基于气象条件的辽宁省玉米种植结构调整分析

分类：论文范文 发表时间：2021-08-13 11:04

　　［摘要］为政府部门制定农业生产决策提供气象服务支持，利用１９９２—２０１８年辽宁省玉米产量及生育期气象观测资料，采用统计分析法分析辽宁省及各市玉米产量和生育期气候条件特征，评估玉米生育期内气象灾害发生风险。结果表明：辽宁省玉米的多年平均产量及播种面积均占当地粮食总产及播种总面积的６０％以上；各市玉米单产变化波动较大。辽宁省的气象灾害主要有冷害和干旱，１９９６—２０１０年辽宁省发生中度低温冷害３次，未发生严重和轻度低温冷害；辽宁省干旱灾害风险较大，以辽西地区最为突出，干旱易发地区主要集中在辽西、辽北及辽南部分地区。根据玉米供给侧改革需求，结合气象条件背景，建议将辽宁省主要玉米产区按玉米种植优势区（沈阳、铁岭、辽阳、鞍山）、辽西抗旱作物种植区（朝阳、阜新、锦州、葫芦岛）、辽南大豆薯类种植区（营口和大连）及水果种植区（朝阳、葫芦岛建昌、辽东半岛特色种植区）进行种植结构调整。

　　［关键词］玉米；产量；种植结构；结构调整；气象条件；辽宁

　　粮食安全是国民经济稳定的基础。随着人口的日益增长和经济社会的不断发展，对粮食的质与量的要求也在逐步提高。农作物种植结构的时空分布具有空间集聚性和时序动态性等特征［１－２］。玉米是全世界种植范围最为广泛，总产量最高的谷类作物，同时也是我国最主要的粮食作物之一，总产量及播种面积在粮食作物中占首位。玉米生产在我国国民经济发展和食品安全中具有举足轻重的地位。粮食作物中玉米种植面积比例在空间上变化较水稻和小麦尤为显著，已在我国形成东北—西南向的“玉米减少带”［３］。国家在“十三五”期间对玉米种植结构进行持续调整，并支持新型农业经营主体发展和耕地轮作休耕制度。同时，在辽宁省等优势产区实施玉米及大豆生产者集中补贴。

　　１资料与研究方法

　　１．１资料数据资料包括玉米产量、种植面积及生育期气象资料，玉米产量为２０１８年辽宁省国民经济和社会发展统计公报数据，其他相关资料数据包括１９９２—２０１７年辽宁省１４市玉米总产量、种植面积和单产等，数据来源于辽宁省统计局和辽宁省１９９３—２０１８年统计年鉴；常年气象资料为辽宁省各气象条件标准气候平均值（常年），１９９２—２０１８年玉米生育期气象资料由辽宁省６１个气象观测站点提供。

　　１．２研究方法

　　１．２．１辽宁省玉米生产特征

　　１）玉米种植分布。结合ＭｅｔｅｏＩｎｆｏ的Ｍｅ－ｔｅｏＩｎｆｏＣ．ｄｌｌ类库，利用ＡｒｃＧＩＳ对辽宁省乡镇边界数据和农田种植数据进行联合操作，制作辽宁省乡镇旱田、水田面数据文件。依据区县名将辽宁省乡镇干旱面数据文件进行分割，形成各县的乡镇玉米种植分布数据文件。

　　２）辽宁省及各市玉米的产量特征。采用Ｅｘｃｅｌ２０１０和ＳＰＳＳ２１．０进行数据的统计与分析。１．２．２辽宁省玉米生产气象灾害评估选取１９９２—２０１８年对玉米生产影响较大的低温冷害和干旱２个气象指标进行评估。玉米的发育期主要分为４个阶段［１０］，气象因子分析时段主要选取４—９月（下同）。

　　２结果与分析

　　２．１辽宁省玉米的生产特征

　　２．１．１玉米的种植分布２０１８年玉米在辽宁省范围内均有种植，辽西、辽北及辽南地区分布最为广泛（封三图I）。根据辽宁省统计局历年玉米种植面积数据，２０１２年至今，辽宁省及各地市的玉米种植面积占比分别超过全省及各地市粮食作物种植面积的５０％，其中，阜新、锦州、铁岭和葫芦岛４市的玉米种植面积已经超过全市粮食作物种植面积的８０％，可见，辽宁省大部分地区的大田种植结构以玉米为主，玉米的主要种植区域逐渐向辽西北地区倾斜。

