力)和Y E(蒸散生产潜力)总体表现为自东南向西北递减的趋势,YT(气温生产潜力)表现为自西南向东北递减的趋势,气候生产潜力高值区主要位于天山北麓及东部山区的河谷地带,低值区位于西部和南部荒漠区;(3)气候生产潜力对降水更为敏感,当气温保持不变,降水量增加(减少)10%、20%,YE将增加(减少)9.6%、19.94%。[结论]哈萨克斯坦东部气候生产潜力大于西部,天山北麓及河谷地区气候生产潜力大于平原地区,哈萨克斯坦气候生产潜力主要受降水量的制约,未来“暖干型”变化将会使研究区气候生产潜力下降。为提高农业生产潜力,必须加强对农业基础设施的建设和提高水资源的调配能力。     

基于大数据分析的农业气候与农作物产量变化研究

[目的]作为农业大国,我国农业产量直接影响着我国未来发展进度,而气候的变化直接牵动着农业产量的变化。[方法]文章基于农业气候对农作物产量的影响,借鉴已有研究从农业气候变化的角度入手,介绍气候变化对农作物产量等方面的影响,并以华北、华东及东北水稻产区为例,通过主成分因素分析设定降水量、气温、光照及太阳辐射度等指标因素,并建立C-D-A模型,[结果]降水量、气温及光照等气候因素对农作物产量的影响明显,其中干旱天气的影响最大。[结论]通过实证分析验证了该模型具有较高的可信度,以期为各种天气条件下保障与提高农作物产量提供理论依据。     

气候变化对农业和粮食生产影响的研究进展与发展方向

农业是以作物生长为基础,因此,受气候变化的影响很大。我国幅员辽阔,东西和南北之间气候 差异显著。气候变化将直接导致我国主要农区水资源和热量资源时空分布格局变化。农业生产所依赖的土 壤肥力和作物品种资源及其抗逆性也会在气候变化的作用下发生变化。气候变化直接导致局部地区农业气 候灾害和农业病虫害频度与强度加剧。在气候变化作用下,我国农业作物种植制度、农业生产结构和地区 布局将会发生相应的变化,导致我国粮食产量波动变化,甚至影响到国家粮食安全。因此,迫切需要深入 分析气候变化对我国农业和粮食生产影响的研究进展,提出进一步深入研究的重点发展方向。目前,国内 外围绕气候变化对农业和粮食生产的影响开展了很多研究。综合进来,主要有集中在气候变化对农区水热 土资源要素时空分布变化的影响,对作物品种抗逆性、抗逆基因、品种改良的影响与适应,对作物种植制 度、生产结构与地区布局的影响与适应,对农业生物灾害和非生物灾害尤其是农业旱涝灾害发生的影响, 以及对粮食产量、国家粮食安全和农业发展的影响等方面。从发展趋势看,深入开展气候变化对我国农业 和粮食生产系统的影响机理及适应机制研究,科学地把握气候变化背景下水热资源条件、土壤肥力、品种 资源等变化规律,揭示农业病虫害流行暴发特征和气象灾害发生机理,模拟、分析和预测气候变化对我国 农业、粮食生产和国家粮食安全的影响程度和变化趋势,具有重大的科学价值和现实意义,因而也将是气 候变化对农业和粮食生产影响研究的重点发展方向。     

