全 文 ：气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应
遇.防旱避灾种植模式优化布局*
隋摇 月1,2 摇 黄晚华1,3 摇 杨晓光1**摇 李茂松4
( 1中国农业大学资源与环境学院, 北京 100193; 2中国科学院大气物理研究所, 北京 100029; 3湖南省气象科学研究所, 长沙
410007; 4中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081)
摘摇 要摇 南方地区是我国重要的农业种植区,季节性干旱严重影响该地区的农业生产.本文
基于南方地区不同干旱分区中选取的 13 个典型地区 1981—2007 年气象资料和作物生育期、
产量等资料,依据各地逐年降水量将其分为干旱年、正常年和丰水年 3 种不同降水年型,利用
作物水分临界期需水量与降水量的耦合度、气象产量、单位面积产值以及全生育期的水分利
用效率和降水量 5 个指标,对典型地区种植模式的综合效益进行评价,得到南方不同区域不
同降水年型下的优化种植模式. 结果表明: 半干旱区在干旱年型下,宜采取 2 种抗旱种植模
式:马铃薯鄄玉米鄄甘薯和冬小麦鄄中稻鄄甘薯.半湿润区在干旱年型下,种植模式以冬小麦鄄中稻鄄
甘薯最优,油菜鄄中稻鄄甘薯次之.在温润区(即典型的季节性干旱区),江南地区在 3 种年型下
均以马铃薯鄄双季稻最优;西南地区宜搭配抗旱作物进行三熟制种植,如冬小麦鄄中稻鄄甘薯、冬
小麦鄄玉米鄄甘薯、马铃薯鄄双季稻等.从最大程度利用水热资源角度考虑,三熟种植模式最优,
以水旱轮作为主,丰水年型宜搭配水稻.
关键词摇 种植模式优化摇 南方地区摇 防旱避灾摇 降水年型
*国家科技支撑计划项目(2006BAD04B07)和公益性行业(农业)科研专项(201103001)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yangxg@ cau. edu. cn
2013鄄01鄄21 收稿,2013鄄08鄄27 接受.
文章编号摇 1001-9332(2013)11-3192-07摇 中图分类号摇 S166摇 文献标识码摇 A
Characteristics of seasonal drought and its adaptation in southern China under the back鄄
ground of global climate change. 遇. Optimized layout of cropping system for preventing and
avoiding drought disaster. SUI Yue1,2, HUANG Wan鄄hua1,3, YANG Xiao鄄guang1, LI Mao鄄song4
( 1College of Resources and Environmental Science, China Agricultural University, Beijing 100193,
China; 2 Institute of Atmosphere Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;
3Hunan Meteorological Research Institute, Changsha 410007, China; 4 Institute of Agriculture Re鄄
source and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(11): 3192-3198.
Abstract: Southern China is an important agricultural planting region of China, but the seasonal
drought severely impacted the regional agricultural production. Based on the 1981-2007 meteoro鄄
logical data from 13 typical meteorological stations in the seasonal drought areas in southern China
and the data of related crops growth period and yield, three precipitation year types (drought year,
normal year, and wet year) were classified based on the yearly precipitation, and by using five in鄄
dices (coupling degree of water requirement and precipitation during crop water critical stages, me鄄
teorological crop yield, output value per unit area, and water use efficiency and precipitation during
whole growth period), the comprehensive benefit of all possible cropping patterns in each typical
region was evaluated, and the optimal cropping patterns in the different regions of southern China in
different precipitation years were obtained. In the semi鄄arid region, the optimal cropping patterns in
dry year included potato鄄maize鄄sweet potato and winter wheat鄄rice鄄sweet potato. In the semi鄄humid
region and during dry year, winter wheat鄄rice鄄sweet potato was the best choice, and rape seed鄄rice鄄
sweet potato was the second one. In the warm and humid region (the typical region where seasonal
drought happened), the best cropping pattern in Jiangnan area in different precipitation years was
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 11 月摇 第 24 卷摇 第 11 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Nov. 2013,24(11): 3192-3198
potato鄄double cropping rice, and the suitable patterns in southwest area were the triple cropping sys鄄
tems with drought鄄resistant crops, such as winter wheat鄄rice鄄sweet potato, winter wheat鄄maize鄄sweet
potato, and potato鄄double cropping rice. From the aspect of maximally utilizing water and heat re鄄
sources, triple cropping would be the best choice, with the rice and upland crop rotation as the
main and with the rice arranged in pairs in wet year.