　　２．１．２辽宁省及各市的玉米产量及种植面积分布特征１）全省。根据２０１８年辽宁省统计年鉴数据显示，２０１７年辽宁省粮食产量共２１９２．４万ｔ，其中，玉米产量为１６６２．８万ｔ，占粮食总产量的７５．８％；玉米全省种植面积为２７１．３万ｈｍ２，占辽宁省粮食作物种植面积（３４８．４万ｈｍ２）的７７．９％。从图１看出，辽宁省１９９２—２０１８年玉米产量及种植面积的分布总体呈上升趋势。１９９２—２０１８年玉米多年平均产量在全省粮食产量的占比为６５．８％，其中，２００４年的占比最高，为７８．１％；仅１９９４年和２０００年的占比低于５０％，分别为４５．９％及４８．１％，主要原因是当年单产较低；其余各年比例均超过５０％。且自０１０年起，玉米产量占全省粮食总产量的比例均超过７０％，２０１０—２０１８年平均占比为７５．７％，总体呈上升趋势，２０１２年以后趋于稳定。１９９２—２０１８年辽宁省玉米单产平均为６００８．８ｋｇ／ｈｍ２，多年呈略增趋势，但年际间波动较大，其中，１９９８年及２００４年单产最高，达７３６５．０ｋｇ／ｈｍ２；２０００年最低，为３８５５．０ｋｇ／ｈｍ２，其次为１９９４年的４１８５．０ｋｇ／ｈｍ２。

　　２．２辽宁省玉米生育期气候特征与农业气象灾害评估

　　２．２．１生育期气候特征

　　１）温度。从封三图II看出，辽宁省各站１９９２２０１７年玉米生育期（４—９月）平均气温为１６．８～２０．４°C，抚顺（新宾站１６．８°C）及本溪（草河口站１６．９°C）低于１７°C；鞍山（鞍山站２０．４°C）、朝阳（朝阳站２０．２°C）、营口（盖州站２０．２°C和大石桥站２０．１°C）高于２０°C，其中鞍山最高。空间分布主要以辽中及辽西大部居高，辽东及辽西西南部偏低。玉米产量较高的铁岭、沈阳、朝阳及锦州４市中，铁岭及朝阳温度的空间分布差异较明显，沈阳及锦州温度的空间分布差异较小。

　　２）降水。从封三图II看出，１９９２—２０１７年辽宁省玉米生育期（４—９月）平均降水量为５６５．２ｍｍ，其中，丹东（宽甸站）最高，为９１９．４ｍｍ；朝阳（建平镇站）最低，为３８９．２ｍｍ。空间上主要呈西北部向东南部递增分布。玉米生育期平均降水量＜５００ｍｍ的城市有朝阳（４１９．１ｍｍ）和阜新（４３７．３ｍｍ），＞７００ｍｍ的城市有本溪（７００．５ｍｍ）及丹东（８３８．８ｍｍ），其他１０个城市年均降水量为５００～７００ｍｍ。

　　２．２．２农业气象灾害评估

　　１）低温冷害。２０１０年前仅１９９５年全省范围各站点均发生了低温冷害，１９９６—２０１０年辽宁省发生中度低温冷害３次，未发生严重和轻度低温冷害。自２０１１年起，全省均未出现大面积低温冷害。２０１１年辽宁省有１０个站点发生低温冷害，占总站点的１６．４％，其中，重度冷害发生站点１个，为大连市长海站，该地区并未大规模种植玉米，未造成重大损失；中度冷害发生站点５个，为大连市大连站、羊山站及金洲站，朝阳市朝阳站和北票站；轻度冷害站点４个，为大连市瓦房店站、阜新市阜新站、朝阳市建平镇及葫芦岛建昌站。２０１２年发生轻度冷害站点４个，中度冷害站点２个，发生冷害站点占总站点的９．８％。２０１２—２０１８年未出现重度冷害事件，２０１３—２０１８年未出现中度冷害事件。２０１６—２０１８年未出现任何程度的冷害。辽宁省２０１１—２０１８年玉米冷害发生程度逐渐变弱；朝阳市６年中有４年发生冷害，居辽宁省各市之首。２００７—２０１７年朝阳市以２０１２年玉米总产量最高，其次是２０１１年。冷害的发生频次及程度与各市玉米产量无相关关系。

