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1、水稻多品种农业气候区划,康为民,关于气候的几个基本概念,气候：通常地讲，气候是气象要素多年平均的状况。 气象要素：气象要素就是人们常说的温度、降水、日照、相对湿度、气压等等。 气候资源（通常指农业气候资源）：能为农业生产提供物质和能量的气候条件，即光照、温度、降水、空气等气象因子的数量或强度及其组合。具有年日周期的循环性、时空变化的不稳定性，可周而复始反复利用，以及随农业发展阶段而变化等特性。它不仅为农业在一定程度上制约一个地区农业的生产类型、生产率和生产潜力。,关于气候的几个基本概念,农业气候区划：农业气候区划是从农业生产的需要出发，根据农业气候条件的地区差异进行的区域划分。从农业生产的需要
2、出发，根据农业气候条件的地区差异进行的区域划分。一般是在分析地区农业气候条件的基础上，采用对农业生产有重要意义的气候指标，遵循农业气候相似原则，将一个地区划分为若干个农业气候区域；各区都有其自身的农业气候特点、农业发展方向和利用改造途径。,一、贵州的自然条件,一、贵州的自然条件,贵州地形复杂，地势陡峭，海拔高差大，形成了丰富多样的气候类型，且空间分布差异大，立体特征明显。贵州纬度低，气候温和，热量丰富，大部分地区年均温在l4l8，10积温在35005500之间。由于南面距海洋较近，水分来源丰富，使得降水量大，雨日多，湿度大，日照少。贵州大部分地区年降雨量在1100 1300mm之间，从东南向西
3、北逐渐减少，但地区差距仅10 15%。随着季节性温度的升高，降水量和日照时数都同步增加，这种雨热同步的特征非常有利于水稻这类喜温喜湿作物的生长。在最高温度的68月，降水量达450650mm，约占全年的4054，日照时数多在450550h，约占全年的3l45。,贵州的降水丰富，地区间变率小，气候差别主要体现为热量分布不均，总体上呈现东高西低的特点。在80%保证率的情况下（下同），西部的威宁10的初日出现在6月份，生长季短，最热月也没有达到连续5天稳定通过20，不能满足水稻生长的需要。但在水城等一些海拔较高地区，虽然20的天数也仅有10天左右，1020的日数在110130天,但这些地区仍常年都有水
4、稻种植。这要归结为这些地区接近20的日数较多和选用耐低温的水稻品种的缘故。在其它水稻种植区1020的日数在140200天，满足水稻生长的需要。由此可见贵州的水稻种植情况非常复杂，众多的水稻品种的不同属性，使其具有广泛的气候适应性，但产量各异，在海拔较高地区受灾的几率较大，产量不高也不稳。 由此可以看出，由于贵州水稻种植的复杂性，是不能用一组水稻关键因子参数来界定适载与否的，因为该关键因子参数不能涵盖所有品种的属性，不能解释贵州水稻种植的现实状况。为此本文从气候资源利用的角度，探讨“基于气候资源利用”的水稻农业气候区划方法。,二、水稻生产的综合条件,气候条件 水稻生产不能脱离具体的气候条件 所有
5、生物的生命活动必须在一定的气候条件下进行，相对来说，气候是较为稳定的因素，而生物却是变化的。在一定的气候条件下，生物或是通过迁徙找到相适宜的气候条件的地区定居下来，或是通过淘汰的方式，适者生存，成为特定气候条件下的居民。同样，水稻也需要一定的气候条件满足生长发育的需求，通常日平均温度1012幼苗发芽，2832最适，低于20或高于40都会严重影响水稻的生长发育，正常情况下日均20是水稻生育期结束的温度。 水稻大田期一直生活在水层覆盖的状态，需水量很大。水稻打田前期需要150mm以上的降水量，另一个需水高峰是抽穗结实期，每形成1千克稻谷约需水500800kg。,二、水稻生产的综合条件,品种条件 水
