氣候變化對東北地區(qū)種植行為的影響
來源： http://www.pfyin.com/ 類別：實用技術 更新時間：2013-03-01 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網(wǎng)提供】 我國東北大部分地區(qū)位于40°N以北，屬于中、高緯度地區(qū)，夏季一般溫涼濕潤，冬季漫長寒冷，該地區(qū)主要種植大豆、玉米、高粱、春小麥、水稻等農(nóng)作物，是我國重要的商品糧基地，但是該地區(qū)熱量資源相對較差，生長季低溫而產(chǎn)生的冷害是對東北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響比較大的氣象災害之一，在20世紀60至70年代曾造成農(nóng)作物嚴重減產(chǎn)。東北地區(qū)主要種植一季水稻，水稻是對氣溫要求比較高的作物，對氣候變暖會比較敏感，利用人工氣候培養(yǎng)箱研究與此相關的人類適應行為可為全球變化的適應研究提供一個區(qū)域實證，為適應對策研究提供科學依據(jù)。
在冷期黑龍江省北部、吉林省東部地區(qū)種植對熱量需求較低的極早熟、早熟品種期望單產(chǎn)最大，黑龍江省中部地區(qū)種植中熟品種期望單產(chǎn)最大，吉林省西部、遼寧省種植對熱量需求相對較高的中晚熟、晚熟品種期望單產(chǎn)最大；在暖期隨著積溫帶的北移、東擴，期望單產(chǎn)最大的品種分布區(qū)域也呈現(xiàn)北移、東擴的趨勢，黑龍江省西北部和東北部由種植早熟品種期望單產(chǎn)最大變?yōu)榉N植中熟品種期望單產(chǎn)最大，中晚熟、晚熟品種期望單產(chǎn)最大的分布區(qū)域也從吉林省的西部地區(qū)向東部地區(qū)擴展。根據(jù)期望單產(chǎn)的計算結果進一步分析發(fā)現(xiàn)，如果維持種植原有期望單產(chǎn)最大的品種不變，除黑龍江西南部、吉林東部的零星地區(qū)外，遼寧的東北部以及黑龍江、吉林的水稻期望單產(chǎn)都增加，其中熱量條件較差的東北地區(qū)北部和海拔較高的山地地區(qū)期望單產(chǎn)增加幅度更大，增產(chǎn)率可以達到10%~20%以上，黑龍江和吉林的大部分地區(qū)增產(chǎn)率都可以達到10%左右，而遼寧省大部分地區(qū)期望單產(chǎn)都有所降低；如果在期望單產(chǎn)最大的品種發(fā)生變化的地區(qū)改種期望單產(chǎn)更大的品種，黑龍江、吉林的部分減產(chǎn)地區(qū)的期望單產(chǎn)也呈現(xiàn)增加趨勢，其他部分地區(qū)的增產(chǎn)率也比沒更換品種前有所提高。因此，在一些地區(qū)適應變暖而改種偏晚熟的品種類型，可以獲得更高的單產(chǎn)。
人類適應氣候變化的行為不僅包括上文分析的更換同種作物不同的品種，還包括調整整體的種植結構，播種面積比例的變化反映了這種種植結構的變化。水稻在主要糧食作物中是單位面積純收益最高的作物，所以只要有滿足其生長所需的熱量資源和灌溉條件，在經(jīng)濟利益的驅使下，人們一般都會選擇水稻。比較黑龍江、吉林、遼寧水稻播種面積在主要糧食作物(水稻、小麥、玉米)中的比例變化可以看出：黑龍江水稻的播種比例上升幅度最大，從5.5%上升到30%以上，吉林的水稻種植比例也有上升，但上升幅度較小，從11.8%上升到16.0%，遼寧省的水稻種植比例在20世紀80年代略有上升，但進入90年代后呈現(xiàn)下降趨勢。根據(jù)上文模型計算的結果，隨著氣候變暖，遼寧省水稻期望單產(chǎn)會減小，這種變暖的負面影響很可能在一定程度上導致了遼寧省水稻播種面積比例的下降，而在黑龍江省、吉林省，氣候變暖對水稻種植的正面影響為水稻播種面積的擴展提供了熱量條件，尤其對于黑龍江省，這種擴展幅度之大、速度之快是顯而易見的，氣候變暖的影響更不容忽視。黑龍江省存在水稻種植的北界，變暖后可種植的區(qū)域顯著增加，水資源又較吉林省充足，因此水稻擴展的范圍相對最大。
