气候变化背景下我国玉米产量潜力及提升空间研究

发布时间：2017-07-04 02:02

  本文关键词：气候变化背景下我国玉米产量潜力及提升空间研究

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【摘要】：玉米是我国第一大粮食作物,在粮食安全和国民经济发展中具有举足轻重的地位。全球气候变化背景下,我国各区域的气候条件亦发生相应变化。明确玉米各层次产量潜力及其变化特征和实际产量提升空间,对挖掘玉米单产潜力,保证粮食安全具有重要的理论意义。本文以产量为切入点,利用APSIM-Maize模型模拟分析了我国玉米的光温产量、雨养产量和气候-土壤产量3个层次潜在产量的高产稳产性的时空变化特征,明确了降水、土壤条件、栽培管理和农业投入对各区域玉米高产稳产性的影响程度,评估了我国各区域玉米单产和总产的最大可能提升空间以及优化水肥管理对产量的可能提升。主要研究结论如下： (1)1961-2010年,我国玉米潜在生长季内光照资源有所减少,热量资源不断增加,且光照、热量和降水资源波动性均有所增加。我国玉米光温潜在产量的最适宜区和适宜区主要位于东北地区、华北地区、西北地区大部和华东地区北部的安徽省、江苏省以及西南地区的云南省西南部,玉米种植面积分别占全国总种植面积的38.8%和33.9%。玉米雨养潜在产量的最适宜区和适宜区主要位于东北地区的黑龙江南部、吉林省东部和辽宁省东部,华中地区的湖南、江西大部和湖北南部,西南地区的贵州省和重庆市大部、四川省南部和云南省北部,华东地区和华南地区大部,玉米种植面积分别占总种植面积的11.0%和19.8%。玉米气候-土壤潜在产量的最适宜区和适宜区主要分布于东北地区黑龙江南部、吉林东部和辽宁东部,西北地区的内蒙古西部以及西南地区、华东地区、华中地区和华南地区大部,玉米种植面积分别占总种植面积的11.2%和19.2%。玉米实际产量的最适宜区和适宜区主要分布于东北地区黑龙江南部、吉林和辽宁大部,华北地区的山东省大部、河北省北部,西北地区的内蒙古西部、甘肃省大部、宁夏区北部和新疆北部、西部,西南地区的四川东部、重庆市西部、云南省东北部,华东地区的江苏省东部,玉米种植面积分别占总种植面积的41.1%和28.9%。 (2)降水、土壤条件、栽培管理和农业技术对我国玉米产量的影响程度分别占光温潜在产量的45.8%、9.2%和14.3%,使玉米产量的变异系数增加了0.24、0.02和0.02。就全国而言,降水是玉米产量高产稳产性的主要影响因素；在东北地区、西北地区和华北地区,降水是影响玉米产量高产稳产性的主要因素,而在西南地区、华中地区、华东地区和华南地区,栽培管理和农业技术是影响玉米产量高产稳产性的主要因素。 (3)我国玉米实际单位面积产量的最大可能提升9856kg·h-1,总产量最大可能提升23108.8×104t,为当前实际总产量的2.0倍；西北地区玉米单产的可能提升空间最高,全区平均为11909kg·ha-1；华北地区和东北地区玉米总产量的可能提升空间最大,分别为9219.0×104t和7134.5×104t,是当前实际总产量的2.2倍和1.8倍。优化水肥措施可平均提升我国玉米单产3777kg·-1,总产量可能提升8856.9×104t,为当前实际总产量的0.8倍；东北地区优化水肥条件对玉米单产的提升幅度最大,为4920kg·ha-1；东北地区和华北地区优化水肥条件下玉米总产量的可能提升最大,分别为3343.1×104t和2755.0×104t,是当前实际总产量的0.9倍和0.7倍。
【关键词】：气候变化 玉米 产量潜力 产量提升
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S162.53;S513
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 图目录9-11
• 表目录11-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究目的与意义12-13
• 1.2 国内外研究进展13-19
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线19-22
• 第二章 材料与方法22-32
• 2.1 研究区域22-23
• 2.2 资料来源23-25
• 2.3 研究指标与计算方法25-30
• 2.4 数据计算与结果表达30-32
• 第三章 农业生产系统模型(APSIM)有效性验证32-38
• 3.1 APSIM模型简介32-33
• 3.2 APSIM-Maize模型参数的初始化33-34
• 3.3 APSIM-Maize模型对玉米生育期和产量模拟的有效性验证34-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 玉米各级潜在产量的高产稳产性分布特征38-68
• 4.1 气候变化背景下玉米潜在生长季的变化特征38-40
• 4.2 玉米光温潜在产量高产稳产性的时空分布特征40-50
• 4.3 玉米雨养潜在产量高产稳产性的时空分布特征50-59
• 4.4 玉米气候-土壤潜在产量高产稳产性的时空分布特征59-65
• 4.5 本章小结65-68
• 第五章 玉米实际产量高产稳产性时空分布及影响因素解析68-92
• 5.1 我国各区域玉米实际生产条件特征68-70
• 5.2 玉米实际产量高产稳产性空间分布特征70-77
• 5.3 各因素对玉米实际产量高产稳产性的影响程度解析77-89
• 5.4 本章小结89-92
• 第六章 我国各区域玉米产量提升潜力分析92-116
• 6.1 我国玉米产量的优势布局92-104
• 6.2 各区域玉米产量提升潜力分析104-108
• 6.3 各区域优化水肥管理对玉米产量的提升潜力108-113
• 6.4 本章小结113-116
• 第七章 结论与讨论116-120
• 7.1 主要结论116-118
• 7.2 创新点118
• 7.3 讨论118
• 7.4 研究展望118-120
• 参考文献120-128
• 致谢128-130
• 个人简介130-132

【参考文献】

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本文编号：515916