Agric. Water. Manag.丨农业气候资源适宜区与主栽区不重叠是造成内蒙古马铃薯旱灾的主要原因

论文内容

研究背景：

土豆是确保粮食安全的重要手段，也是发展中国家的主要收入来源，被许多国家列为战略储备粮食。内蒙古是中国五大马铃薯生产省份之一，种植面积和总产量均居全国前三位，占全国产量的10%以上。干旱灾害是制约内蒙古马铃薯产业发展的主要因素之一。农业资源环境区划是分析各区域资源环境问题特点和农业生产条件，提出合理利用和保护农业资源环境的空间布局和发展方向的一种方法。马铃薯是一种适应性强、吸水能力强的耐旱植物。水从土壤通过植物到大气的流动过程可以作为一个统一的、动态的、连续的系统来研究。这个系统被称为土壤-植物-大气连续统(SPAC)。因此，建议基于SPAC系统构建反映区域干旱的综合干旱条件指数，以促进马铃薯干旱灾害风险评估。目的:(1)基于SPAC系统构建马铃薯生长季不同月份的综合干旱状况指数(CDCI);(2)定量评价了内蒙古不同农业区马铃薯生长季不同月份的干旱灾害风险;(3)讨论了马铃薯种植环境的变化(历史和未来)。本研究结果可为了解内蒙古马铃薯干旱灾害的形成机理提供科学依据，促进对气候变化背景下马铃薯干旱灾害风险的认识，为我国及其他国家马铃薯可持续生产提供新思路。

研究内容：

研究数据包括马铃薯生产数据、实测气象数据、未来气候数据、土地利用/土地覆盖变化(LUCC)数据、植被指数(NDVI)数据、SM数据、地表蒸散发数据、高程和水系数据、人口和财政支持等。马铃薯产量数据来自中国国家统计局内蒙古考察队1979年至2020年的数据。基于1980 - 2018年内蒙古土地利用/土地覆盖变化数据，利用Idrisi软件模拟2020年内蒙古土地利用/土地覆盖变化。kappa指数为0.96，大于0.75，表明两个数据集具有较高的一致性和可靠性。2020年耕地网格单元总数为923266个，实际耕地网格单元数为91462个，模拟耕地网格单元数为95001个，误差为3.87%。结合Kappa指数和定量精度结果，证明本研究可以利用CA-Markov模型面积模拟研究区未来耕地变化。

结果表明，7 - 8月是内蒙古雨水集中期。因此，尽管干旱风险值较高，但面积小于9月。“极高风险区”和“高风险区”集中在Z2区中部。农业气候资源适宜区与主栽区不重叠是马铃薯生产中需要解决的重要问题，也是造成干旱灾害的主要原因。未来近、中长期干旱灾害变化具有显著的时空差异。除了近期要注意主要种植区持续存在的干旱灾害外，还必须注意中长期可能发生的内涝灾害。结果还表明，内蒙古未来的土地利用/土地覆盖变化趋势与不同农业区截然相反。内蒙古耕地面积增加，但Z2减少，尤以种植马铃薯面积最大的乌兰察布最为明显。这也说明了本研究将内蒙古划分为不同农业生态区划的必要性。在防灾部署工作中，应注意不同时期和不同农业区划的其他优先部署工作。

研究结论：

马铃薯担负着消除饥饿和保障粮食安全的重任。马铃薯干旱灾害风险定量评估有助于马铃薯产业的可持续发展，提高区域灾害管理能力。这也是粮食安全的一项重大而紧迫的需求。本研究基于土壤-植物-大气连续谱(SPAC)系统构建了马铃薯不同生长季不同月份的干旱条件综合指数(CDCI)，基于自然灾害风险形成的四因子理论，定量评价了马铃薯的干旱灾害风险。探讨了内蒙古地区历史和未来的种植环境状况。结果表明:农业气候资源适宜区与主栽区不重叠是马铃薯干旱灾害发生的主要原因，“极风险区”和“高危区”集中在现有主栽区;这是内蒙古马铃薯产业可持续发展面临的问题之一。对未来干旱灾害变化的分析表明，不仅要关注近期干旱灾害的持续性，更要关注中长期内涝灾害的可能性。内蒙古不同的土地利用/覆被变化(LUCC)情况和不同的农业资源环境区(agrirezone)确定了区划农业干旱风险分析和管理的必要性。本研究可为调整马铃薯产业布局提供参考，为农业防灾减灾提供依据。

期刊信息

期刊：Agric. Water. Manag.

影响因子（2022）：6.7

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