滇东北山区坡耕地土壤侵蚀的作物经营因子

通过建立滇东北山区４种代表性作物种植类型———玉米、马铃薯、黄豆、玉米－黄豆间作对降雨引起土壤侵蚀的影响试验小区并进行连续３年实测,分析确定了作物经营因子（Ｃ）值,为建立坡耕地土壤流失方程、进行土壤侵蚀预测预报、制定水土保持农业措施奠定了基础依据     

气候变化对东北地区玉米生产的影响

利用气象观测数据、玉米产量及面积资料,分析了东北地区气候变化事实及对玉米生产的影响。研究表明:1971年以来,东北地区≥10℃积温增加了262.8℃,≥10℃积温带(以2700℃为例)平原区向北推进了约200～300km左右,向东扩展50～150km。1991年开始玉米生长季(4～9月)降水量持续减少,年平均水分亏缺量达391.5mm,湿润区缩小,有变干趋势。初霜日推后7～9天,无霜期延长了14～21天,霜冻灾害几率降低。20世纪90年代后,玉米延迟型冷害进入低发期。随着热量资源的增加,玉米可种植区范围不断扩大,种植北界北移东扩,玉米适播起始时间提前。玉米总产、播种面积增加趋势分别为967万t/10a、72万hm2/10a。未来40年东北地区玉米产量以减产为主,与过去30年(1961～1990年)相比平均减产9.5%左右。调整玉米种植布局和品种搭配,依靠水利工程和推广旱作农业技术,选种耐旱、抗病、抗逆性强的玉米品种,是实现东北玉米生产可持续发展的主要措施。     

过去50年吉林省玉米带玉米种植面积时空变化及其成因分析

吉林省中部的玉米带现已成为中国重要的商品粮基地。建国以来,玉米种植面积的时空分布发生了很大变化。过去50年间,吉林省中部玉米带的玉米种植面积占呈波动增加趋势,并在1996年达到最高值,1997年后又开始下降;1980年以后,即吉林省中部玉米带大规模产业化发展以后,玉米种植重心向东移动。对于玉米种植面积变化的原因分析表明,政策引导、农业科技和以及其与其它作物的经济收益比较优势是非常重要的驱动因素。另外,近些年吉林省玉米带年平均气温明显增加,冬季和春季增温较多,玉米带的玉米种植面积呈现出随气温增加而线性增加的趋势。     

科尔沁沙地农田玉米耗水规律研究

首先采用波文比-能量平衡法分析了科尔沁沙地农田玉米(Zeamays L.)不同发育阶段晴天的能量分配特征,在此基础上估算了玉米的蒸散量,并对估算结果和蒸渗仪测定结果进行比较,最后运用作物蒸散量和参考作物蒸散量计算了玉米的作物系数。结果表明:①在玉米的整个生长过程中,能量交换以水分蒸散耗热为主;②根据试验年份的降雨分布情况,该地区的自然降水不能满足玉米对水分需求,玉米各生育阶段水分亏缺比较严重;③科尔沁地区玉米4个生长阶段(苗期、营养期、生殖期、成熟期)的作物系数分别为0.52、0.90、1.13和0.64;④波文比能量平衡法可以较准确的估算玉米农田晴天时的蒸散量。     

气候变化对海河流域主要作物物候和产量影响

基于海河流域30 个气象站点1960-2009年的实测资料,分析该流域1960年以来农业气象指标的变化趋势,并利用VIP模型模拟分析大气CO₂浓度增加、温度、降雨和日照时数变化对作物产量的影响。结果显示：冬季温度的显著上升使冬小麦种植北界在50年间向北移动大约70 km;在品种和灌溉条件不变的前提下,小麦产量平均每10年上升0.2%~3.4%,其中CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为11.0%、0.7%、-0.2%和-6.5%;大气CO₂浓度增加的产量正效应大于日照时数减少的负效应。气候变化使夏玉米产量呈下降趋势（0.6%~3.8%/10年）,其中大气CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为0.7%、-3.6%、-1.0%和-6.8%,温度上升和辐射下降是玉米产量下降的主要原因。研究结果可为气候变化影响的评估和适应性对策制定提供科学依据。     

