水資源是限制農業(yè)發(fā)展的重要要素之一,對作物水分利用狀況的研究在保障糧食安全中起到了重要的指導作用。水足跡是評價作物生長過程消耗水資源類型、種類及利用效率的新興概念,為區(qū)域農業(yè)水資源管理評價提供了新的思路。本研究將河南省劃分為豫東、豫西、豫西南、豫中南、豫南、豫北共6個夏玉米種植區(qū),計算了全省及各種植區(qū)1990-2015年間的生產水足跡、水足跡值及其藍、綠水構成,并進行了時空差異分析。同時,本研究對影響全省及各種植區(qū)的生產水足跡的氣象與生產資料因子也進行了分析,并根據其結果提出了相應的調控措施意見。主要的研究結果如下:(1)1990-2015年間河南省夏玉米生產水足跡整體呈先波動下降后趨于平穩(wěn)的態(tài)勢,下降趨勢顯著,多年平均值為0.97 m~3·kg~(-1)。各種植區(qū)的生產水足跡差別較大,其中豫西最高(高于全省平均值56.6%),豫東、豫中南、豫北的生產水足跡均低于河南省平均值。豫西、豫中南生產水足跡下降趨勢顯著,其它種植區(qū)下降不顯著。全省各種植區(qū)生產水足跡的下降主要發(fā)生在2000s。隨著時間變化,河南省各種植區(qū)的生產水足跡差異逐漸減小。(2)1990-2015年間河南省夏玉米藍、綠水生產足跡平均值分別為0.13 m~3·kg~(-1)、0.85m~3·kg~(-1),藍、綠水生產足跡均顯著下降。綠水是河南省玉米生產需水的主要組成部分,占生產水足跡的80%以上。在時空分布上,生育期間降水量與綠水生產足跡所占比成負相關,即生育期間降水量越低,綠水所占比就越高。(3)1990-2015年河南省夏玉米水足跡整體呈波動上升,多年均值為110.62億m3。全省水足跡在2007年發(fā)生突變,之后開始顯著上升。各種植區(qū)1990-2015年玉米水足跡均顯著上升,突變均發(fā)生在2000s,之后顯著上升。各種植區(qū)水足跡存在顯著的空間差異,豫北、豫東、豫中南水足跡值較高,而豫西和豫南處于較低水平。全省及各種植區(qū)藍、綠水足跡均顯著上升。全省及各種植區(qū)玉米藍水足跡占農業(yè)用水之比均顯著上升,表明玉米灌溉在農業(yè)用水中所占比重在不斷增加。(4)相對濕度是影響河南省夏玉米生產水足跡的主導因子,與生產水足跡呈負相關。平均氣溫、光照時數(shù)、風速是對生產水足跡影響較大的正向氣象因子。有效灌溉比例、農藥用量、化肥用量是對河南省夏玉米生產水足跡影響較大的生產資料因子。豫東、豫西、豫西南、豫中南、豫南影響夏玉米生產水足跡的主導因子均為相對濕度,而豫北則為有效灌溉比例。豫西,風速、機械動力與生產水足跡呈負相關,在其它種植區(qū)均表現(xiàn)為正相關。(5)根據生產水足跡、水足跡及水資源分布,對河南省玉米生產提出以下初步建議:由于綠水是河南農業(yè)生產的主要水分來源,所以要合理、充分、高效利用綠水資源;要重視對化肥、農藥的合理使用,在節(jié)水節(jié)肥的基礎上實現(xiàn)高產;各種植區(qū)應根據影響主因采取相應的措施,全省應合理布局玉米種植;發(fā)揮政府職能,穩(wěn)定玉米價格,合理制定水價。
【學位單位】：河南農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S513
【部分圖文】：

