水稻多品種農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃1

1、水稻多品種農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃 康為民關(guān)于氣候的幾個(gè)基本概念氣候：通常地講，氣候是氣象要素多年平均的狀況。氣象要素：氣象要素就是人們常說(shuō)的溫度、降水、日照、相對(duì)濕度、氣壓等等。氣候資源（通常指農(nóng)業(yè)氣候資源）：能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供物質(zhì)和能量的氣候條件，即光照、溫度、降水、空氣等氣象因子的數(shù)量或強(qiáng)度及其組合。具有年日周期的循環(huán)性、時(shí)空變化的不穩(wěn)定性，可周而復(fù)始反復(fù)利用，以及隨農(nóng)業(yè)發(fā)展階段而變化等特性。它不僅為農(nóng)業(yè)在一定程度上制約一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)類型、生產(chǎn)率和生產(chǎn)潛力。 關(guān)于氣候的幾個(gè)基本概念農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃：農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要出發(fā)，根據(jù)農(nóng)業(yè)氣候條件的地區(qū)差異進(jìn)行的區(qū)域劃分。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要出發(fā)，根據(jù)

2、農(nóng)業(yè)氣候條件的地區(qū)差異進(jìn)行的區(qū)域劃分。一般是在分析地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候條件的基礎(chǔ)上，采用對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義的氣候指標(biāo)，遵循農(nóng)業(yè)氣候相似原則，將一個(gè)地區(qū)劃分為若干個(gè)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域；各區(qū)都有其自身的農(nóng)業(yè)氣候特點(diǎn)、農(nóng)業(yè)發(fā)展方向和利用改造途徑。一、貴州的自然條件一、貴州的自然條件貴州地形復(fù)雜，地勢(shì)陡峭，海拔高差大，形成了豐富多樣的氣候類型，且空間分布差異大，立體特征明顯。貴州緯度低，氣候溫和，熱量豐富，大部分地區(qū)年均溫在l4l8，10積溫在35005500之間。由于南面距海洋較近，水分來(lái)源豐富，使得降水量大，雨日多，濕度大，日照少。貴州大部分地區(qū)年降雨量在1100 1300mm之間，從東南向西北逐漸減少，但地

3、區(qū)差距僅10 15%。隨著季節(jié)性溫度的升高，降水量和日照時(shí)數(shù)都同步增加，這種雨熱同步的特征非常有利于水稻這類喜溫喜濕作物的生長(zhǎng)。在最高溫度的68月，降水量達(dá)450650mm，約占全年的4054，日照時(shí)數(shù)多在450550h，約占全年的3l45。貴州的降水豐富，地區(qū)間變率小，氣候差別主要體現(xiàn)為熱量分布不均，總體上呈現(xiàn)東高西低的特點(diǎn)。在80%保證率的情況下（下同），西部的威寧10的初日出現(xiàn)在6月份，生長(zhǎng)季短，最熱月也沒(méi)有達(dá)到連續(xù)5天穩(wěn)定通過(guò)20，不能滿足水稻生長(zhǎng)的需要。但在水城等一些海拔較高地區(qū)，雖然20的天數(shù)也僅有10天左右，1020的日數(shù)在110130天,但這些地區(qū)仍常年都有水稻種植。這要?dú)w結(jié)為

4、這些地區(qū)接近20的日數(shù)較多和選用耐低溫的水稻品種的緣故。在其它水稻種植區(qū)1020的日數(shù)在140200天，滿足水稻生長(zhǎng)的需要。由此可見(jiàn)貴州的水稻種植情況非常復(fù)雜，眾多的水稻品種的不同屬性，使其具有廣泛的氣候適應(yīng)性，但產(chǎn)量各異，在海拔較高地區(qū)受災(zāi)的幾率較大，產(chǎn)量不高也不穩(wěn)。由此可以看出，由于貴州水稻種植的復(fù)雜性，是不能用一組水稻關(guān)鍵因子參數(shù)來(lái)界定適載與否的，因?yàn)樵撽P(guān)鍵因子參數(shù)不能涵蓋所有品種的屬性，不能解釋貴州水稻種植的現(xiàn)實(shí)狀況。為此本文從氣候資源利用的角度，探討“基于氣候資源利用”的水稻農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃方法。二、水稻生產(chǎn)的綜合條件氣候條件水稻生產(chǎn)不能脫離具體的氣候條件所有生物的生命活動(dòng)必須在一定的氣

