河南作物虚拟水含量的时空分异特征.pdf
《河南作物虚拟水含量的时空分异特征.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《河南作物虚拟水含量的时空分异特征.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷 第 期 年 月出版亚热带资源与环境学报 朱婉怡 刘柄麟 刘德新.河南作物虚拟水含量的时空分异特征.亚热带资源与环境学报 ():.():.:/.河南作物虚拟水含量的时空分异特征收稿日期:基金项目:南京大学优秀博士研究生创新能力提升计划 ()作者简介:朱婉怡()女 江苏宜兴人 硕士研究生 研究方向为生态学 通信作者:刘德新()男 河南拓城人 博士 研究方向为自然地理和环境变化 朱婉怡 刘柄麟 刘德新(.南京大学 地理与海洋科学学院 南京 .河南大学 地理与环境学院 河南 开封)摘要:作物虚拟水可以有效反映作物全生育期的耗水情况 基于 年河南省 种主要作物(玉米、小麦、花生)单位质量虚拟水含
2、量和虚拟水总量 探讨其耗水量的时空变化并将虚拟水总量与水资源总量进行对比分析 结果显示:年 玉米的单位质量虚拟水含量稍有上升 小麦和花生的单位虚拟水含量波动变化 小麦的单位虚拟水含量最高 花生次之 玉米最少 单位质量虚拟水含量大都呈现为南高北低的空间趋势 小麦的虚拟水总量明显高于玉米和花生 达到 虚拟水总量表现为上升或者波动 呈现为南高北低 河南省水资源紧张状况不容乐观 仅驻马店、信阳、南阳的水资源总量大于虚拟水总量本研究从虚拟水理论分析了水资源消耗实证 可为河南省作物生产布局提供科学依据关键词:虚拟水 时空分异 作物生产 河南省中图分类号:文献标志码:文章编号:()(.):.:引言中国可利用
3、水资源不足、时空分布不均 年际变化大 季节差异显著 水资源与人口、生产力布局、土地等其他资源要素不匹配 水资源短缺、洪涝灾害频发等问题严重影响了农业的可持续发展 年 中国干旱和洪涝灾害引起的农作物成灾面积达到 、因干旱造成的直接经济损失达 亿元 如何最大限度地开采和利用水资源 寻找水资源时空分布的平衡点是发展过程中亟需解决的重大战略性问题 而“虚拟水”理论的出现为解决该种问题提供了一种新的 亚热带资源与环境学报第 卷思路 虚拟水是指生产商品或服务所需的水资源量 是指生产农产品所需要的水 包括作物生长过程中所需的灌溉水和土壤水“虚拟水”理论认为对于某种生产过程中消耗水资源总量较多的产品(即虚拟水
4、含量高)可以从生产该种产品消耗水资源总量较低的国家或地区进口(即虚拟水含量低)以达到节约本国水资源的目的“虚拟水”理论已被用于解决与水资源相关的多方面问题 国外学者在水足迹、作物单位质量虚拟水含量方面的一系列研究逐步形成了一套可适用于全球农作物单位虚拟水含量的计算体系 此后国外学者们大多基于联合国粮食及农业组织()数据库 计算主要农作物的单位虚拟水含量 或某地区、国家的水足迹 或计算作物贸易过程中产生的虚拟水含量 国外虚拟水相关研究内容不断加深 更加注重实证研究 国内 程国栋院士首次应用“虚拟水”初步计算了 年西北各省虚拟水消耗量 此后 国内学者尝试用虚拟水理论解决水资源安全、农业耗水量核算、
5、农业生产格局优化等 关于作物虚拟水的研究集中在东北三省、黄淮海平原、西北地区等农作物生产基地 这些研究用定量化的方法对虚拟水含量的时空分布进行了探讨 认为目前的作物生产布局极有可能加重水资源紧张的局面 参照前人的研究 选取河南省作为研究区域 尝试从虚拟水的角度探究河南省作物的生产布局对于中原农作物主产区 河南省虚拟水的研究集中在以下几个方面:计算虚拟水消耗 优化灰色虚拟水环境 从市级尺度分析农作物单位虚拟水含量的时空分异特征及水资源配置情况结合水足迹反映河南省的水资源状况 以提高水资源利用效率 目前对河南省虚拟水的计算大多只探索单位质量虚拟水时空分布 鲜有研究同时基于单位质量虚拟水和虚拟水总量