包括安陽、鶴壁、濮陽、新鄉(xiāng)、焦作、濟源六市。該區(qū)主要由黃河沖積平原和太行山前平原組成，僅西部邊緣為丘陵區(qū)域，該區(qū)的玉米種植占比和玉米平均單產均居全省首位。圖1 河南省夏玉米種植區(qū)劃圖Fig.1 Summer maize planting regions in Henan province表 2 河南省不同夏玉米種植區(qū)氣象條件和玉米種植對比表Table 2 The climate factors and maize planting differences of summer maize growing zones in Henan province指標 豫東 豫西 豫西南 豫中南 豫南 豫北平均溫度（℃） 25.95 25.14 26.08 25.96 26.19 25.55降水量（mm） 468.79 332.24 487.32 488.61 584.08 373.19光照時數(shù)（h） 512.27 554.41 495.73 493.49 499.11 537.21水資源總量（百萬立方米） 1931.72 2012.55 4657.59 1883.75 7967.13 760.69農業(yè)用水占比 68.72% 36.53% 44.96% 46.43% 67.76% 68.62%玉米播種面積（ha） 228298 111445 201460 190931 29839 111394玉米總產量（ton） 1271710 503877 957547 974957 125743 690793玉米單位面積產量（ton） 5.55 4.37 4.75 5.35 4.30 6.19玉米種植面積占比 34.02% 34.66% 36.68% 45.94% 4.04% 48.07%注：平均溫度、降水量、光照時數(shù)等均指夏玉米生育期間內相關指標的值.Note：The average temperature, precipitation and sunshine duration are factors during summer maize growthperiod.

4.1 河南省夏玉米生產水足跡時空演變作物生產水足跡（water footprint of crop production）是產品水足跡在農業(yè)上的體現(xiàn)，指生產單位重量的某種作物所消耗的水資源量，單位 m3·kg-1。生產水足跡是微觀上某種作物生產消耗水資源水平的體現(xiàn)。生產水足跡值主要受單產、氣象地理條件以及生產資料水平的影響，通過對河南省夏玉米生產水足跡及其藍、綠水構成進行計算分析，有利于對河南省夏玉米生產用水產生更直觀的認識。4.1.1 河南省夏玉米生產水足跡時間變化對河南省 1990-2015 年夏玉米生產水足跡進行計算分析，結果表明：受單產波動提升的影響，河南省夏玉米的生產水足跡也呈先波動下降，后趨于平穩(wěn)的變化趨勢（圖 2A）。全省 1990-2015 年生產水足跡的平均值為 0.97 m3·kg-1，各年份的生產水足跡值在 0.76-1.55m3·kg-1間波動。最大值 1.55 m3·kg-1出現(xiàn)于 1997 年，最小值 0.76 m3·kg-1，出現(xiàn)于 2007 年。整體上，1990-2015 年河南省夏玉米生產水足跡 M-K 檢驗結果 Z 值為-1.85＜-1.64，顯著下降（P＜0.05）。進一步對河南省夏玉米生產水足跡值進行 M-K 非參數(shù)突變檢驗（圖 2B），可知，河南省夏玉米生產水足跡在 1990-1996 年間呈波動趨勢，之后在 1997-2001 年之間發(fā)生突變，從 2002 年之后開始下降，尤其是在 2007-2012 年下降趨勢顯著。

圖 3 1990-2015 年河南省各種植區(qū)生產水足跡時間變化及其藍綠水占比圖Fig.3 Water footprint of maize production in different regions of Henan and the blue,green water proportion during 1990-2015注：A，B，C，D，E，F(xiàn) 分別代表豫東、豫西、豫西南、豫中南、豫南、豫北，下同。Note: A, B, C, D, E, F stand for the eastern, western, southwestern, central and southern, southern and northern ofHenan, respectively. Similarly hereinafter.河南省不同種植區(qū)的玉米單產和生產水足跡的多年均值存在著較大的差異。豫西和豫南年均生產水足跡分別高于全省平均值 56.6%和 26.3%，主要原因是這兩個種植區(qū)存在整體降水偏少、玉米生育期間降水分布不均等問題，造成玉米單產過低（表 3），雖然隨著生產水平的提高生產水足跡出現(xiàn)了下降，但仍與豫中南、豫東、豫北等種植區(qū)存在較大差距，而豫北種植區(qū)的夏玉米生產水足跡值為全省最低。在地級市的尺度上，1990-2015 年間，生產水足跡值均值最大的是三門峽，為 1.82 m3·kg-1；最小的是焦作市，為 0.68 m3·kg-1。各種植區(qū) 1990-2015 年生產水足跡的變化并不一致，具體分析如下：豫東夏玉米生產水足跡整體呈下降趨勢但不顯著，生產水足跡最大值為 2003 年的 1.52m3·kg-1，最小值為 2006 年的 0.66 m3·kg-1，多年均值為 0.85 m3·kg-1。極大值出現(xiàn)在 1994 年3-1
【參考文獻】

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本文編號：2878525