通過對東北地區(qū)近40年氣溫資料的分析，結合水稻單產(chǎn)與氣溫的關系，建立水稻期望單產(chǎn)與熱量資源關系的數(shù)學模型，分析了改變作物品種的適應行為對水稻單產(chǎn)的影響，揭示了近20年氣候變暖對東北地區(qū)水稻單產(chǎn)增產(chǎn)總體趨勢的影響以及人類通過調整作物種植結構來適應氣候變暖的事實，得到的主要結論包括：比較冷期和暖期5月~9月份的氣溫，氣候變暖引起東北地區(qū)極端高溫年的概率增加，極端低溫年的概率減小，熱量資源普遍增加，北部增加幅度大于南部地區(qū)，北部熱量資源的年際變率減小，南部熱量資源的年際變率增加。水稻偏晚熟品種的種植范圍應該會向北、向東擴展，無論是否更換品種黑龍江省、吉林省大部分地區(qū)的水稻期望單產(chǎn)都會增加，如果更換了更適應較暖氣候條件的偏晚熟品種，增產(chǎn)的幅度會更大；遼寧省主要種植晚熟品種，熱量條件已經(jīng)接近一季稻所需熱量的上限，隨著氣候變暖水稻期望單產(chǎn)則會下降。近20年來吉林省、黑龍江省水稻單產(chǎn)增產(chǎn)幅度大大高于遼寧省水稻單產(chǎn)增加幅度，在一定程度上驗證了模型的結論，也說明熱量資源變化的總體趨勢對水稻單產(chǎn)變化的總體趨勢有一定的影響。在這種單產(chǎn)變化的刺激下，人類采取了適應氣候變暖行為，即在氣候變暖對水稻產(chǎn)生正面影響的黑龍江省、吉林省增加水稻種植的比例，揭示了人類會適應熱量資源的變化而改變種植結構這一事實。
人類的適應行為也會受到其他因素的干擾，比如實際情況中農(nóng)民往往在某一年高溫年喜暖作物或喜暖品種高產(chǎn)的刺激下，在來年種植喜暖的作物或品種，也很可能在某一低溫年喜暖作物或品種低產(chǎn)的刺激下，在來年或接下去的幾年選擇喜冷的作物或品種，由于種種原因這種適應存在一定的時滯性以及農(nóng)民對于風險的承受能力還有待研究。
在冷期黑龍江省北部、吉林省東部地區(qū)種植對熱量需求較低的極早熟、早熟品種期望單產(chǎn)最大，黑龍江省中部地區(qū)種植中熟品種期望單產(chǎn)最大，吉林省西部、遼寧省種植對熱量需求相對較高的中晚熟、晚熟品種期望單產(chǎn)最大；在暖期隨著積溫帶的北移、東擴，期望單產(chǎn)最大的品種分布區(qū)域也呈現(xiàn)北移、東擴的趨勢，黑龍江省西北部和東北部由種植早熟品種期望單產(chǎn)最大變?yōu)榉N植中熟品種期望單產(chǎn)最大，中晚熟、晚熟品種期望單產(chǎn)最大的分布區(qū)域也從吉林省的西部地區(qū)向東部地區(qū)擴展。根據(jù)期望單產(chǎn)的計算結果進一步分析發(fā)現(xiàn)，如果維持種植原有期望單產(chǎn)最大的品種不變，除黑龍江西南部、吉林東部的零星地區(qū)外，遼寧的東北部以及黑龍江、吉林的水稻期望單產(chǎn)都增加，其中熱量條件較差的東北地區(qū)北部和海拔較高的山地地區(qū)期望單產(chǎn)增加幅度更大，增產(chǎn)率可以達到10%~20%以上，黑龍江和吉林的大部分地區(qū)增產(chǎn)率都可以達到10%左右，而遼寧省大部分地區(qū)期望單產(chǎn)都有所降低；如果在期望單產(chǎn)最大的品種發(fā)生變化的地區(qū)改種期望單產(chǎn)更大的品種，黑龍江、吉林的部分減產(chǎn)地區(qū)的期望單產(chǎn)也呈現(xiàn)增加趨勢，其他部分地區(qū)的增產(chǎn)率也比沒更換品種前有所提高。因此，在一些地區(qū)適應變暖而改種偏晚熟的品種類型，可以獲得更高的單產(chǎn)。