5、候條件下進(jìn)行，相對(duì)來(lái)說(shuō)，氣候是較為穩(wěn)定的因素，而生物卻是變化的。在一定的氣候條件下，生物或是通過(guò)遷徙找到相適宜的氣候條件的地區(qū)定居下來(lái)，或是通過(guò)淘汰的方式，適者生存，成為特定氣候條件下的居民。同樣，水稻也需要一定的氣候條件滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需求，通常日平均溫度1012幼苗發(fā)芽，2832最適，低于20或高于40都會(huì)嚴(yán)重影響水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，正常情況下日均20是水稻生育期結(jié)束的溫度。水稻大田期一直生活在水層覆蓋的狀態(tài)，需水量很大。水稻打田前期需要150mm以上的降水量，另一個(gè)需水高峰是抽穗結(jié)實(shí)期，每形成1千克稻谷約需水500800kg。 二、水稻生產(chǎn)的綜合條件品種條件 水稻是喜溫喜熱的作物，在自然狀況下

6、都生長(zhǎng)在熱量條件好，水分充足的區(qū)域。但經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展變化，人們采用品種篩選、氣候馴化、性狀組合的手段，近年來(lái)甚至采用高技術(shù)的基因干預(yù)方法，培養(yǎng)出大量新品種，突出的性狀有高產(chǎn)量、高品質(zhì)，也有側(cè)重于抗逆品種，如耐低溫、耐旱、耐病蟲(chóng)害等等。土壤條件水稻對(duì)土壤適應(yīng)性較強(qiáng)，新品種中，出現(xiàn)很多對(duì)土壤適應(yīng)性強(qiáng)的品種，能夠耐酸、耐堿、耐貧瘠的土壤狀況貴州是一個(gè)典型的溶巖化喀斯特高原山區(qū)省份，地形復(fù)雜，氣候多樣。除了西部的威寧以及一些高海拔地區(qū)外，全省大部分地區(qū)均有水稻種植。即使在一些熱量條件并不好的地區(qū)，也有一些當(dāng)家品種常年種植，如水城等一些海拔較高地區(qū)，雖然20的天數(shù)也僅有10天左右，10初日至20終日的

7、日數(shù)在110130天之間。這歸因?yàn)橐环矫媸撬窘?jīng)過(guò)多年的氣候馴化，形成適宜當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的水稻品種，另一方面這些地方接近20的日數(shù)較多。由此可見(jiàn)貴州的水稻種植情況非常復(fù)雜，農(nóng)業(yè)技術(shù)要求較高，氣象災(zāi)害發(fā)生頻繁，產(chǎn)量不高不穩(wěn)，限制了貴州的水稻生產(chǎn)的發(fā)展。 三、貴州水稻種植概況因此，在貴州復(fù)雜的地理背景、多樣的氣候條件和豐富的水稻品種結(jié)構(gòu)下發(fā)展水稻生產(chǎn)，應(yīng)該根據(jù)各地自身氣候條件進(jìn)行品種選育，達(dá)到充分利用氣候資源，趨利避害、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。三、貴州水稻種植概況四、常規(guī)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃存在的問(wèn)題傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃以作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期某些氣候因子作指標(biāo)進(jìn)行分區(qū)。這種“基于作物”的區(qū)劃方法在貴州特殊情況下存在的問(wèn)題是

8、：四、常規(guī)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃存在的問(wèn)題a.貴州氣候類型多，空間分布差異大，相互嵌套，錯(cuò)綜復(fù)雜，不能用簡(jiǎn)單的線條來(lái)進(jìn)行描述；四、常規(guī)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃存在的問(wèn)題b.“基于作物”的區(qū)劃原則上只符合個(gè)別品種，而貴州水稻品種多，氣候適應(yīng)性廣泛，在“不適宜區(qū)”仍然常年有水稻種植。四、常規(guī)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃存在的問(wèn)題c.對(duì)“適宜區(qū)”而言，越遠(yuǎn)離分區(qū)線氣候資源越富裕，都不能利用，被白白浪費(fèi)掉；四、常規(guī)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃存在的問(wèn)題d.傳統(tǒng)區(qū)劃不適宜范圍大，造成寶貴的土地資源的大量浪費(fèi)。五、基于氣候資源利用的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的特點(diǎn)“基于氣候資源利用”的水稻農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃根據(jù)實(shí)際的水稻氣候資源狀況進(jìn)行分級(jí)的區(qū)劃方法。它以空間網(wǎng)格點(diǎn)的水稻生長(zhǎng)氣