基于SFA模型的河南省粮食产量时空变化及投入要素影响

[目的]粮食问题影响着一个国家的国民经济发展和人民生产、生活,农业在整个社会生产活动中占有重要地位,河南省是全国农业大省,对河南省粮食产量进行分析具有重要的现实意义。[方法]以2005—2015年河南省各县粮食产量和投入要素为研究对象,将研究数据面板化,利用线性相关、随机前沿生产函数模型、脱钩分析等方法,运用ArcGIS 10.1、Eviews 8.0和SPSS 19.0等软件,对河南省各县粮食产量时空变化、投入要素影响程度和脱钩效应进行分析。[结果]模型运算结果表明文章选用模型效果较好,能够反映粮食产量的时空变化以及其与投入要素之间的关系,且符合河南省粮食产量实际情况。研究结果表明:(1)从时间上来看, 2005—2015年河南省粮食产量总体呈线性上升趋势;(2)从空间上来看,河南省中部、北部、东部和南部粮食产量较高,西部受地势因素影响粮食产量较低;(3)粮食产量与化肥施用折纯量、粮食播种面积、农民经营性收入、农药施用量、农业机械总动力和乡村农业人口呈正相关关系,与农村用电量呈负相关关系;(4)化肥施用折纯量、农村用电量、农药施用量存在脱钩效应,粮食播种面积、农民经营性收入、农业机械总动力不存在脱钩效应。[结论]应保持目前粮食播种面积不变,提高农业机械总动力,突出投入要素的影响,同时对河南省各县进行区域功能定位。     

农业生产潜力定量测度方法应用研究--以内江市为例

在阐述作物光合、光温、气候、土地生产力、生产潜力、产值潜力的概念及计算公式的基础上,提出了用生产潜力和潜力指数定量测度区域农业生产潜力的方法,对评价一个地区的生产潜力,指导农业生产发展具有重要意义.在对内江市的实例研究中,得出光能利用率和水资源利用率低是造成该区作物产量不高的主要原因;该区各种作物中水稻生产力、生产潜力最大,耕作制度以水旱轮作为最佳.     

气候变化对灌溉井供水可靠性的影响分析*——基于华北井灌区100个村庄的实证调查

[目的]探究气候变化对灌溉井供水可靠性的影响及主要影响因素,以期为政府科学、合理制定相关政策提供实证依据。[方法]基于2010—2012年中国华北5省100个村庄实地调查数据,以作物灌溉面积未受影响比例作为衡量供水可靠性指标,构建村级供水可靠性理论模型,运用多元回归模型,实证分析气候变化对灌溉井供水可靠性的影响及影响因素。[结果](1)长期气候变化显著影响灌溉井供水可靠性,气候变化因素对灌溉井无水和缺水供水可靠性影响方向和作用程度不同;(2)村级灌溉井状况、村级组织灌溉管理状况与极端气候等变量显著影响灌溉井供水可靠性;(3)年份和地区虚拟变量对灌溉井供水可靠性影响存在差异。[结论]提出构建和培育更加完善的农业气象灾害监测预警系统,加强农田灌溉设施建设及维护,推进农业灌溉用水管理制度改革,发展各种形式农民合作组织,是提高中国农业生产适应气候变化能力的重要举措。     

贵州主要粮食作物增产潜力研究

一、贵州主要粮食作物的增产潜力 作物生产潜力的种类较多,按引入的限制因子来分,有光合、光温、气候、气候灌溉、气候灌溉土壤等,每一种潜力在农业生产中的意义不同。其中:光温生产潜力是指作物在水分、土壤、肥力、农技水平等条件均保持适宜状态时,由太阳辐射和温度决定的作物所能达到的最高产量。它是在最优管理条件下的作物在某地可能达到的最高产量上限;气候灌溉土壤生产潜力是在目前的气候、灌溉、土壤条件下,作物单位面积所能获得的最高产量。     