　　２）干旱。选取近１０年（２００９—２０１８年）辽宁省４—９月出现干旱站点比例超过５０％的年份作为典型干旱年，即２００９年、２０１４年、２０１５年、２０１７年及２０１８年进行分析。从辽宁省２００９－２０１８玉米单产排名看，最后６位的年份分别为２００９年、２０１０年、２０１４年、２０１５年、２０１７年及２０１８年，除２０１０年外，其他５年均为所选择的典型干旱年，可见典型干旱年辽宁省玉米单产较低。从封三图III看出，４—９月玉米播种区域内干旱程度的空间分布。２００９年，辽宁省６１个国家站中有４４个站点出现不同程度的干旱，主要分布于辽西及辽北地区。其中，２个站点出现特旱，１个站点出现重旱，１２个站点出现中度干旱。２００９年辽宁省玉米产量是２００１—２０１６年的最小值。２０１４年，辽宁省４—９月干旱较为严重，共有５３个站点出现干旱，其中，大连、葫芦岛、辽阳、盘锦和本溪等部分地区出现重至特级干旱，其余大部分地区为轻至中度干旱，仅辽北及辽西的建平地区降水量较常年持平或略偏低。２０１４年产量是２００１—２０１６年的次极小值。２０１５年，辽宁省共４４个站点出现干旱，除辽西的西部及辽宁中部地区外，全省大部地区存在轻至重度干旱。２０１７年，辽宁省大部分地区干旱较为严重，共４５个站点出现干旱，其中，辽西西部、辽南及中部部分地区为中度以上干旱，仅辽西朝阳市部分地区降水量较常年偏多。２０１８年，辽宁省中部降水量较常年同期偏少超过４０％以上，为重度至特级干旱，朝阳及葫芦岛西部、辽南及辽东地区降水量较常年偏高。产量受降水量波动影响较大，降水量偏多，产量相对较好，降水量明显偏低，产量也随之下降。

　　３结论与讨论

　　玉米在辽宁省广泛种植，近年来种植区域逐渐向辽西北地区倾斜。玉米总产以铁岭、沈阳、朝阳、锦州及阜新５市较高，单产以铁岭、沈阳、抚顺、阜新及盘锦５市较高。辽北地区玉米单产最高，辽西地区产量波动最大，辽东及辽南地区玉米单产波动较小，但单产较低。

　　辽宁省玉米低温冷害发生程度及频率均呈逐渐变弱趋势。冷害的发生频次及程度与各市玉米产量关系不密切。干旱灾害频发，且空间分布及干旱等级差异较为明显，２００９—２０１８年只有２０１０年、２０１２年及２０１６年辽宁省大多数地区未出现旱情。２００９年、２０１４年、２０１５年及２０１７年辽宁省均出现大面积干旱，尤其是２００９年及２０１４年，６１个国家站点分别有５６个及５３个站点较常年偏少，而其产量也为２００１—２０１６年的极小及次极小值。干旱易发地区主要集中在辽西、辽北及辽南部分地区。

　　结合辽宁省各地区气候条件、地理特征及现有种植结构的特征，建议将沈阳、铁岭、辽阳和鞍山等区域划为玉米种植优势区，并稳定或适量增加优质品种玉米的种植面积；将朝阳、阜新、锦州和葫芦岛划为辽西抗旱作物种植区，建议减少普通玉米的种植面积，适当扩大杂粮及农牧交错区的牧草饲草等抗旱作物的种植；将营口和大连划为辽南大豆薯类种植区，建议调减玉米的种植面积，增加大豆及薯类的种植；将朝阳市、葫芦岛建昌、辽东半岛特色种植区划为水果种植区，建议调减玉米种植面积，增加葡萄等水果作物的规模化栽植，增加优质水果的生产种植。

　　在东北地区降水呈显著减少，气温呈显著增多的趋势背景下［１２］，未来辽宁省干旱灾害的风险或将持续加大，粮食作物生产安全面临更加严峻考验。该研究未考虑除气象要素外的各地区土壤状况差异对旱情发生发展的影响，结果中可能存在一定的局限性。未来可对精细化农业灾害风险的评估与区划，各地区玉米生育期内土壤墒情变化等方面进行进一步的研究。

　　［参考文献］

　　［１］梁书民．农业种植结构及演化的空间分布和原因分析［Ｊ］．农业资源与区划，２００６，２７（２）：２９－３４．

　　［２］梁书民，孟哲，白石．基于村级调查的农业种植结构变化研究［Ｊ］．农业经济问题，２００８（Ｓ１）：２６－３１．

　　［３］刘珍环，杨鹏，吴文斌，等．近３０年中国农作物种植结构时空变化分析［Ｊ］．地理学报，２０１６，７１（５）：８４０－８５１．

　　［４］许吟隆，张勇，林一骅，等．利用ＰＲＥＣＩＳ分析ＳＲＥＳＢ２情景下区域的气候变化响应［Ｊ］．科学通报，２００６，５１（１７）：２０６８

　　王婉昭，陈鹏狮，胡春丽，刘东明，王阳，李晶＊

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