Key words: optimized cropping system; southern China; preventing and avoiding drought disaster;
precipitation year type.
摇 摇 我国南方地区耕地面积占全国耕地总面积的
40%左右,是我国重要的农业生产区[1] . 该地区水
热资源丰富,降水时空分布差异大[2] . 在全球气候
变化背景下,南方地区近几年连续发生较严重的季
节性干旱,对农业生产造成了严重影响,严重威胁我
国的粮食安全[3] . 南方地区作物类型多样,主要作
物有水稻、小麦、玉米、豆类、薯类等,种植制度为一
年两熟或一年三熟[4] .南方大部分地区目前的种植
模式对季节性干旱抵御能力较低,因此,基于当地降
水资源特征对种植模式进行优化是提高降水利用效
率、防旱避灾的有效措施之一[5] .
前人利用多目标模糊优化理论、红绿灯评价方
法、交互式模糊多目标优化以及灰色多目标规划等
方法对种植模式的研究和实践进行了有益探
索[6-9],但多以北方地区的相关研究为主.仅曲辉辉
等[10]利用基于作物需水与自然降水的适配度对湖
南省种植制度优化进行分析,而针对南方地区种植
模式优化的抗旱节水种植模式仍少见报道.为此,本
文利用统计资料[1]并基于本研究小组对南方地区
不同作物季节性干旱和研究区域内干旱分区研究结
果[11-14],对南方地区典型代表区的种植模式进行多
目标综合效益评价,提出南方地区各区域在不同降
水年型下防旱避灾优化种植模式布局,以期为气候
变化背景下南方地区防旱避灾提供适应对策及科学
依据.
1摇 研究区域与研究方法
1郾 1摇 研究区域及资料来源
本文的研究区域为中国南方地区 15 个省(市、
自治区,港澳台地区除外),包括四川、重庆、云南、
贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海、浙江、福
建、广东、广西和海南. 根据南方地区季节性干旱特
征分区结果[14],在各干旱分区中选取典型站点进行
分析.本文选取的作物对象为南方地区的主要粮食
作物和经济作物,包括水稻(早稻、中稻、晚稻)、玉
米(春玉米、夏玉米)、冬小麦、甘薯、马铃薯、油菜、
棉花等.华南地区主要种植水稻和热带经济果树等;
川西高原的种植方式比较单一,作物比重小;淮河平
原、皖浙丘陵及鄂北丘陵地区又兼有北方农业种植
区特点,代表性不强,因此,华南、川西、江北等地选
取站点较少,而南方地区农业主产区选取站点较多,
共选取 13 个代表站(表 1).
摇 摇 作物生育期资料源自文献[15].粮食单产和单
价来自各省逐年的统计年鉴(1981—2007 年) [1] .逐
日气象资料来自中国气象科学数据共享服务网,包
括平均温度、最高温度、最低温度、降水量、相对湿
表 1摇 南方干旱特征分区的代表站[14]
Table 1摇 Representative stations in drought feature zone of southern China[14]
一级区
Zone
二级区
Subzone
代表站(省份简称,海拔,积温)
Representative station (province abbreviation, elevation and accumula鄄
ted temperature)
半干旱区
Semi鄄arid zone
川滇高原山地温凉半干旱区(玉) 元江(滇,401 m, 8696 益·d)
半湿润区 江北温暖半湿润区(域) 绵阳(川,472 m, 5994 益·d)
Semi鄄humid zone 华南暖热半湿润区(芋) 无
西南高原温凉半湿润区(郁) 楚雄(滇, 1773 m, 5819 益·d)
湿润区
Humid zone
长江流域温热湿润区(吁) 岳阳(湘, 53 m, 6300 益·d)、赣州(赣, 138 m, 7120 益·d)、郴
州(湘, 185 m, 6604 益·d)、遂宁(川, 355 m, 6367 益·d)
华南暖热湿润区(遇) 澜沧(滇, 1055 m, 7083 益·d)
西南高原山地温暖湿润区(喻) 沅陵(湘, 152 m, 6138 益·d)、湄潭(黔, 792 m, 5464 益·d)、西
昌(川, 1591 m, 6246 益·d)、瑞丽(滇,777 m, 7416 益·d)
极湿润区 江南西南山区温凉极湿润区(峪) 无
Super鄄humid zone 华南暖热极湿润区(御) 景洪(滇, 582 m, 8178 益·d)
391311 期摇 摇 摇 摇 隋摇 月等: 气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应遇.防旱避灾种植模式优化布局摇
度、平均风速、日照时数、气压,资料时段与产量等统
计资料时段一致,即 1981—2007 年.
