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1、第27卷第3期地理科学Vol.27No.32007年06月SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAJune,2007近期气候波动与LUCC过程对东北农田生产潜力的影响1112徐新良,刘纪远,曹明奎,张树文(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春130012)摘要:利用1991～2000年逐日气象资料以及20世纪80年代末和90年代末土地利用数据,估算了东北地区气候波动和LUCC过程对农田生产潜力的影响。结果显示:90年代东北地区由于作物生长季内气候变暖和降水减少,生产潜力
2、普遍降低6.45%,其中降水量变化的区域差异是导致生产潜力变化区域分异的主要原因。在4LUCC过程的影响下,东北地区生产潜力总量净增加2402.79×10t。从气候波动和LUCC过程对生产潜力的影响程度看,气候波动要低于LUCC过程的作用,LUCC过程所导致的生产潜力的增长趋势抵消了气候波动所带来4的降低趋势,10年间东北地区农田生产潜力总量净增加992.23×10t。关键词:土地利用变化;生产潜力;光合生产潜力;光温生产潜力;气候生产潜力;气候波动中图分类号:F301文献标识码:A文章编号:1000-0690(2007)03-0318-07耕
3、地和气候资源是决定区域农业发展的两个力的影响,我们以20世纪90年代的气象观测数据基本条件。农田生产力取决农业气候条件,也依赖以及80年代末和90年代末两期土地利用数据为[1～8]土地质量和种植的农作物种类。气候变化通基础,采用环境因子逐步订正方法来计算农田生产过改变作物生长发育进程中光、热、水的匹配状况,潜力。土地利用数据来自于利用LandsatTM影象[9][20,21]影响其生产力;而LUCC过程则使不同土地类型提取的中国1∶10万土地利用数据库。先在的适宜性和质量发生改变,直接影响生产力的高GIS环境下从土地利用数据中提取耕地信息,然后
4、[10]低。过去20年间,中国各个地区的气候总体变将其转化成1km×1km栅格数据。气象资料包括暖,但区域差异较大,总体上呈北暖南冷的趋东北地区16个气象辐射台站1991～2000年的逐月[11～14]势,其中20世纪90年代,广大北方及华北北太阳总辐射资料,97个气象站1991～2000年的逐日[15]部地区,大多呈降水增加趋势。土地利用方面,气温、降水、相对湿度、风速等资料,由国家气象局资中国土地利用变化表现出明显的地区差异,耕地北料中心整编。首先对逐月太阳总辐射数据进行汇总增南减,总量增加,林草地总体减少,建设用地持续统计,获得1991～
5、2000年各年度作物生长季内(5～扩张。东北地区土地利用变化主要表现为大面积9月)的太阳总辐射,再根据97个气象站1991～林地、草地被开垦为耕地,大面积旱地转变为水2000年的逐日气温和降水统计作物生长季各月份[16～19]的平均气温和总降水田。东北地区作为中国重要的商品粮基地,,然后应用澳大利亚的ANUSP2农田生产力的变动直接关系着中国的粮食安全。LIN气象数据空间插值软件,在进一步考虑地形影因此,我们深入分析该区90年代气候波动和响的基础上对上述气象指标进行了空间插值,获得LUCC过程对农田生产潜力的影响。1km×1km空间栅格数据,最
6、后通过投影变换,将大地投影转变为与土地利用数据具有一致投影基础1研究方法的双标准纬线等面积割圆锥投影(Albers)。1.1数据基础1.2农田生产潜力计算模型为分析气候波动和LUCC过程对农田生产潜农田生产潜力是指农田在一定条件下能够持收稿日期:2005-12-24;修订日期:2006-04-07基金项目:国家自然科学基金项目(40601079)、中国博士后科学基金项目资助。作者简介:徐新良(1972-),男,山东青岛人,博士,主要从事遥感与地理信息系统应用研究。E2mail:xuxl@lreis.ac.cn3期徐新良等:近期气候波动与LUCC
7、过程对东北农田生产潜力的影响319续生产人类所需的生物产品的潜在能力。它是由产量形成的最适温度,f(T)是由T、T1、T2和T0决光、热、水、土和作物生物学特性共同决定的,它们定的值域为0～1不对称抛物线函数,我们将作物相互制约,相互影响,构成农田生产潜力的阶梯系生育期划分为苗期、营养生长期、营养生殖并进期、列:光合生产潜力-光温生产潜力-气候生产潜营养灌浆期和营养成熟期5阶段分别计算f(T),[22]力-农田生产潜力。各阶段T0、T1和T2的取值参照参考文献。1)光合生产潜力。在温度、水分、土壤、品种f(N)是由温度条件决定的作物有效生育日数
8、以及其它农业技术条件都处于最佳状况时,完全由订正函数,f(N)可由如下公式确定:光合有效辐射决定的生产潜力。公式为:N-N0f(N)=1+(5)1.7