气候变化对海河流域主要作物物候和产量影响简

基于海河流域30 个气象站点1960-2009年的实测资料,分析该流域1960年以来农业气象指标的变化趋势,并利用VIP模型模拟分析大气CO₂浓度增加、温度、降雨和日照时数变化对作物产量的影响。结果显示：冬季温度的显著上升使冬小麦种植北界在50年间向北移动大约70 km;在品种和灌溉条件不变的前提下,小麦产量平均每10年上升0.2%~3.4%,其中CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为11.0%、0.7%、-0.2%和-6.5%;大气CO₂浓度增加的产量正效应大于日照时数减少的负效应。气候变化使夏玉米产量呈下降趋势（0.6%~3.8%/10年）,其中大气CO₂浓度增加、温度、降雨及日照时数变化对其产量的影响分别为0.7%、-3.6%、-1.0%和-6.8%,温度上升和辐射下降是玉米产量下降的主要原因。研究结果可为气候变化影响的评估和适应性对策制定提供科学依据。     

玉米净作和间作植株间光强的时空分布(英文)

作物多样性种植能够有效减少病虫危害,显著增加产量,但其中的机理尚不清楚。太阳辐射是最重要的影响因子之一。本试验研究了玉米净作(A)及玉米/大豆2:2(B,2行玉米2行大豆)和2:4(C,2行玉米4行大豆)两种间作模式下,玉米冠层内太阳辐射强度的时空变化。研究结果表明,多样性种植可在不同高度上对玉米植株间的受光强度和受光时间产生明显影响。在玉米穗期,相比净作,在30cm高度上,B和C模式下光强都超过了2倍,在70cm高度上,光强超过10倍。花粒期,在110、160和210cm位置上,相比净作,B和C模式下光强分别提高了5倍、2倍和12%,而且随着测量高度的下降,间作模式下光强下降较为缓慢。从第7–18叶,相比净作,各叶位间作模式下光强平均增加2倍,而且日有效辐射时间平均提高了5小时。此外,玉米的一些生物学性状,如千粒重、每株产量和穗位叶叶面积等也表现出间作B和C模式都显著高于净作。因此,间作提高了玉米的受光强度和有效辐射时间,是改善玉米生物学性状的重要因子。     

松辽平原“玉米带”农田景观结构及动态

本文从作物生境、作物形态、作物种类等不同侧面分析松辽平原“玉米带”农田景观结构状况并分析本区农田景观特征．在此基础上利用长期统计数据进行农田景观比例和农田景观多样化指数计算．得出不同方面农田景观多样化程度动态曲线．由此反映本区40多年来农田景观生态的变化趋势．以期为本区农田景观的合理配置,保持高教和谐的农田景观生态系统而保证农业生产的持续稳定发展提供参考依据。     

近30年中国农作物种植结构时空变化分析

综合运用时序变化趋势、空间集聚分析等方法,从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空特征。结果表明：① 近30年来中国前10位的种植结构类型有16种,2002年后多元种植结构逐步替代单一型种植结构。粮食作物占优的单一种植结构类型呈逐年递减趋势,其中1980年全国82.7%的县级农业种植结构是水稻、小麦、玉米及其组合种植类型,2002年后的果蔬类型增加改变了种植结构格局。② 全国种植县中有47%的水稻、61%的小麦和29.6%的玉米的种植比例显著减少,其他作物呈现增加趋势。粮食作物由以水稻为主的格局调整为水稻、小麦和玉米共存格局,其中玉米种植面积比例在空间上变化最为显著,在中国形成北东—西南向的“玉米减少带”。种植结构调整热点的城市地区,城市化对种植结构变化影响显著,水果和蔬菜类种植比例在城市化地区快速增加。③ 种植结构变化趋势在1300个县形成空间集聚效应,水稻的高高聚集占全国县数的2.86%、小麦占5.64%、玉米占6.11%、大豆为4.53%、麻类为1.62%、棉花占7.77%、蔬菜占8.24%、薯类占12%、水果占10%、糖料占1.41%、油料占9.35%,主要分布于中国东北、新疆和沿海的城市化地区。     