人類適應氣候變化的行為不僅包括上文分析的更換同種作物不同的品種，還包括調整整體的種植結構，播種面積比例的變化反映了這種種植結構的變化。水稻在主要糧食作物中是單位面積純收益最高的作物，所以只要有滿足其生長所需的熱量資源和灌溉條件，在經(jīng)濟利益的驅使下，人們一般都會選擇水稻。比較黑龍江、吉林、遼寧水稻播種面積在主要糧食作物(水稻、小麥、玉米)中的比例變化可以看出：黑龍江水稻的播種比例上升幅度最大，從5.5%上升到30%以上，吉林的水稻種植比例也有上升，但上升幅度較小，從11.8%上升到16.0%，遼寧省的水稻種植比例在20世紀80年代略有上升，但進入90年代后呈現(xiàn)下降趨勢。根據(jù)上文模型計算的結果，隨著氣候變暖，遼寧省水稻期望單產(chǎn)會減小，這種變暖的負面影響很可能在一定程度上導致了遼寧省水稻播種面積比例的下降，而在黑龍江省、吉林省，氣候變暖對水稻種植的正面影響為水稻播種面積的擴展提供了熱量條件，尤其對于黑龍江省，這種擴展幅度之大、速度之快是顯而易見的，氣候變暖的影響更不容忽視。黑龍江省存在水稻種植的北界，變暖后可種植的區(qū)域顯著增加，水資源又較吉林省充足，因此水稻擴展的范圍相對最大。
通過對東北地區(qū)近40年氣溫資料的分析，結合水稻單產(chǎn)與氣溫的關系，建立水稻期望單產(chǎn)與熱量資源關系的數(shù)學模型，分析了改變作物品種的適應行為對水稻單產(chǎn)的影響，揭示了近20年氣候變暖對東北地區(qū)水稻單產(chǎn)增產(chǎn)總體趨勢的影響以及人類通過調整作物種植結構來適應氣候變暖的事實，得到的主要結論包括：比較冷期和暖期5月~9月份的氣溫，氣候變暖引起東北地區(qū)極端高溫年的概率增加，極端低溫年的概率減小，熱量資源普遍增加，北部增加幅度大于南部地區(qū)，北部熱量資源的年際變率減小，南部熱量資源的年際變率增加。水稻偏晚熟品種的種植范圍應該會向北、向東擴展，無論是否更換品種黑龍江省、吉林省大部分地區(qū)的水稻期望單產(chǎn)都會增加，如果更換了更適應較暖氣候條件的偏晚熟品種，增產(chǎn)的幅度會更大；遼寧省主要種植晚熟品種，熱量條件已經(jīng)接近一季稻所需熱量的上限，隨著氣候變暖水稻期望單產(chǎn)則會下降。近20年來吉林省、黑龍江省水稻單產(chǎn)增產(chǎn)幅度大大高于遼寧省水稻單產(chǎn)增加幅度，在一定程度上驗證了模型的結論，也說明熱量資源變化的總體趨勢對水稻單產(chǎn)變化的總體趨勢有一定的影響。在這種單產(chǎn)變化的刺激下，人類采取了適應氣候變暖行為，即在氣候變暖對水稻產(chǎn)生正面影響的黑龍江省、吉林省增加水稻種植的比例，揭示了人類會適應熱量資源的變化而改變種植結構這一事實。
人類的適應行為也會受到其他因素的干擾，比如實際情況中農(nóng)民往往在某一年高溫年喜暖作物或喜暖品種高產(chǎn)的刺激下，在來年種植喜暖的作物或品種，也很可能在某一低溫年喜暖作物或品種低產(chǎn)的刺激下，在來年或接下去的幾年選擇喜冷的作物或品種，由于種種原因這種適應存在一定的時滯性以及農(nóng)民對于風險的承受能力還有待研究。
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