1郾 2摇 降水年型划分方法
本文依据农业气候年型划分的国家标准[16],采
用年、季降水距平百分率指标[17]划分降水年型,同
时根据降水距平百分率对干旱分级订正[12] .具体步
骤:基于降水距平百分率对各季节的降水年型进行
如下划分,年降水量距平百分率在中旱等级以下为
干旱(少雨)年,对应中涝(与中旱对应)以上为丰水
(多雨)年,处于两者之间为正常年. 若某一年四季
降水量距平百分率都达到了正常年型标准,则称此
年为正常年;若仅春季降水量距平百分率达到了干
旱年型标准,则称其为春旱年;仅春季降水量距平百
分率达到了丰水年型标准,则称其为春雨年,其他年
型名称依次类推.
1郾 3摇 评价指标及计算方法
1郾 3郾 1 水分利用效率摇 水分利用效率(WUE)指单位
耗水量所形成的经济产量,公式如下:
WUE=Ya / ETa (1)
式中:WUE为水分利用效率(kg·mm-1·hm-2);Ya
为单位面积的实际产量(kg·hm-2);ETa为作物耗
水量(mm),本文用作物生长季内自然降水量代替,
以此表示降水的水分利用效率[18] .
1郾 3郾 2 作物水分临界期需水量与自然降水量的耦合
度[19] 摇 作物水分临界期[20]需水量与自然降水量的
耦合度可以反映作物水分临界期内自然降水对作物
需水的满足程度,其值在 0 ~ 1,公式如下:
撰=
P
ETc
ì
î
í
ïï
ï1
摇
(P(P逸ETc)
(2)
式中:撰 为作物水分临界期的自然降水量与作物需
水量的耦合度;P为该时段的降水量(mm);ETc为该
时段的作物需水量(mm),公式如下:
ETc = kc·ET0 (3)
式中:ET0为参考作物蒸散量(mm),ET0采用 FAO
推荐的 Penman鄄Monteith 公式计算[20]; kc为作物系
数[20-21] .
1郾 3郾 3 气象产量的提取摇 作物产量的形成受多种自
然因素的共同影响. 实际产量可以分解为趋势产量
(Yt)和气象产量(Ym),其表达式为:
Y=Yt+Ym (4)
式中:Y为实际产量(kg·hm-2);Yt为社会经济因素
影响的趋势产量(kg·hm-2),代表正常年景下的作
物产量,用直线滑动平均法[22]进行模拟得到;Ym为
气象产量(kg·hm-2),代表受气象因素影响的产量
波动分量.
1郾 3郾 4 综合评价利用模型摇 采用如下的综合评价利
用模型综合分析各种植模式的优劣,计算公式为:
W =移
5
i = 1
P iWi (5)
式中:W为某种种植模式的总分值;P i为指标 i 在这
种种植模式中的取值(即无量纲化的结果);Wi为指
标 i的权重值,本文综合武雪萍等[9]和曲辉辉等[10]
的研究结果,将各指标权重定为 0. 20.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 层次分析结构
本文参考曲辉辉[18]建立的南方典型地区种植
模式的评价体系,综合前人对节水高效种植制度的
评价研究[9],应用层次分析法对研究区域内各地防
旱避灾种植结构进行评价. 由于本研究重点是基于
南方季节性干旱背景下的优化种植模式选择,在此
仅考虑经济效益和水分效益,而不考虑社会效益和
生态效益的影响.指标选取时遵循综合性、科学性和
可操作性的原则,设立目标层,对南方干旱特征分区
防旱避灾种植模式进行评价;以水分效益和经济效
益为准则层;选取作物全生育期水分利用效率
(C1)、自然降水量(C2)、水分临界期的需水与自然
降水耦合度(C3 )、气象产量(C4 )和单位面积产值
(C5)5 个指标作为指标层(图 1).
图 1摇 南方干旱特征分区防旱避灾种植模式评价指标体系
Fig. 1摇 Indicator evaluation system of cropping patterns to pre鄄
vent and avoid drought disaster in drought feature zone of south鄄
ern China.
括号内为各指标权重 Weight of each indicator within the bracket.