6、稻是喜温喜热的作物，在自然状况下都生长在热量条件好，水分充足的区域。但经过几十年的发展变化，人们采用品种筛选、气候驯化、性状组合的手段，近年来甚至采用高技术的基因干预方法，培养出大量新品种，突出的性状有高产量、高品质，也有侧重于抗逆品种，如耐低温、耐旱、耐病虫害等等。 土壤条件 水稻对土壤适应性较强，新品种中，出现很多对土壤适应性强的品种，能够耐酸、耐碱、耐贫瘠的土壤状况,贵州是一个典型的溶岩化喀斯特高原山区省份，地形复杂，气候多样。除了西部的威宁以及一些高海拔地区外，全省大部分地区均有水稻种植。即使在一些热量条件并不好的地区，也有一些当家品种常年种植，如水城等一些海拔较高地区，虽然20的天数
7、也仅有10天左右，10初日至20终日的日数在110130天之间。这归因为一方面是水稻经过多年的气候驯化，形成适宜当地气候环境的水稻品种，另一方面这些地方接近20的日数较多。由此可见贵州的水稻种植情况非常复杂，农业技术要求较高，气象灾害发生频繁，产量不高不稳，限制了贵州的水稻生产的发展。,三、贵州水稻种植概况,因此，在贵州复杂的地理背景、多样的气候条件和丰富的水稻品种结构下发展水稻生产，应该根据各地自身气候条件进行品种选育，达到充分利用气候资源，趋利避害、高产稳产的目的。,三、贵州水稻种植概况,四、常规农业气候区划存在的问题,传统的农业气候区划以作物生长关键期某些气候因子作指标进行分区。这种“基
8、于作物”的区划方法在贵州特殊情况下存在的问题是：,四、常规农业气候区划存在的问题,a.贵州气候类型多，空间分布差异大，相互嵌套，错综复杂，不能用简单的线条来进行描述；,四、常规农业气候区划存在的问题,b.“基于作物”的区划原则上只符合个别品种，而贵州水稻品种多，气候适应性广泛，在“不适宜区”仍然常年有水稻种植。,四、常规农业气候区划存在的问题,c.对“适宜区”而言，越远离分区线气候资源越富裕，都不能利用，被白白浪费掉；,四、常规农业气候区划存在的问题,d.传统区划不适宜范围大，造成宝贵的土地资源的大量浪费。,五、基于气候资源利用的农业气候区划的特点,“基于气候资源利用”的水稻农业气候区划根据实
9、际的水稻气候资源状况进行分级的区划方法。它以空间网格点的水稻生长气候资源为基础，以生产上常用的水稻生育期长度进行分区，辅以积温分布进行调整，用户根据局地水稻气候资源状况选择适宜的品种进行种植，实现气候资源和品种属性的优化组合。它有以下特点：,五、基于气候资源利用的农业气候区划的特点,a.气候资源可以得到高效利用，提高水稻的产量与品质； b.有效地减小气象灾害的发生和危害； c.充分发挥品种资源优势，扩大水稻种植面积，增加粮食产量，符合国家粮食安全的国策； d. 充分提高贵州喀斯特山区极端宝贵的土地资源的利用率,生育期长度,在水分满足的条件下，水稻出苗期的旬平均温度需稳定通过10，生长中后期的下
10、限是旬平均温度20构成水稻栽培的气候条件。这之间的时间长度就是水稻生育期长度，其间的积温就是生育期积温。据此计算出各县的水稻生育期长度和积温，并利用温度与海拔高度、经度和纬度的良好的相关关系推算其在全省的分布，得到“基于气候资源利用”的全省水稻农业区划区划。 运算过程中的所有气象参数均按照80%保证率进行数据处理，使结果更具农业意义。,六、技术思路,六、技术方法：,1、数据来源 气象数据为全省84个气象台站1970 2000年的旬平均温度；地理数据为1:25万地理数据，从中提取全省29593个乡镇村的高度场数据。 2、数据处理与计算 乡镇村高度场数据提取：运用GIS软件制作全省高度场栅格图层，
11、运用GIS控件MapDbject2 和VB编程，然后根据乡镇村经纬度在该高度场栅格图层中提取29593个乡镇村的高度场数据； 数据预处理：运用计算机编程，对84个台站的各旬历年旬平均温度降序排序，取出第0.8位次的旬平均温度组成80%保证率的旬平均温度集； 数据计算：降水与温度是我省水稻生长主要气候资源，播种期和成熟期以及其间的气候资源状况决定了一地水稻气候资源状况。通常播种期三个旬的累计降水量必须达到40毫米以上，这在全省大部分地区出现在4月上旬，只有西部的部分地势较高地区推迟15旬；播种期的起始旬平均温度为12，这两个因素共同满足决定水稻的播种期。水稻的生育末期是旬平均温度为20。 在80
