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基于栅格中国一季稻生产潜力研究 　　摘要 水稻在我国粮食安全和农业发展中地位重要，其中一季稻又是中国播种面积最大、分布最广泛、产量最大的水稻类型，科学估算一季稻生产潜力，对于合理制定水稻发展战略，挖掘水稻增产潜力，保证稻谷生产能力具有重要意义。该文利用国际上广泛采用的农业生态区模型，在地理信息系统技术支持下，将土地利用数据、气候观测数据、作物属性数据进行从微观到宏观的综合集成，对我国一季稻光合生产潜力、光温生产潜力、光温水生产潜力以及包括土壤立地条件、质地、养分等在内的土地生产潜力及其空间分布进行1km×1km栅格尺度的估算和评价。研究结果表明，我国各农业生态区一季稻生产潜力存在明显差异，各农业生态区生产潜力具有自身的特点和优势，这与目前我国一季稻生产与布局基本相符。在此基础上提出了提高我国一季稻生产潜力，保障粮食安全的建议和措施，为中国农业生产和水稻发展战略提供了基础信息和科学依据。 　　关键词 中国；一季稻；栅格；生产潜力 　　中图分类号 F329.9 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2008）04-0099-05 　　 ? 　　作为人口众多的发展中国家，我国的粮食安全问题对世界粮食安全有重要影响，我国政府一直致力于提高粮食的供应水平，以不断增强自身的粮食安全程度［1］。改革开放以来，我国的粮食产量先后登上3.5×10?8 t，4×10?8 t，4.5×10?8 t和5×10?8 t 四个 台阶，同时人均粮食占有量也大幅度提高，1996年达到414 kg/人，粮食生产呈现供大于求 的 局面。但是，自1998年粮食产量达到历史最高水平后，粮食总产量连续下降，至2003年，粮 食总产降至4.3×10?8 t，人均粮食仅为334 kg，供需缺口加大［2］，中国的粮食 安 全问题再次成为政府和学界关注的热点。水稻是中国主要粮食作物之一，在我国粮食生产中 占有极其重要的地位。1999－2001年全国稻谷平均播种面积为3 020×10?4 hm?2，占粮食 总播种面积的27.65%；3年平均稻谷总产量为1.88×10?8 t，占粮食总产量的39.63%。由于 稻谷的生产和消费主要在亚洲，且以食用为主，国际市场上稻谷贸易量远远小于小麦和玉米 ［3］，依靠进口稻谷来满足国内需求的可能性较小，水稻自足是我国粮食安全的基本要求。此外，水稻是我国加入WTO以后少数仍具有国际竞争力的农作物之一，它的出口对拓宽国际市场和增加农产品出口量作用巨大。因此，科学估算水稻生产潜力，挖掘增产潜力，保证稻谷生产，成为政府和学界关注的问题。 　　我国水稻种植制度类型很多，按作物的熟制来划分，以一季稻、双季稻为主。其 中双季稻分布受热量条件的制约，主要分布在长江流域以南的地区。就播种面积而言，一季稻为中国播种面积最大的类型，其分布也最为广?泛。1999－2001年一季稻平均播种面积为1 54 7×1 0?4 hm?2，占全部水稻播种面积的51.23%，其产量占全部稻谷产量的?56.68%。由此本 文对一季稻的生产潜力予以计算和分析。 　　 　　1 数据来源和研究方法 　　 　　土地生产潜力是指理想生产条件下农作物所能达到的最高理论产量，生产潜力研究过程不仅能揭示作物生育规律、产量形成与环境条件的关系，而且可以查明作物对气候、土壤等资源的利用程度以及产量形成的限制因子，展示区域粮食生产发展的可能前景，进而为制定区域农业资源合理开发利用规划及调整人口、资源、环境协调发展战略提供科学依据。自上世纪60年代以来，世界各国的有关学者从不同学科角度对土地生产潜力进行了大量深入细致的研究，取得了丰硕的成果［4～6］。 　　 农业生态区(Agro?ecological Zone, AEZ)模型是目前世界上应用范围最广的一个农业生产潜力评估模型，属机制法范畴。在我国，约有35%的农业潜力评估项目采用了这一模型［7］。 　　本研究利用月均气象观测数据、农业气象观测数据、数字高程模型、农业详查及统计数据，采用AEZ模型，以?1 km×1 km栅格为基本计算单元，逐级计算了中国一季稻的光合 、气候、水资源和土地资源生产潜力。研究所用数据来源于国家气象局数据中心，经由IDW及GIDW等方法插值后生成1 km×1 km栅格数据［8］ 　　付修勇等：基于栅格的中国一季稻生产潜力研究中国人口#8226;资源与环境 2008年 第4期1.1 光合生产潜力 　　光合生产潜力是指除太阳能以外的其他生态条件(温、水、土)和生产条件(肥、灌、技)均适宜时，理想作物群体在当地光照条件下单位面积上所形成的最高产量。光合生产潜力被认为是粮食产量的理论上限，是粮食生产潜力的最高层次。研究中利用De Wit 方法(1965)计算各个地区的光合生产潜力日值。这种方法是以标准