马若婧 陈思宇 马通途 罗宇超 赵海乐 潘志华 安萍莉
摘要:气候变化通过影响作物种植边界、熟制等方面影响耕地利用。在气候变化加剧的背景下,分析耕地利用对气候变化的响应,对提高农业生产潜力、优化耕地利用布局具有重要意义。该研究采用1980—2020年全国728个气象站点逐日观测数据计算积温和降水量,揭示长期气候在全国时空维度上的分布变化;基于作物需求与熟制特征确定水热指标,分析不同熟制和作物潜在分布区的时空差异;利用县域复种指数、农作物播种面积等统计数据,用多模型机器学习拟合遥感数据,探寻耕地对气候变化的实际响应。结果表明:1)1980年至2020年,中国≥0℃的积温(AT0)增速达6.05~16.13℃·d/a,≥10℃的积温(AT10)增速达6.26~18.37℃·d/a,且时间延长。2)潜在一熟区新增47.6万km2适宜种植面积,主要来源于青藏高原等原积温不足地区。三熟区北界北移192.5 km,扩张47.4万km2。小麦适宜区新增4.74万km2,水稻/玉米适宜区新增5.38万km2。3)潜在种植北界北移区域中,东北区域实现了0.07%的作物种植,青藏高原地区实现了0.74%的作物种植。潜在二熟扩张区中辽宁省、黄淮海平原复种指数分别上升0.49、0.05,黄土高原由于秦岭生态保护政策复种指数下降;潜在三熟扩张区中四川盆地表现较优,长江中下游平原复种指数下降0.22。4)东北地区喜温作物成为绝对主导作物,玉米主导区280个县,黑龙江多地新增水稻主导区,小麦主导区向内蒙古东部扩散。该文更加全面地评估耕地利用对长期气候变化的响应,对粮食战略储备与地区农业生产潜力提升政策的制定有十分重要的科学与实际意义。
关键词:气候变化;耕地熟制;作物种植北界;复种指数;潜在影响;现实响应;