12、%保证率的原则下，利用地理数据经度、纬度和高度和旬平均温度良好相关关系，将热量资源拓展到29593个乡镇村的空间点上，得到热量资源的空间分布，然后根据各空间点播种期和成熟期，计算水稻气候资源的空间分布将 3、农业气候区划 不同水稻品种生育期长度不一样，气候适应不一样，气候资源的利用率也不一样，光和能力和抗逆性差别也很大。农户可以根据局地水稻气候资源状况，充分考虑这些因素进行品种选育，宏观上完成了水稻农业气候区划。,图一 水稻适宜生长期长度分布图,七、水稻气候资源区划,八、两者的比较：,从图中可以看出，传统区划确实过于粗放，它的任一个区内均包含多种不同的气候类型，准确性较差。,图二 两种区划的比
13、较,九、运用：,该气候区划具有以下宏观和微观特点： l能展现农业气候属性的完整状况（县级、地区级以至省级）； l能准确地提供局地的农业气候分布的细部特征（县级、乡级）； l实现多级别、高精度农业气候分区分级； l图一较为充分全面地反映贵州复杂丰富的农业气候状况。,九、运用：,1.宏观应用 宏观功能展现较大范围的农业气候分类、分布、以及相应农业气候信息的总体状况。图一为贵州省不同区域范围内水稻的农业气候类型与分布情况。图一表明，省内水稻的农业气候类型多，分布分散复杂。,八、运用：,2. 微观应用 微观应用是区划的一个非常重要的组成部分，着重展示区划图的局部的细节特征，与宏观功能互为补充，进一步对
14、农业生产进行安排与指导。,图三 铜仁地区水稻区划图,八、运用：,图四为德江县水稻气候区划图。图中按照生育期长度把德江县划分为六种水稻气候区，并在此基础上用等积温线进行进一步细化和补充，以充分反映贵州纷繁复杂的气候状况。从图中可以看到，这种方式在贵州复杂的地理环境中非常实用有效，可以将丰富多样的农业气候特征准确、真实、全面地反映出来。,图四 德江县水稻区划图,图五 德江县水稻区划局部图,八、运用：,具体地块的细部特征，在相同生育期长度的地块内，积温值也有差别，可作为农户精细选择品种的依据,图六中高亮区域为生育期长度16-17旬的水稻品种在全省范围内的分布情况，为农业产业结构的调整和布局提供科学翔
15、实的依据。,图六 16-17旬气候生长期长度全省分布,九、总结,该区划运用“基于农业气候资源”的农业气候区划方法，很好地解决了在贵州复杂的地形地势情况下，合理有效地进行农业气候分级、划区，使该区划既符合贵州实际，弥补了以往农业气候区划的不足，具有较强的实用性。 充分反映出不同范围的农业气候特征，信息量非常丰富，既适应管理者作宏观的调控,也便于指导农户的具体农事活动。农户根据地块的水稻气候资源状况进行品种选育，实现气候资源高效利用的水稻多品种农业气候区划，提高土地利用率，同时减少气象灾害的危害。 随着技术进步和社会需求的推动，作物多品种化是发展趋势，随之而来多品种的农业气候区划技术的完善和广泛应
16、用迫在眉睫。本区划作为多品种农业气候区划应用的一个特例，供大家交流。该区划方法作为自有技术，已获得科技部农业技术转换项目支撑。,网络应用系统简介：,系统界面,以贵阳为例的应用,十四旬生育期长度的分布,十四旬生育期长度的分布放大,正在增加的主要功能：,着色：安照生育期长度的不同分别着色。这在单机版现成的功能， 在WebGIS上尚有一些工作要做； 地点定位：了解查询地点的空间位置和环境状况 通过经纬度定位 通过地名定位,正在增加的主要功能：,查询地点的生育期长度：这是选种的依据 通过经纬度查找 通过地名查找 查询某生育期长度的分布范围：了解该生育期长度的范围，用以确定购种量 列表显示各生育期长度适宜的水稻品种，供用户选种参考,谢谢！,