9、候資源為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)上常用的水稻生育期長(zhǎng)度進(jìn)行分區(qū)，輔以積溫分布進(jìn)行調(diào)整，用戶根據(jù)局地水稻氣候資源狀況選擇適宜的品種進(jìn)行種植，實(shí)現(xiàn)氣候資源和品種屬性的優(yōu)化組合。它有以下特點(diǎn)：五、基于氣候資源利用的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的特點(diǎn)a.氣候資源可以得到高效利用，提高水稻的產(chǎn)量與品質(zhì)；b.有效地減小氣象災(zāi)害的發(fā)生和危害；c.充分發(fā)揮品種資源優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大水稻種植面積，增加糧食產(chǎn)量，符合國(guó)家糧食安全的國(guó)策；d. 充分提高貴州喀斯特山區(qū)極端寶貴的土地資源的利用率生育期長(zhǎng)度在水分滿足的條件下，水稻出苗期的旬平均溫度需穩(wěn)定通過(guò)10，生長(zhǎng)中后期的下限是旬平均溫度20構(gòu)成水稻栽培的氣候條件。這之間的時(shí)間長(zhǎng)度就是水稻生育期長(zhǎng)度，其

10、間的積溫就是生育期積溫。據(jù)此計(jì)算出各縣的水稻生育期長(zhǎng)度和積溫，并利用溫度與海拔高度、經(jīng)度和緯度的良好的相關(guān)關(guān)系推算其在全省的分布，得到“基于氣候資源利用”的全省水稻農(nóng)業(yè)區(qū)劃區(qū)劃。運(yùn)算過(guò)程中的所有氣象參數(shù)均按照80%保證率進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使結(jié)果更具農(nóng)業(yè)意義。 六、技術(shù)思路 六、技術(shù)方法： 1、數(shù)據(jù)來(lái)源氣象數(shù)據(jù)為全省84個(gè)氣象臺(tái)站1970 2000年的旬平均溫度；地理數(shù)據(jù)為1:25萬(wàn)地理數(shù)據(jù)，從中提取全省29593個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)村的高度場(chǎng)數(shù)據(jù)。2、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算鄉(xiāng)鎮(zhèn)村高度場(chǎng)數(shù)據(jù)提取：運(yùn)用GIS軟件制作全省高度場(chǎng)柵格圖層，運(yùn)用GIS控件MapDbject2 和VB編程，然后根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)村經(jīng)緯度在該高度場(chǎng)柵格圖層中

11、提取29593個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)村的高度場(chǎng)數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)預(yù)處理：運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程，對(duì)84個(gè)臺(tái)站的各旬歷年旬平均溫度降序排序，取出第0.8位次的旬平均溫度組成80%保證率的旬平均溫度集； 數(shù)據(jù)計(jì)算：降水與溫度是我省水稻生長(zhǎng)主要?dú)夂蛸Y源，播種期和成熟期以及其間的氣候資源狀況決定了一地水稻氣候資源狀況。通常播種期三個(gè)旬的累計(jì)降水量必須達(dá)到40毫米以上，這在全省大部分地區(qū)出現(xiàn)在4月上旬，只有西部的部分地勢(shì)較高地區(qū)推遲15旬；播種期的起始旬平均溫度為12，這兩個(gè)因素共同滿足決定水稻的播種期。水稻的生育末期是旬平均溫度為20。 在80%保證率的原則下，利用地理數(shù)據(jù)經(jīng)度、緯度和高度和旬平均溫度良好相關(guān)關(guān)系，將熱量資源拓展到

12、29593個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)村的空間點(diǎn)上，得到熱量資源的空間分布，然后根據(jù)各空間點(diǎn)播種期和成熟期，計(jì)算水稻氣候資源的空間分布將3、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃不同水稻品種生育期長(zhǎng)度不一樣，氣候適應(yīng)不一樣，氣候資源的利用率也不一樣，光和能力和抗逆性差別也很大。農(nóng)戶可以根據(jù)局地水稻氣候資源狀況，充分考慮這些因素進(jìn)行品種選育，宏觀上完成了水稻農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃。 圖一 水稻適宜生長(zhǎng)期長(zhǎng)度分布圖 七、水稻氣候資源區(qū)劃八、兩者的比較： 從圖中可以看出，傳統(tǒng)區(qū)劃確實(shí)過(guò)于粗放，它的任一個(gè)區(qū)內(nèi)均包含多種不同的氣候類型，準(zhǔn)確性較差。 圖二 兩種區(qū)劃的比較 九、運(yùn)用： 該氣候區(qū)劃具有以下宏觀和微觀特點(diǎn)：l能展現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣候?qū)傩缘耐暾麪顩r（縣級(jí)、地區(qū)級(jí)