近300年来玉米种植制度的形成与地域差异

农作物种植制度是作物生理特征与生态环境等多重因素相互结合的产物,玉米作为外来作物进入中国境内,在同传统作物的竞争中,通过环境适应与文化认同,一方面形成以山区为优势的土地利用形式,另一方面则通过产量优势取代了谷子等作物的种植空间,加入到作物轮作系统中,并在空间上形成北方一年一熟制春玉米轮作区、北方两年三熟制夏玉米轮作区、南方丘陵山区玉米、杂粮轮作区。     

荒漠绿洲区间作和密植对作物产量和水分利用效率的影响

针对间作种植模式下密植潜力薄弱、水资源不足、生产实践中难以同步提高产量和水分利用效率(WUE)的问题,在河西荒漠绿洲区通过大田试验研究了4个(5.25、6.00、6.75、7.50万株·hm^-2)玉米密度水平下玉米间作豌豆群体的产量和水分利用效率,以期为构建禾豆间作在密植条件下的高效节水技术提供理论依据。结果表明:玉米间作豌豆的土地当量比(LER)平均达到1.16,且LER随玉米密度的增大而增大。单位面积间作玉米的产量平均达到了相应单作的74.87%;随玉米密度的增大,作物产量的最大值均出现在高密度(6.75、7.50万株·hm^-2)处理中。间作0~120 cm土层平均土壤含水量平均低于单作玉米1.60%,但平均高于单作豌豆6.70%;两年内单作玉米和间作0~120 cm土层平均土壤含水量均在高密度(7.50万株·hm^-2)处理时最大。由于土壤贮水量、降雨量、灌水等诸多因素的影响,间作较单作增加了耗水量(ET),上述间作的ET比单作高19.23%~23.66%。与单作WUE加权平均相比较,间作的WUE分别高于单作11.08%、13.32%、18.86%和28.06%;不同玉米密度处理中,密度3(6.75万株·hm^-2)的WUE表现出了优势。因此,在河西荒漠绿洲区,同步提高作物产量和水分利用效率的有效措施之一是间作和密植条件。     

华北平原玉米播种期和品种变化对冠层温度的影响及地表生物物理机理

通过改变陆—气界面的地表水热交换,农田管理变化是气候变化的重要反馈过程之一。华北平原玉米的播种期和有效积温发生了规律性变化,改变了叶面积指数(LAI)、地表反照率(α)、净辐射(R_n)、潜热(LH)和冠层温度(T_c)等,成为区域气候变化的重要反馈过程。论文利用SiBcrop模型模拟3种玉米情景(春玉米、夏玉米、潜在玉米)下的LAI、α、R_n、LH和T_c的季节动态。结果表明,春玉米具有早播种、早收获、早LAI峰值的特征;夏玉米具有晚播种、晚收获、晚LAI峰值的特征;潜在玉米具有早播种、晚收获、高LAI的特征。模拟情景之间LAI差异为±2.5 m²·m^-2;T_c差异为±0.5 ℃。地表反照率(α)和地表能量分配是决定情景之间T_c差异的决定因素,播种期推迟,以α升高的降温效应为主;有效积温增加,以LH分配增多的降温效应为主。春玉米具有最高的冠层温度,夏玉米和潜在玉米的冠层温度较低且差异很小。研究结果对于促进农田土地管理变化适应和缓解区域气候变化具有一定意义。     