4913 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
2郾 2摇 各区域种植模式
首先筛选各区域典型站点种植模式,综合考虑
其热量条件(1971—2000 年逸0 益积温平均值)、作
物适宜区及实际生产情况等筛选出各典型站的主要
作物,再根据各作物可种植的季节来组合不同种植
模式.各代表站最多的种植模式有 26 种,包括 4 种
一年一熟(single cropping)种植模式,13 种一年两熟
(double cropping)种植模式,9 种一年三熟 ( triple
cropping)的种植模式(表 2). 以下分析中的种植模
式的名称均用缩写代替,如用 Sm代表一年一熟的春
玉米,Dw+c代表一年两熟的冬小麦鄄夏棉花,Tw+r+r代
表一年三熟的冬小麦鄄双季稻.
以江南丘陵秋旱夏旱区的代表站———江西省的
赣州为例确定站点降水年型,根据前述划分年型的
方法,确定 1981—2007 年间赣州的主要特征年型有
秋旱夏旱年型、正常年型、秋雨夏雨年型.
本文选取的 5 个指标(C1 ~ C5)中,C1、C3可通
过气象数据利用公式(1) ~ (3)计算得到,C4通过公
式(4)得到,C2和 C5可直接由资料计算得到.分别计
算得到不同年型下各代表站可能种植模式的 5 个指
标值,缺测年除外.再利用极差法将所有指标值进行
无量纲化[23],进而得到不同年型下各站的各评价指
标值.
利用综合评价利用模型公式,将无量纲化的 5
个评价指标值进行综合评价,最后得出不同年型下
各站不同种植模式的综合评分值.
2郾 3摇 南方干旱特征分区代表站的种植评价结果
通过层次分析法对南方 6 个农业主要产区中季
节性干旱分区的 13 个典型站点进行分析,得到干旱
年、正常年和丰水年 3 种年型下各种植模式的单项
指标和综合效益值,进而对其评价. 综合效益值越
高,表明种植模式越优,反之则越差.比较各站水分
表 2摇 南方各区域典型站点可选择的种植模式
Table 2摇 Optional cropping patterns of representative stations in drought feature zone of southern China
种植模式
Cropping pattern
元江
Yuanjiang
绵阳
Mianyang
景洪
Jinghong
楚雄
Chuxiong
岳阳
Yueyang
赣州
Ganzhou
郴州
Chenzhou
遂宁
Suining
澜沧
Lancang
沅陵
Ruanling
湄潭
Meitan
西昌
Xichang
瑞丽
Ruili
春玉米 Sm 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨
春马铃薯 Sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
春甘薯 Ssp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
单季中稻 Sr 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨
冬小麦鄄夏玉米 Dw+m 姨 姨 姨 姨 - 姨 - 姨 姨 - 姨 姨 姨
冬小麦鄄夏棉花 Dw+c 姨 姨 - - - 姨 - 姨 - - - 姨 -
冬小麦鄄夏甘薯 Dw+sp 姨 姨 姨 姨 - 姨 - 姨 姨 - - 姨 姨
冬小麦鄄中稻 Dw+r 姨 姨 姨 姨 - 姨 - 姨 姨 - 姨 姨 姨
油菜鄄夏玉米 Dra+m 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨
油菜鄄夏棉花 Dra+c 姨 姨 - - - 姨 - 姨 - - - 姨 -
油菜鄄夏甘薯 Dra+sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨
油菜鄄中稻 Dra+r 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
马铃薯鄄夏玉米 Dp+m 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
马铃薯鄄夏棉花 Dp+c 姨 姨 - - - 姨 - 姨 - - - 姨 -
马铃薯鄄夏甘薯 Dp+sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
马铃薯鄄中稻 Dp+r 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
双季稻 Dr+r 姨 - - - 姨 姨 姨 - - 姨 - - -
冬小麦鄄双季稻 Tw+r+r 姨 - - - - 姨 - - - - - - -
油菜鄄双季稻 Tra+r+r 姨 - - - 姨 姨 姨 - - 姨 - - -
马铃薯鄄双季稻 Tp+r+r 姨 - - - 姨 姨 姨 - - 姨 - - -
冬小麦鄄中稻鄄甘薯 Tw+r+sp 姨 姨 姨 姨 - 姨 - 姨 姨 - - 姨 姨
油菜鄄中稻鄄甘薯 Tra+r+sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
马铃薯鄄中稻鄄甘薯 Tp+r+sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
冬小麦鄄玉米鄄甘薯 Tw+m+sp 姨 姨 姨 姨 - 姨 - 姨 姨 - - 姨 姨
油菜鄄玉米鄄甘薯 Tra+m+sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
马铃薯鄄玉米鄄甘薯 Tp+m+sp 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 - 姨 姨
S:单季 Single; D:双季 Double; T:三季 Triple. m:玉米 Maize; p:马铃薯 Spring potato; sp:春甘薯 Sweet potato; r:中稻 Rice; w:冬小麦 Winter
wheat; c:棉花 Cotton; ra:油菜 Rape seed. 下同 The same below. “姨冶表示该地区有该种植模式,“-冶表示该地区没有该种植模式 “姨冶 indica鄄
ted that there was the cropping pattern in the region, “-冶 indicated that there was no the cropping pattern in the region.
