1978—2019年云南省气候生产潜力的时空演变及粮食产量响应

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0441

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (17): 55-63.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0441

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1978—2019年云南省气候生产潜力的时空演变及粮食产量响应

李涛辉¹(), 张文翔¹(), 吕爱锋², 刘永毫¹

¹云南师范大学地理学部，云南省高原地理过程与环境变化重点实验室，昆明 650500
²中国科学院地理科学与资源研究所，陆地水循环及地表过程重点实验室，北京 100101

收稿日期:2022-05-27 修回日期:2022-08-16 出版日期:2023-06-15 发布日期:2023-06-12
通讯作者: 张文翔，男，1979年出生，安徽合肥人，教授，博士，主要从事环境变化与地球化学方面的研究。通信地址：650500 云南省昆明市呈贡区云南师范大学，E-mail：wenxiangzhang@ynnu.edu.cn。
作者简介:
李涛辉，男，1998年出生，广东梅州人，硕士研究生，主要从事气候变化与光热资源方面的研究。通信地址：650500 云南省昆明市呈贡区云南师范大学，E-mail：1020738064@qq.com。
基金资助:
国家重点研发计划课题“大范围大深度土壤水分连续精准监测研究”(2021YFC3000201)

Temporal and Spatial Evolution of Climatic Potential Productivity and Response Characteristics of Grain Yield in Yunnan Province from 1978 to 2019

LI Taohui¹(), ZHANG Wenxiang¹(), LV Aifeng², LIU Yonghao¹

¹Key Laboratory of Plateau Geographic Processes and Environment Change of Yunnan Province, Faculty of Geography, Yunnan Normal University, Kunming 650500
²Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101

Received:2022-05-27 Revised:2022-08-16 Online:2023-06-15 Published:2023-06-12

摘要/Abstract

摘要：

云南省是中国典型的“雨养农业”地区，在全球变暖背景下探讨云南省气候生产潜力时空演变及粮食产量响应，对于“雨养农业”地区的农业发展有重要意义。基于Miami和Thornthwaite Memorial模型，利用云南省1978—2019年气象站点数据，通过气候倾向率、M-K检验和反距离权重插值等方法研究云南省气候生产潜力时空演变及粮食产量响应。结果表明：在时间系列上，1978—2019年云南省气温、降水的多年平均均值分别为16.3℃、1098.1 mm，气温呈现显著上升趋势，降水呈现不显著下降趋势；y_t、y_r、y_e的年均值分别为1953、1550、1477 kg/(hm²·a)，其中y_t、y_e呈现波动上升趋势，y_r呈现波动下降趋势。在空间分布上，气温、降水的分布趋势与y_t、y_r相似，均呈现出由滇西南往滇西北递减的趋势，且y_e与y_t的空间分布近似程度高于y_r，其空间范围分别为843~1861、1065~2470、980~2287 kg/(hm²·a)。气候资源利用率整体呈现显著上升趋势，从1978—1987年的16.94%提升到2018—2019年的31.71%，平均每10 a以3.66%的速度增长。在全球变化背景下，云南省呈现暖干的趋势，气候资源利用率显著提高，其中降水是制约气候生产潜力的主因。

关键词: 云南省, Miami模型, Thornthwaite Memorial模型, 气候生产潜力, 气候资源利用率, 时空演变

Abstract:

Yunnan Province is a typical area of rain-fed agriculture in China. In the context of global warming, it is of great significance to explore the temporal and spatial evolution of climate potential productivity and the response of grain yield in Yunnan Province, which is important to the agricultural development in rain-fed agriculture regions. Based on the Miami and Thornthwaite Memorial model, this paper used the meteorological data from 1978 to 2019 to study the temporal and spatial evolution of climatic potential productivity and the response of grain yield in Yunnan Province by using climate tendency rate, M-K test and inverse distance weight interpolation. The results showed that in the time series, the average temperature of Yunnan Province from 1978 to 2019 was 16.3°C, which showed a significant upward trend; the multi-year average of precipitation in Yunnan Province from 1978 to 2019 was 1098.1 mm, which showed a insignificant downtrend. The annual mean value of y_t, y_r and y_e was 1953, 1550 and 1477 kg/(hm²·a), respectively, of which y_t and y_e showed fluctuating upward trend, and y_r showed a fluctuating downward trend. In terms of spatial distribution, the distribution trend of temperature and precipitation were similar to those of y_t and y_r, both showing a decreasing trend from southwest Yunnan to northwest Yunnan, and the spatial distribution of y_e was more similar to that of y_tthan y_r, with the spatial range of 843-1861, 1065-2470 and 980-2287 kg/(hm²·a), respectively. The overall utilization rate of climate resources showed a significant upward trend, increasing from 16.94% in 1978—1987 to 31.71% in 2018—2019, with an average growth rate of 3.66% of per decade. In the context of global climate changes, Yunnan Province showed a warm and dry trend with a significant increase in climate resource utilization, where precipitation was the main factor limiting climate potential productivity.

Key words: Yunnan Province, Miami model, Thornthwaite Memorial model, climatic potential productivity, climate resource utilization, temporal and spatial evolution

李涛辉, 张文翔, 吕爱锋, 刘永毫. 1978—2019年云南省气候生产潜力的时空演变及粮食产量响应[J]. 中国农学通报, 2023, 39(17): 55-63.

LI Taohui, ZHANG Wenxiang, LV Aifeng, LIU Yonghao. Temporal and Spatial Evolution of Climatic Potential Productivity and Response Characteristics of Grain Yield in Yunnan Province from 1978 to 2019[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(17): 55-63.

图/表 8

图1. 云南省区域概况图

图2. 1978—2019年云南省年均气温和年降水量年际变化趋势

图3. 1978—2019年年均气温和年降水量空间分布

图4. 1978—2019年气候生产潜力变化趋势及突变检验

图5. 1978—2019年云南省气候生产潜力及气候倾向率的空间分布

年份	粮食单产/(kg/hm²)	标准气候生产潜力/[kg/(hm²·a)]	气候资源利用率/%
1978—1987	2475.81	14613.26	16.94
1988—1997	3104.87	14668.21	21.17
1998—2007	3526.86	14927.48	23.63
2008—2017	4256.69	14707.20	28.94
2018—2019	4515.39	14240.73	31.71

表1. 1978—2019年云南省气候资源利用率年代际变化

图6. 1978—2019年云南省粮食单产与标准气候生产潜力的年际变化

图7. 1978—2019年云南省气候资源利用率的相关性趋势

参考文献 30

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1978—2019年云南省气候生产潜力的时空演变及粮食产量响应

Temporal and Spatial Evolution of Climatic Potential Productivity and Response Characteristics of Grain Yield in Yunnan Province from 1978 to 2019

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