间作时期和种植密度对甜瓜/向日葵间作系统光能利用效率的影响

以单作为对照,通过大田试验研究了间作时期及种植密度对甜瓜/向日葵间作系统土地利用率及光能利用率的影响。结果表明:各间作处理的土地当量比(LER)都大于1,说明甜瓜/向日葵间作显著提高土地利用率。除甜瓜定果期间作外,其他间作处理的光能利用率都显著大于甜瓜单作;除甜瓜45 cm株距间作外,其余间作处理的光能利用率均显著小于单作向日葵。甜瓜/向日葵间作能明显提高间作系统的叶面积指数,种植密度对叶面积指数也有影响。调整间作期能延长单位面积的光合时间,增加干物质累积,提高光能利用率。叶日积与光能利用率之间呈二次抛物线关系,当作物群体密度增大时,叶日积和光合产物累积量都增大,但密度增长到峰值时,叶日积继续增大不能增加光合产物积累量。     

淮河流域蚌埠闸以上地区夏玉米生育阶段水分供需时空变化特征研究

作物水分供需量是进行科学合理灌溉的重要参考依据,水分供需不平衡也是引起农业旱涝的根本原因。基于淮河流域蚌埠闸以上地区及周边1961—2015年共91个气象站点的日尺度气象数据,借助有效利用系数法计算夏玉米有效降水量,采用联合国粮食及农业组织（FAO）建议的Penman-Monteith（P-M）公式和作物系数法计算需水量,分析夏玉米水分供需时空变化特征,并探讨典型站点夏玉米生育期内水分盈亏状况。结果表明：① 近55a来,研究区夏玉米全生育期和各生育阶段有效降水量呈南高北低的分布特征,各站点趋势变化不明显;② 夏玉米全生育期和各生育阶段需水量大致呈南低北高的纬向分布,全生育期和各生育阶段呈显著减少趋势,只少数站点未通过显著性检验;③ 夏玉米全生育期和各生育阶段缺水量大致呈纬向分布特征,全生育期和播种-出苗期呈显著减少趋势,其余生育阶段趋势变化不明显。     

Application of Multi-Temporal MODIS NDVI Data to Assess Practiced Maize Calendars in Rwanda

Crop calendar is an important tool providing relevant information on crops cycles in a specific area for effective agricultural management. Crop calendars vary in different areas given dissimilarities in agro-ecosystems’ characteristics. This research used multi-temporal MODIS NDVI stratification to assess differences in practiced maize crop calendars in various areas of Rwanda. Four (4) sample NDVI strata dominated by agriculture were purposively chosen, and 433 local farmers were randomly selected from the strata for interviews. The collected information helped to know about their maize planting as well as harvesting dates in order to generate maize calendars per NDVI strata. The generated crop calendars were later classified using k-means unsupervised classification, and produced 4 groupings of practiced maize calendars irrespective of NDVI strata. ANOVA results revealed significant differences between both the generated maize crop calendars by NDVI strata and the practiced crop calendars irrespective of NDVI strata, at p = 0.05. Moreover, chi-square tests and t-tests revealed not only a significant relationship between maize calendars and number of crop growing seasons, but also a significant relationship between maize calendars and NDVI strata, at p = 0.05. Finally, findings of this research contrasted the present conviction that there exist a single general maize calendar all over the country. Instead, the results were in accordance with the fact that Rwanda agro-ecosystems differ from East to West in terms of, mainly, altitude and rainfall patterns variations.     

近30年中国东北地区玉米种植体系的时空动态分析(英文)

Understanding crop patterns and their changes on regional scale is a critical requirement for projecting agro-ecosystem dynamics. However, tools and methods for mapping the distribution of crop area and yield are still lacking. Based on the cross-entropy theory, a spatial production allocation model(SPAM) has been developed for presenting spatio-temporal dynamics of maize cropping system in Northeast China during 1980–2010. The simulated results indicated that(1) maize sown area expanded northwards to 48°N before 2000, after that the increased sown area mainly occurred in the central and southern parts of Northeast China. Meanwhile, maize also expanded eastwards to 127°E and lower elevation(less than 100 m) as well as higher elevation(mainly distributed between 200 m and 350 m);(2) maize yield has been greatly promoted for most planted area of Northeast China, especially in the planted zone between 42°N and 48°N, while the yield increase was relatively homogeneous without obvious longitudinal variations for whole region;(3) maize planting density increased gradually to a moderately high level over the investigated period, which reflected the trend of aggregation of maize cultivation driven by market demand.     