灌溉条件下农牧交错带作物产量影响因子分析——以盐池县皖记沟村为例

[目的]农牧交错带的农业生态经济发展长期处于"旱、薄、粗、单、低、穷"状态。灌溉农业因其高产特征为解决低盖度草场及禁牧造成的饲草料短缺问题提供途径。探究水源开发条件下作物产量的影响因素以及确定有效用水量以最大限度利用水资源是协调农牧交错带生产稳定发展与生态矛盾的关键途径之一。[方法]利用参与式农村评估对盐池县皖记沟村下辖5个自然村进行灌溉农业相关调查,结合LSD、T检验以及回归分析等方法分析数据。[结果]现有滴灌条件下,研究村域内作物产量由气候条件主导,各自然村玉米单位面积产量在1 200~12 750(kg/hm~2)之间大幅波动;不同土质及农艺差异会导致各自然村之间产量的差异;当节水灌溉的灌溉定额在2 245.5~6 888m~3/hm~2时,节水灌溉既有效也具有很好的产出效益;从地下水年补给量供给平衡而言,研究区内不适宜大范围发展灌溉农业。[结论]气候及土质等因素共同影响农牧交错带灌溉作物产量,同时灌溉农业应合理布局以实现作物最大产出以及水资源高效可持续利用。     

中国耕作制度发展及区划方案调整

[目的]我国农业全面进入转型发展阶段,适应气候变化和技术进步双重影响及资源环境保护要求,是新阶段耕作制度改革发展的迫切需求。[方法]文章基于1985—2015年以县域为单元的作物生产与资源要素空间数据库,分析资源与作物生产匹配特征及其变化动态,并运用遥感、GIS、模型模拟等方法,进行了耕作制度区划方案更新。[结果]受气候变化及品种更新、栽培耕作技术进步等影响,我国熟制界限指标、作物种植结构都发生了显著变化。新的耕作制度区划将全国分为3个熟制带、11个一级区和41个二级区。[结论]基于气候变化与技术进步双重影响构建的耕作制度区划指标与区划方案,能够更好地突出我国耕作制度区域特征和服务区域农业结构调整及布局优化。未来我国耕作制度发展将围绕资源节约、生态友好、集约高效、产业协调目标,适应机械化、规模化、精准化发展趋势,在保障国家粮食安全基础上积极开发多功能的新型耕作制度模式与技术。     

全球变化背景下气候变暖对中国农业生产的影响

全球变化背景下,气候变暖势必对我国农业生产要素、生产环境、农业生产活动及粮食安全产生重大影响。文章采用文献综述与比较研究的方法,系统分析气候变化对我国光资源、温度、水环境和土壤环境等农业生产要素的影响特征及变化趋势,探讨气候变化对我国作物种植区域和种植制度、农作物病虫害、农业生产能力、农业经济与管理等农业生产活动以及农田生态系统过程、农业生态环境(水环境、土壤环境、耕作环境)的实际影响。在此基础上,明确了我国农业在应对气候变化过程中所面临的主要问题:极端气候事件发生频率加大,自然灾害、气象灾害的风险提高,农业生产的波动性增强;农业病虫害的为害时间延长、危害程度加剧、为害范围增大;农业生态环境日趋恶化,农田土壤的干旱化、盐渍化程度加剧,农业生产能力下降;应对气候变化的农业发展策略及其关键技术亟需解决。     

基于Logistic模型的东北地区粮食生产能力影响因素研究——以宾县为例

[目的]粮食生产能力关系到粮食供给和国家粮食安全,如何提高粮食生产能力是我国亟待解决的问题。文章以宾县为例,通过一定的方法探索粮食生产能力的影响机制,最终提出提高粮食生产能力的合理建议。[方法]利用农户调查数据,借助Logistic模型探讨自然因素和社会经济因素对粮食生产能力的影响特点。[结果](1)品种技术推广、作物收益对粮食生产能力的影响效应在1%水平上达到显著;(2)生育期变化、土地质量、旱灾、耕作方式对粮食生产能力的影响效应在5%水平上达到显著;(3)温度、降水、冷害及农业生产资料投入对粮食生产能力的影响效应在10%水平上达到显著;(4)温度与降水是否集中在生育期内、出售情况、农业引导政策对粮食生产能力的影响不显著。[结论]针对研究结果,该文提出,可从预防低温冷害、健全水利设施、完善耕地保护制度及加强农业基础设施建设等方面提高粮食生产能力。     

