气候变化对东北地区种植行为的影响
来源： http://www.grainyq.com/ 类别：实用技术 更新时间：2013-03-01 阅读次
【本资讯由中国粮油仪器网提供】 我国东北大部分地区位于40°N以北，属于中、高纬度地区，夏季一般温凉湿润，冬季漫长寒冷，该地区主要种植大豆、玉米、高粱、春小麦、水稻等农作物，是我国重要的商品粮基地，但是该地区热量资源相对较差，生长季低温而产生的冷害是对东北地区农业生产影响比较大的气象灾害之一，在20世纪60至70年代曾造成农作物严重减产。东北地区主要种植一季水稻，水稻是对气温要求比较高的作物，对气候变暖会比较敏感，利用人工气候培养箱研究与此相关的人类适应行为可为全球变化的适应研究提供一个区域实证，为适应对策研究提供科学依据。
在冷期黑龙江省北部、吉林省东部地区种植对热量需求较低的极早熟、早熟品种期望单产最大，黑龙江省中部地区种植中熟品种期望单产最大，吉林省西部、辽宁省种植对热量需求相对较高的中晚熟、晚熟品种期望单产最大；在暖期随着积温带的北移、东扩，期望单产最大的品种分布区域也呈现北移、东扩的趋势，黑龙江省西北部和东北部由种植早熟品种期望单产最大变为种植中熟品种期望单产最大，中晚熟、晚熟品种期望单产最大的分布区域也从吉林省的西部地区向东部地区扩展。根据期望单产的计算结果进一步分析发现，如果维持种植原有期望单产最大的品种不变，除黑龙江西南部、吉林东部的零星地区外，辽宁的东北部以及黑龙江、吉林的水稻期望单产都增加，其中热量条件较差的东北地区北部和海拔较高的山地地区期望单产增加幅度更大，增产率可以达到10%~20%以上，黑龙江和吉林的大部分地区增产率都可以达到10%左右，而辽宁省大部分地区期望单产都有所降低；如果在期望单产最大的品种发生变化的地区改种期望单产更大的品种，黑龙江、吉林的部分减产地区的期望单产也呈现增加趋势，其他部分地区的增产率也比没更换品种前有所提高。因此，在一些地区适应变暖而改种偏晚熟的品种类型，可以获得更高的单产。
人类适应气候变化的行为不仅包括上文分析的更换同种作物不同的品种，还包括调整整体的种植结构，播种面积比例的变化反映了这种种植结构的变化。水稻在主要粮食作物中是单位面积纯收益最高的作物，所以只要有满足其生长所需的热量资源和灌溉条件，在经济利益的驱使下，人们一般都会选择水稻。比较黑龙江、吉林、辽宁水稻播种面积在主要粮食作物(水稻、小麦、玉米)中的比例变化可以看出：黑龙江水稻的播种比例上升幅度最大，从5.5%上升到30%以上，吉林的水稻种植比例也有上升，但上升幅度较小，从11.8%上升到16.0%，辽宁省的水稻种植比例在20世纪80年代略有上升，但进入90年代后呈现下降趋势。根据上文模型计算的结果，随着气候变暖，辽宁省水稻期望单产会减小，这种变暖的负面影响很可能在一定程度上导致了辽宁省水稻播种面积比例的下降，而在黑龙江省、吉林省，气候变暖对水稻种植的正面影响为水稻播种面积的扩展提供了热量条件，尤其对于黑龙江省，这种扩展幅度之大、速度之快是显而易见的，气候变暖的影响更不容忽视。黑龙江省存在水稻种植的北界，变暖后可种植的区域显著增加，水资源又较吉林省充足，因此水稻扩展的范围相对最大。
通过对东北地区近40年气温资料的分析，结合水稻单产与气温的关系，建立水稻期望单产与热量资源关系的数学模型，分析了改变作物品种的适应行为对水稻单产的影响，揭示了近20年气候变暖对东北地区水稻单产增产总体趋势的影响以及人类通过调整作物种植结构来适应气候变暖的事实，得到的主要结论包括：比较冷期和暖期5月~9月份的气温，气候变暖引起东北地区极端高温年的概率增加，极端低温年的概率减小，热量资源普遍增加，北部增加幅度大于南部地区，北部热量资源的年际变率减小，南部热量资源的年际变率增加。水稻偏晚熟品种的种植范围应该会向北、向东扩展，无论是否更换品种黑龙江省、吉林省大部分地区的水稻期望单产都会增加，如果更换了更适应较暖气候条件的偏晚熟品种，增产的幅度会更大；辽宁省主要种植晚熟品种，热量条件已经接近一季稻所需热量的上限，随着气候变暖水稻期望单产则会下降。近20年来吉林省、黑龙江省水稻单产增产幅度大大高于辽宁省水稻单产增加幅度，在一定程度上验证了模型的结论，也说明热量资源变化的总体趋势对水稻单产变化的总体趋势有一定的影响。在这种单产变化的刺激下，人类采取了适应气候变暖行为，即在气候变暖对水稻产生正面影响的黑龙江省、吉林省增加水稻种植的比例，揭示了人类会适应热量资源的变化而改变种植结构这一事实。