基于FAO-GAEZ模型的中国马铃薯县域种植空间布局优化

马铃薯“主粮化”战略要求在不挤占三大主粮的前提下提升国家马铃薯种植面积和产量。已有关于马铃薯种植空间布局的研究缺少定量支撑的相关优化证据。本文结合统计数据分析中国马铃薯的消费结构及其消费量的变化趋势,应用ARMA模型预测中国2022—2040年马铃薯年均需求量。结合耕地空间分布数据和马铃薯县域种植面积数据,应用GAEZ模型以适宜性等级作为优先级对未来中国马铃薯种植布局进行县域尺度空间推演,提出未来中国马铃薯县域尺度的种植空间布局优化方案。结果表明：① 1961—2019年,中国马铃薯的总消费量由1290万t增加到了9152.5万t,其中食用消费结构变化最为显著。② 2022—2040年,中国马铃薯年均需求量为1.10亿t,基本适宜及以上程度马铃薯种植区域共计5423万hm²,种植其中532万hm²可满足相应消费需求。③ 基于适宜度指数的未来中国马铃薯最优生产布局为东北一季作区、华北一季作区、西北一季作区和西南一二季混作区（包含55个县级区域）。建议坚持整体推进与重点突破相统一的原则,推动马铃薯种植布局优化升级。研究结果能够为中国粮食安全政策制定和马铃薯种植空间布局提供理论参考。     

陕西暖季降水的日变化特征及南北差异

利用2008—2015年CMORPH卫星与自动观测站的逐时降水量融合产品,分析了陕西地区5~10月降水量、降水频次、降水强度的日变化特征,以及陕西南北降水日变化上的差异。结果表明：（1）降水量和降水频次从南向北明显递减,地形作用下的纬向变化是陕西地区降水最重要的特征,但降水强度呈现出南北高、中间低的分布特征,两个高值中心分别位于陕南南部和陕北的东北部,EOF分析表明陕西南部夜雨特征明显。（2）陕西南部降水量和降水频次、降水强度日变化特征一致,均以夜晚至次日清晨为高值区, 而在中午前后达到最低值。陕西北部降水量、降水频次峰值则主要出现在上午,降水强度峰值出现在傍晚。区域对比分析表明,陕西南部降水量日变化主要来自于降水强度的贡献,而陕西北部日变化以降水频次的贡献为主。（3）陕西降水的南北分界线特征明显,34 °N以南地区降水日变化明显且降水主要集中在夜间。34~37 °N之间的中部地区降水日变化较弱,37 °N以北地区降水的日变化特征和陕西南部相反。（4）除榆林、渭南和商洛东部地区外,其他大部分地方白天的降水量都明显低于夜间的降水量,特别是陕南秦巴山区夜间降水量超过白天的一倍以上。     

吉林省西部玉米生产水足迹研究

玉米是吉林省西部的主要农作物,通过在吉林省西部开展玉米大田试验,探讨在相同的土壤及农田管理条件下,不同试验年份玉米生产需水及水分来源的变化规律,通过比较分析玉米生产水足迹的动态变化,实现水资源的合理利用,保护生态环境,促进农业的可持续发展。3 a大田试验的研究结果表明,玉米生产水足迹以绿水足迹为主,占80%以上,蓝水足迹不足1%,灰水足迹介于10%～20%之间。而在绿水足迹中,降水较充足的年份,有效降水足迹占70%以上,一般干旱年份有效降水足迹占一半,极端干旱年份有效降水足迹则只占30%,这将对土壤水分平衡带来不利影响。3a中,单位质量玉米蓝水量约0.005～0.006 m3/kg,占单位质量玉米需水量的比例低于1%;单位质量玉米绿水量为0.559～0.839 m3/kg,占单位质量玉米需水量的99%以上;单位质量玉米灰水量为0.099～0.122 m3/kg。通过对玉米生产水足迹的研究,明确了绿水在吉林省西部雨养农业粮食安全中的重要地位。