从科研财务助理角度谈50号文带来的变化

[目的]利用粮食生产与天气数据估算极端天气对中国粮食生产的影响,以期对我国的粮食安全有所贡献.[方法]选取中国31个省市2002~2012年面板数据,采用固定效应自相关异方差模型(FE+AR(1)+Hetero)计算高温干旱、洪涝、低温严寒等极端天气对中国粮食生产的影响.[结果](1)粮食播种面积、农村用电量、化肥施用量是农业增产的主要因素.粮食播种面积、农村用电量、化肥施用量增加1个百分点,粮食产量分别增加0.97、0.06和0.18个百分点, 2002~2012年三者对粮食增产的贡献分别为23.55%、31.21%和21.45%;(2)农作物成灾面积增加1%,粮食产出减少0.04%, 2002~2012年农作物成灾面积减少57.75%,对粮食产出增加的贡献为7.97%;(3)在控制农业机械总动力、化肥、农药、农村用电量、农作物成灾面积后,极端高温干旱天气对粮食生产有显著的负面影响,粮食损失比例为1.98%,洪涝、低温严寒影响不显著.[结论]2002~2012年间全国各省市极端高温干旱事件共计93起,频率约为0.27,造成粮食生产额外平均损失比例约为0.53%.     

The research cost of adapting agriculture to climate change: A global analysis to 2050

Investments in agricultural research and development (R&D) made over the next few decades will likely prove critical in offsetting adverse climate change impacts on the global food system. In this study, we offer cost estimates of public R&D-led adaptation to climate change grounded in an explicit framework relating the flow of annual R&D expenditures to building knowledge capital and thereby raising productivity in agriculture. Our research uses a comprehensive collection of historical public agricultural R&D expenditure and a literature review of elasticity estimates linking knowledge stocks to agricultural productivity growth for key world regions. Given climate-driven crop yield projections generated from extreme combinations of crop and global circulation models, we find that offsetting crop yield losses projected by climate and crop models over 2006–2050 would require increased R&D adaptation investments of between $187 billion and $1,384 billion (in 2005 $PPP) if we invest between 2020 and 2040. This is 16–118% higher than global R&D investment if present spending trends continue. Although these costs are significant, worldwide R&D-led climate adaptation could offer favorable economic returns. Moreover, R&D-led adaptation could deliver gains in food security and environmental sustainability by mitigating food price increases and slowing cropland expansion.     

基于农户调查的我国粮食增产主要限制因素分析

该文从农户的角度,采取问卷调查的方法,研究分析我国三大粮食作物目前生产中存在的增产问题,以期为我国未来粮食科技研究提供一定的决策依据。结果显示:我国粮食增产的主要限制因素是科技、气候变化、土壤质量问题。需要针对水稻、玉米、小麦三大作物的具体问题,加强相关科学技术研究,加大投入、推进农业科技创新和推广,以保障我国粮食安全。     

国外农产品气候品质评价研究进展

[目的]文章阐述了围绕气候条件开展的国外农产品品质评价研究,明确国外农产品气候品质评价研究的现状,便于把握今后国内农产品气候品质评价的研究方向。[方法]基于国外已有研究成果,从农产品气候品质评价相关概念出发,对农产品气候品质的影响因素、评价方法、指标构建、应用等方面进行了系统归纳阐述。[结果]国外农产品气候品质影响因素主要分为天气气候、极端气候事件、土壤、水文、生物和人为等,评价方法主要有数理统计法、模型模拟法以及3S技术监测法,评价指标可分为模型模拟指标、定量指标以及分级指标。近年来国外农产品气候品质评价在特色农产品发展、作物适宜种植区划分、气候变化适应策略制定、农作物品种引进等领域应用广泛。[结论]构建基于多环境因素的农产品气候品质评价指标、探索前沿科学技术在气候品质评价中应用的新方法、开展未来气候变化对农业气候资源动态评估和农产品气候品质评价研究、拓展特色农产品的气候品质评价研究等是今后国内研究的重点方向。     