人类的适应行为也会受到其他因素的干扰，比如实际情况中农民往往在某一年高温年喜暖作物或喜暖品种高产的刺激下，在来年种植喜暖的作物或品种，也很可能在某一低温年喜暖作物或品种低产的刺激下，在来年或接下去的几年选择喜冷的作物或品种，由于种种原因这种适应存在一定的时滞性以及农民对于风险的承受能力还有待研究。
在冷期黑龙江省北部、吉林省东部地区种植对热量需求较低的极早熟、早熟品种期望单产最大，黑龙江省中部地区种植中熟品种期望单产最大，吉林省西部、辽宁省种植对热量需求相对较高的中晚熟、晚熟品种期望单产最大；在暖期随着积温带的北移、东扩，期望单产最大的品种分布区域也呈现北移、东扩的趋势，黑龙江省西北部和东北部由种植早熟品种期望单产最大变为种植中熟品种期望单产最大，中晚熟、晚熟品种期望单产最大的分布区域也从吉林省的西部地区向东部地区扩展。根据期望单产的计算结果进一步分析发现，如果维持种植原有期望单产最大的品种不变，除黑龙江西南部、吉林东部的零星地区外，辽宁的东北部以及黑龙江、吉林的水稻期望单产都增加，其中热量条件较差的东北地区北部和海拔较高的山地地区期望单产增加幅度更大，增产率可以达到10%~20%以上，黑龙江和吉林的大部分地区增产率都可以达到10%左右，而辽宁省大部分地区期望单产都有所降低；如果在期望单产最大的品种发生变化的地区改种期望单产更大的品种，黑龙江、吉林的部分减产地区的期望单产也呈现增加趋势，其他部分地区的增产率也比没更换品种前有所提高。因此，在一些地区适应变暖而改种偏晚熟的品种类型，可以获得更高的单产。
人类适应气候变化的行为不仅包括上文分析的更换同种作物不同的品种，还包括调整整体的种植结构，播种面积比例的变化反映了这种种植结构的变化。水稻在主要粮食作物中是单位面积纯收益最高的作物，所以只要有满足其生长所需的热量资源和灌溉条件，在经济利益的驱使下，人们一般都会选择水稻。比较黑龙江、吉林、辽宁水稻播种面积在主要粮食作物(水稻、小麦、玉米)中的比例变化可以看出：黑龙江水稻的播种比例上升幅度最大，从5.5%上升到30%以上，吉林的水稻种植比例也有上升，但上升幅度较小，从11.8%上升到16.0%，辽宁省的水稻种植比例在20世纪80年代略有上升，但进入90年代后呈现下降趋势。根据上文模型计算的结果，随着气候变暖，辽宁省水稻期望单产会减小，这种变暖的负面影响很可能在一定程度上导致了辽宁省水稻播种面积比例的下降，而在黑龙江省、吉林省，气候变暖对水稻种植的正面影响为水稻播种面积的扩展提供了热量条件，尤其对于黑龙江省，这种扩展幅度之大、速度之快是显而易见的，气候变暖的影响更不容忽视。黑龙江省存在水稻种植的北界，变暖后可种植的区域显著增加，水资源又较吉林省充足，因此水稻扩展的范围相对最大。
通过对东北地区近40年气温资料的分析，结合水稻单产与气温的关系，建立水稻期望单产与热量资源关系的数学模型，分析了改变作物品种的适应行为对水稻单产的影响，揭示了近20年气候变暖对东北地区水稻单产增产总体趋势的影响以及人类通过调整作物种植结构来适应气候变暖的事实，得到的主要结论包括：比较冷期和暖期5月~9月份的气温，气候变暖引起东北地区极端高温年的概率增加，极端低温年的概率减小，热量资源普遍增加，北部增加幅度大于南部地区，北部热量资源的年际变率减小，南部热量资源的年际变率增加。水稻偏晚熟品种的种植范围应该会向北、向东扩展，无论是否更换品种黑龙江省、吉林省大部分地区的水稻期望单产都会增加，如果更换了更适应较暖气候条件的偏晚熟品种，增产的幅度会更大；辽宁省主要种植晚熟品种，热量条件已经接近一季稻所需热量的上限，随着气候变暖水稻期望单产则会下降。近20年来吉林省、黑龙江省水稻单产增产幅度大大高于辽宁省水稻单产增加幅度，在一定程度上验证了模型的结论，也说明热量资源变化的总体趋势对水稻单产变化的总体趋势有一定的影响。在这种单产变化的刺激下，人类采取了适应气候变暖行为，即在气候变暖对水稻产生正面影响的黑龙江省、吉林省增加水稻种植的比例，揭示了人类会适应热量资源的变化而改变种植结构这一事实。
人类的适应行为也会受到其他因素的干扰，比如实际情况中农民往往在某一年高温年喜暖作物或喜暖品种高产的刺激下，在来年种植喜暖的作物或品种，也很可能在某一低温年喜暖作物或品种低产的刺激下，在来年或接下去的几年选择喜冷的作物或品种，由于种种原因这种适应存在一定的时滞性以及农民对于风险的承受能力还有待研究。
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