近50年基于农作物种植结构的新疆绿洲农田蒸散发时空变化分析

发布时间：2020-06-25 01:28

【摘要】：蒸散发(Evapotranspiration,ET)是绿洲农田水文循环的重要过程,也是绿洲区水分消耗的主要方式。农业耗水占新疆可利用水资源的90%以上,水资源过度开发利用,一系列生态与环境问题(例如:次生盐渍化现象等)由全疆可利用水资源的时空分布格局变化而引起。新疆水资源的合理开发对我国西北干旱区水土资源优化配置和生态环境可持续发展有重要影响。新疆绿洲农作物种植结构既是指绿洲耕地面积的扩张,也是指绿洲耕地内部不同作物的种植格局。目前,新疆绿洲耕地面积急剧增加,增加了近一倍,且新疆绿洲农田区形成了经济作物逐渐取代粮食作物的种植格局,但是新疆绿洲农作物耗水组成及其结构尚不清楚。因此,本文利用约占全疆农作物类型70%的三种主要农作物(棉花、小麦、玉米)县级种植面积统计数据和基于遥感解译的新疆土地利用/土地覆被数据产品(Land use/Land cover,LULC)提取并插值获得的逐年绿洲耕地空间分布数据集,产生1960~2010年新疆绿洲农田区逐年的三种主要农作物种植比例时空分布栅格数据集(500m×500m);在此基础上,采用联合国粮农组织(Food and agricu-ltural organization,FAO)推荐的Penman-Monteith(P-M)单作物系数法估算三种主要作物的ET,并基于流域尺度统计分析了全疆绿洲农田区的ET、总蒸散发(Total Evapotranspiration,TET)及TET组成结构的时空变化特征。新疆绿洲耕地面积和种植结构改变对绿洲农作物蒸散发和总蒸散发组成结构具有重要影响。因此,基于农作物种植结构的新疆绿洲农田区蒸散发时空变化分析研究可以为我国水土资源的开发与利用提供科学的数据支持。主要结论如下:⑴1960~2010年新疆绿洲农田持续扩张,三种作物占全疆总农作物种植面积比例呈增加的变化趋势,从1960年的70.3%增加到2010年的72.9%。其中,棉花和小麦分别增加和减少,玉米种植比例基本保持不变,说明形成了经济作物(棉花)逐渐代替粮食作物(小麦和玉米)的种植格局。此外,近50年三种作物种植比例之和在南疆地区各流域的增加速率高于北疆,且逐渐形成了南疆地区棉花快速增加,北疆地区小麦快速减少的种植格局。近50年新疆绿洲农作物种植结构变化主要受到气候变化、灌溉技术改进和市场经济需求三个方面的因素影响,即新疆绿洲耕地≥0℃、≥10℃和≥20℃三种界线积温的增加使棉花的种植面积比例增加;随着新疆灌溉技术的不断改进,覆膜灌溉的增温保墒作用扩大了棉花的种植面积比例;市场对棉花的需求量不断的增加也是的棉花种植面积比例不断增加的原因之一。⑵全疆三种作物TET从1960年的240.6×108m3增加到2010年的539.5×108m3。其中,棉花的贡献率最高,小麦的最低,玉米的其次。同样,1960~2010年三种主要作物的耗水量在南疆地区各流域的增加速率高于北疆。2010年的棉花耗水成为全疆绿洲农田区TET最重要的组成部分,而小麦和玉米的耗水呈减少的变化趋势,也说明新疆绿洲农业耗水从粮食作物转移到经济作物。可见,耕地面积的增加和种植结构的时空变化趋势对干旱区各流域绿洲农作物ET时空分布格局和TET组成结构变化具有重要影响。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S161.4

【参考文献】