Climate change impacts on investment in crop sowing machinery*

A model of investment in crop sowing machinery is applied to wheat production under current and projected climatic conditions at several locations in south‐western Australia. The model includes yield responses to time of sowing at each location given current and projected climatic conditions. These yield relationships are based on wheat growth simulation modelling that in turn draws on data from a down‐scaled global circulation model. Wheat price distributions and cost of production data at each location, in combination with the time of sowing yield relationships are used to determine a farmer's optimal investment in crop sowing work rate under each climate regime. The key finding is that the impacts of climate change on profit distributions are often marked, yet mostly modest changes in investment in work rate form part of the profit‐maximising response to climate change. The investment response at high versus low rainfall locations mostly involves increases and decreases in work rates, respectively. However, changes to investment in work rate within a broadly similar rainfall region are not always uniform. The impacts of climate change on investments in work rate at a particular location are shown to require knowledge of several factors, especially how climate change alters the pattern of yield response to the time of sowing at that location.     

粮食主产区耕地质量影响因素与粮食产能关系分析

[目的]分析耕地质量构成要素对粮食产量影响,探讨提高粮食生产能力途径和方法。[方法]文章选取河南省粮食主产区内近10年来的土地资源调查、农用地分等、耕地地力评价、粮食产能核算等多项成果数据,以4.645 0万个行政村为评价单元,采用GIS空间分析法,建立了耕地质量单因素变化及因素指标组合与粮食产能关系曲线,测算了多模型影响下耕地质量因素改变量对粮食产能的影响大小。[结果](1)耕地质量影响因素各指标分级变化会引起粮食产能改变,总体上,当耕地所处的环境因素改善后,粮食产能将不断增加,因素指标分级对粮食增产能力的影响大小各不相同,11个因素的理论最大增产量和平均增产能力排序大致相当,但最大与最小间相差约8倍;(2)自然质量分充分体现了因素指标组合状态,四次多项式是表示耕地质量因素组合与粮食产能最佳关系模型,即随着自然质量总分提高,标准粮产量提升值呈现"倒S"型变化,即自然质量总分每变化0.01个单位,标准粮提升或降低78.15kg/hm~2。[结论]该文成果为粮食核心区内高标准农田建设提供数据支撑。     

基于SD模型的诸城市农业结构仿真优化研究

［目的］预测2017—2035年诸城市农业结构的变化趋势,对农业结构进行多情景优化仿真,提出优化调整建议。［方法］文章以山东省诸城市作为研究对象,将农业结构划分为种植、种养结合和加工休闲3个子系统,选取56个指标,运用多元统计回归分析等方法构建41个方程,建立农业结构系统动力学（System Dynamics,简称SD）模型,运用Vensim—PLE软件进行仿真优化分析。［结果］SD模型预测结果表明,到2035年,粮食作物播种面积1105万hm2,总产量8037万t,经济作物播种面积652万hm2,总产量15203万t; 生猪出栏量达到29615万头,家禽出栏量1105 231亿只,畜禽粪污利用率8792%; 农业总产值达到25132亿元,休闲农业产值6134亿元,食品加工业产值1 25263亿元。假设种植业生产中的农业科技投入增加2个百分点, 2035年粮食作物产量较优化前增加576万t; 经济作物产量较优化前增加2814万t; 假设有机肥施用补贴增加3个百分点, 2035年畜禽粪污利用率较优化前提高762个百分点; 假设农产品加工业的研发力度和科技投入增加1个百分点, 2035年食品加工产值较优化前增加73521亿元; 农产品加工业产值占农业总产值比值由优化前的325：1达到41：1。［结论］为进一步推进诸城市农业结构调整,迫切需要加大农业科技投入,完善有机肥扶持政策,培育种养结合新型经营主体,重点扶持培育加工龙头企业,发展现代化休闲农场,促进农业产业融合发展。