13、以至省級(jí)）；l能準(zhǔn)確地提供局地的農(nóng)業(yè)氣候分布的細(xì)部特征（縣級(jí)、鄉(xiāng)級(jí)）；l實(shí)現(xiàn)多級(jí)別、高精度農(nóng)業(yè)氣候分區(qū)分級(jí)；l圖一較為充分全面地反映貴州復(fù)雜豐富的農(nóng)業(yè)氣候狀況。九、運(yùn)用： 1.宏觀應(yīng)用宏觀功能展現(xiàn)較大范圍的農(nóng)業(yè)氣候分類、分布、以及相應(yīng)農(nóng)業(yè)氣候信息的總體狀況。圖一為貴州省不同區(qū)域范圍內(nèi)水稻的農(nóng)業(yè)氣候類型與分布情況。圖一表明，省內(nèi)水稻的農(nóng)業(yè)氣候類型多，分布分散復(fù)雜。 八、運(yùn)用：2. 微觀應(yīng)用微觀應(yīng)用是區(qū)劃的一個(gè)非常重要的組成部分，著重展示區(qū)劃圖的局部的細(xì)節(jié)特征，與宏觀功能互為補(bǔ)充，進(jìn)一步對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行安排與指導(dǎo)。 圖三 銅仁地區(qū)水稻區(qū)劃圖八、運(yùn)用：圖四為德江縣水稻氣候區(qū)劃圖。圖中按照生育期長(zhǎng)度把德

14、江縣劃分為六種水稻氣候區(qū)，并在此基礎(chǔ)上用等積溫線進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化和補(bǔ)充，以充分反映貴州紛繁復(fù)雜的氣候狀況。從圖中可以看到，這種方式在貴州復(fù)雜的地理環(huán)境中非常實(shí)用有效，可以將豐富多樣的農(nóng)業(yè)氣候特征準(zhǔn)確、真實(shí)、全面地反映出來(lái)。圖四 德江縣水稻區(qū)劃圖圖五 德江縣水稻區(qū)劃局部圖八、運(yùn)用：具體地塊的細(xì)部特征，在相同生育期長(zhǎng)度的地塊內(nèi)，積溫值也有差別，可作為農(nóng)戶精細(xì)選擇品種的依據(jù)圖六中高亮區(qū)域?yàn)樯陂L(zhǎng)度16-17旬的水稻品種在全省范圍內(nèi)的分布情況，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和布局提供科學(xué)翔實(shí)的依據(jù)。圖六 16-17旬氣候生長(zhǎng)期長(zhǎng)度全省分布九、總結(jié)該區(qū)劃運(yùn)用“基于農(nóng)業(yè)氣候資源”的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃方法，很好地解決了在貴州復(fù)雜的地形地勢(shì)情況下，合理有效地進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣候分級(jí)、劃區(qū)，使該區(qū)劃既符合貴州實(shí)際，彌補(bǔ)了以往農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的不足，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。充分反映出不同范圍的農(nóng)業(yè)氣候特征，信息量非常豐富，既適應(yīng)管理者作宏觀的調(diào)控,也便于指導(dǎo)農(nóng)戶的具體農(nóng)事活動(dòng)。農(nóng)戶根據(jù)地塊的水稻氣候資源狀況進(jìn)行品種選育，實(shí)現(xiàn)氣候資源高效利用的水稻多品種農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，提高土地利用率，同時(shí)減少氣象災(zāi)害的危害。隨著技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)需求的推動(dòng)，作物多品種化是發(fā)展趨勢(shì)，隨之而來(lái)多品種的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃技術(shù)的完善和廣泛應(yīng)用迫在眉睫。本區(qū)劃作為多品種農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃應(yīng)用的一個(gè)特例，供大家交流。該區(qū)劃方法作為自有技術(shù)，已獲得科技部農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)換項(xiàng)目支撐。網(wǎng)絡(luò)