6、的时空格局来探究作物生产布局 鉴于此 本研究选取重要农业生产区的河南省为研究对象 采用 推荐的计算方法即根据作物的作物系数、潜在蒸散量、单位面积产量和总产量 计算作物单位质量虚拟水含量和虚拟水总量 结合中国气象科学数据共享服务网的逐日气象数据 选取玉米、小麦、花生这 种作物 从市级尺度计算河南省作物虚拟水 计算时段为 年 本研究从虚拟水的角度提供水资源消耗的实证 从而为河南省农业种植布局的调整和优化提供科学依据 研究区概况河南处于中国东部季风区的中部 四季分明 春季干旱多沙 夏季炎热多雨 秋季晴爽少风 冬季严寒少雨 为典型的过渡性温带大陆季风气候 全省多年平均气温大约 多年平均降水量 多年平均
7、无霜期 该省地跨长江、黄河、淮河、海河四大水系 省内河流大多发源于西部、西北部和东南部山区 全省多年平均水资源总量 亿 人均水资源占有量约 仅为全国图 作物总产量及占全国总产量百分比 平均水平的/河南省是中国的农业大省 全省耕地面积达 万 位居中国第二 主要生产玉米、梨、西瓜等 余种农作物 禽、蛋、肉、奶产量均居中国前 位 图 显示了 种主要作物(玉米、小麦、花生)的产量及占全国总产量的百分比 年 作物总产量一直在上升 年均增长幅度均在 以上作物产量占全国总产量比例高 玉米占全国总产量的 小麦占 花生占 数据来源及研究方法 数据来源 年玉米、花生、小麦的播种面 第 期朱婉怡等:河南作物虚拟水含
8、量的时空分异特征积和产量数据来源于 郑州市统计年鉴开封市统计年鉴 等地方统计年鉴 从中国自然历和有关河南省作物系数的研究文献中获得这 种农作物的生育期和作物系数 气象数据为中国气象科学数据共享服务网 年的逐日气候观测数据 水资源总量数据来源于 郑州市水资源公报开封市水资源公报 等地方水资源公报 研究方法 计算原理 推荐的修正彭曼公式为目前参数选择最为全面、应用范围最广的计算虚拟水方法之一选此方法计算玉米、花生、小麦这 种作物的虚拟水含量 作物虚拟水含量为作物生长发育期间所累积的蒸发和蒸散量 影响因素包括农作物类型和农作物的生育期等生物特性因素 气象、土壤热通量、种植时间等 计算过程如图 图 虚
9、拟水计算步骤 作物蒸散量作物耗水量是作物在生长发育期间所累积的蒸散量 计算公式为:()式()中:为作物蒸散量()为作物系数为 潜 在 蒸 散()计 算 公式为:()()()()式()中:为饱和水气压与摄氏温度曲线的斜率()为作物表面的净辐射量()为土壤热通量()为平均气温()为距离地面 高处的风速()为饱和水气压()为实际水气压()为湿度计常数()取决于经验系数的选择 而经验系数具有区域性 因此 需要校正特定地区的辐射项 辐射校正公式如下:()()()()式()中:为可日照时数()为晴天辐射量()为 常数()为绝对温标的最高气温()为绝对温标的最低气温()表 作物的生育期和全生育期作物系数 作
10、物 作物系数作物生育起止天数/玉米 月 日 月 日花生 月 日 月 日小麦 月 日 次年月日 作物系数作物系数()参考中国自然历和目前关于河南省作物系数的研究结果(表)各作物的作物系数、播种时间、收获时间和全生育期天数为多年观测的平均值 作物全周期需水量()式()中:为生产单位面积作物所消耗的虚拟水总量()为相应作物的作物系数 是农作物生育期的总天数 作物单位虚拟水含量()式()中:为单位面积上生产单位质量作物所消耗的虚拟水含量 为该种作物单位面积的产量()(图)亚热带资源与环境学报第 卷 虚拟水总含量()式()中:为作物的虚拟水总量()为作物当年总产量()(图)图 年河南省作物单位面积产量和
11、作物总产量 研究结果 虚拟水含量时间特征利用上述计算方法和数据 计算得到 年河南省主要作物的单位质量虚拟水含量及虚拟水总量(表)表 年河南省主要农作物虚拟水含量 年份/()玉米小麦花生/()玉米小麦花生 平均 变异系数 玉米、小麦、花生的多年平均单位质量虚拟水含量分别为 、玉米的单位质量虚拟水含量呈上升趋势 小麦和花生为先上升后下降 单位质量虚拟水含量下降主要是因为农作物单位面积产量的增加 在作物单位面积虚拟水含量随时间下降的趋势下 存在间断性上升 年河南省冬季降水偏少 出现中度以上气象干旱 对冬小麦播种十分不利 这使得 年小麦的单位质量虚拟水含量明显上升 年河南省暴雨气象灾害严重 造成小麦和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 河南 作物 虚拟 含量 时空 特征
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。