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黄土高原水土流失区粮食现状与增产潜力研究

来源:中国环境资源网  作者:中国自然资源学会  更新时间:2005-11-21 10:36:30   

提 要 以黄土高原 10 个试区的攻关资料为基础,从区域旱作产量潜势、试区攻关水平和试区所在县的产量现状三个层次,详细剖析了黄土高原水土流失区粮食现状和增产潜力。结果指出,该区粮食增产潜力很大,目前整体产量水平仅达到试区攻关水平的 74.7%,达到旱作粮食产量潜势水平的 54.2%。在黄土台塬区和丘陵区中,丘陵区的粮食增产潜力较台塬区大,前者尚有 117.6% 增产能力,后者仅 56.6%。但考虑到人口增长和坡耕地的退垦等因素,未来 30 年内黄土高原水土流失区的粮食供需仍处于负平衡。

关键词 黄土高原;水土流失区;粮食增产潜力

中图分类号 S157;F326.11

文献标识码 A

文章编号 1000-3037(2001)04-0366-07

  黄土高原严重水土流失区总面积 28万km2,含黄土台塬区、黄土丘陵区和长城沿线风沙丘陵区,共 109 个县、旗、市。本区位于我国东部平原向西部高原和干旱地区的过渡带,加之受强烈水土流失的影响,区内分异性强,类型多样,年内降雨 400~600mm,大于 10℃积温 2000~3300℃,海拔 500~2500m,土壤质地由粘壤质到沙质,地形由较完整到极破碎。粮食产量对天然降雨的依赖性较大,低而不稳。为了提高该区粮食产量,自“七五”期间国家在此设立攻关项目,建立了颇具代表性的乾县、淳化、长武、隰县、安塞、米脂、离石、固原、西吉、定西和准格尔旗试验示范区。示范区科研人员通过多年来对农田水量平衡、作物丰产水分条件和作物产量水肥效应等的研究,认识到该区粮食有成倍增产的潜力,而且可实现短期内超常规增长;化肥、农田基建和良种选育是增产的突破口[1、2]。攻关前 11 试区平均粮食单产 1696kg/hm2,10 年后粮食单产递增 14%,单产上升到 2876kg/hm2;攻关前人均占有粮食 382.2kg,在人口以 2% 的速度增长的情况下,10 年后人均占有粮食 614.8kg,增长 60.9%[1]。但在整个水土流失区,由于生态环境脆弱,生产力与全国平均状况相比仍然处于较低水平,目前人均占有粮食仅 268.8kg,致使粮食生产成为该区生态农业建设与持续发展的关键。随着国家战略中心的西移,生态环境建设步伐的加快,退垦还林草措施的实施,该区特别是丘陵沟壑区耕地面积的减少,区域粮食自给问题愈来愈受到关注。因此,从多层面深入研究黄土高原水土流失区生产发展的潜力,对当前和未来农业生产和生态环境建设与规划都有重要意义。本文在分析和整理 10 个试区攻关资料的基础上(准格尔旗以灌溉农业为主,其产量水平不能代表旱作农业,故未考虑),从旱作产量潜势、试区攻关水平和试区所在县粮食产量现状 3 个层次,剖析占黄土高原水土流失区面积 68.7% 的台塬区和丘陵区的粮食增产潜力。

1 研究方法和试区自然条件

  首先收集和整理试区和试区所在县的历史资料,包括产量、人口和耕地面积等,计算主要作物的旱作产量潜势。模型参数确定和检验用长武试区冬小麦和玉米 10 年潜势试验资料[3]。本文讨论的 10 个试区分布在黄土高原水土流失严重的丘陵沟壑区和高原沟壑区,海拔高度 1050~2500m,年降水量 422~600mm,年平均气温 5.8~10.8℃,试区面积多数为 8~10hm2,试区人口包括高密度区(200~270 人/km2)、中密度区(100~170 人/km2)和低密度区(40~60 人/km2)。根据 1995 年资料统计,10 个试区在黄土高原水土流失区的代表面积为 19.3万km2,分为不同土壤侵蚀强度、不同地貌和不同社会经济条件组成的不同类型亚区。其中长武、乾县和淳化代表陇东台塬和渭北台塬亚区,总面积 5.68万km2,耕地面积 126.53万hm2;隰县代表晋南残塬亚区,总面积 0.89万km2,总耕地面积 8.89万hm2;定西代表陇海铁路沿线丘陵亚区,总面积 3.35万km2,总耕地面积 74.27万hm2;固原、西吉代表宁南丘陵亚区,总面积 2.48万km2,总耕地面积 60.64万hm2;安塞代表陕北丘陵亚区,总土地面积 3.17万km2,总耕地面积 24.48万hm2;米脂和离石代表晋陕黄河峡谷两岸丘陵亚区和晋北丘陵亚区,总面积 3.72万km2,总耕地面积 62.75万hm2

2 黄土高原主要作物的旱作产量潜势的计算方法

2.1 计算方法

  FAO 推荐旱作产量潜势的计算模型是根据作物的光合生产潜力,考虑温度修正,转化为光温生产潜力,然后再考虑水分因子修正,转化为旱作产量潜势的。计算模型如下:

nr20010411-1.gif

式中,Yd 为旱作产量潜势;Ysi 为光合生产潜力;f(LAI) 为叶面积指数修正系数;f(T) 为温度修正系数;f(W) 为水分因子修正系数;i 为第 i 个生长时段,n 为全生育期划分的总时段数。光合生产潜力的计算公式为:

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