591311 期摇 摇 摇 摇 隋摇 月等: 气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应遇.防旱避灾种植模式优化布局摇
利用效率(C1)和作物水分临界期需水量与自然降
水量耦合度(C3)单项指标的前 3 位种植模式,以及
综合效益评价最优的前 5 位(W逸0. 6)种植模式,分
别为:水分利用效率单项指标中,在元江、绵阳、景
洪、楚雄、遂宁、澜沧、西昌和瑞丽等西南地区,单季
马铃薯种植模式在各种年型下水分利用效率都最优,
一年两熟种植模式中马铃薯鄄中稻在许多地方较优,
冬小麦鄄中稻和马铃薯鄄夏甘薯在有些地区也较优;在
岳阳、赣州、郴州等江南地区,单季中稻、双季稻和油
菜鄄双季稻这 3 种种植模式排在前 3 位,但不同年型
下的排序略有不同;在沅陵和湄潭西南山地湿润区代
表区,在正常和丰水年型下,以单季中稻最优,但干旱
年型下以马铃薯最优,油菜鄄中稻次之(表 3).
摇 摇 作物水分临界期需水量与自然降水量耦合度单
项指标中,总体而言,油菜鄄中稻、单季春播甘薯和油
菜鄄夏甘薯最优,油菜鄄夏玉米和马铃薯鄄夏玉米也较
表 3摇 不同年型下南方干旱特征分区代表站的种植结构优化
Table 3摇 Optimized cropping patterns to prevent and avoid drought disaster in each precipitation year type in drought fea鄄
ture zone of southern China
南方季节性干旱各分区
Drought feature zone
of southern China
代表站
Representative
station
年型
Year
type
单项最优的前 3 位模式
Top three optimal patterns for single indicator
水分利用效率
WUE
(C1)
作物水分临界期需水量
与自然降水量耦合度
Coupling of water requirement
and precipitation in
water critical period (C3)
综合评估前 5 位模式
Top five optimal patterns for
comprehensive evaluation
川滇高原山地温凉半干旱区 元江 干旱 Sp、Dp+sp、Dp+r Tra+m+sp、Dra+sp、Dp+m Tp+m+sp、Tw+r+sp、Tp+r+sp、Tra+m+sp、Tra+r+sp
Cold semi鄄arid zone in Sichuan and Yuanjiang 正常 Sp、Dp+sp、Dp+r Dra+sp、Sp、Ssp Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+r+sp、Tp+m+sp、Tra+m+sp
Yunnan plateau and mountain 丰水 Sp、Dp+r、Sr Dra+r、Dra+sp、Ssp Tra+r+sp、Tp+r+sp、Tw+r+sp、Tp+m+sp、Dra+r
江北温暖半湿润区 绵阳 干旱 Sp、Dw+r、Dp+r Dp+m、Dra+c、Dw+sp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Dw+r、Tp+r+sp、Dra+r
Warm semi鄄humid zone in the Mianyang 正常 Sp、Dw+r、Dp+r Dra+c、Dra+r、Dp+m Tp+r+sp、Tw+r+sp、Dw+r、Dra+r、Tra+r+sp
north of the Yangtze River 丰水 Sp、Dw+r、Sr Dra+r、Dp+sp、Dw+r Tw+r+sp、Dw+r、Dra+r、Tp+r+sp、Tra+r+sp
西南高原温凉半湿润区 楚雄 干旱 Sp、Dp+sp、Dp+r Ssp、Tw+r+sp、Dra+sp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Tra+m+sp、Tw+m+sp、Tp+r+sp
Cold semi鄄humid zone in Chuxiong 正常 Sp、Dp+sp、Dp+r Tw+r+sp、Ssp、Dra+sp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Tw+m+sp、Tp+r+sp、Tra+m+sp
southwest plateau 丰水 Sp、Dw+r、Dp+r Ssp、Tw+r+sp、Dra+sp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Tp+r+sp、Tw+m+sp、Dp+r
长江流域温热湿润区 岳阳 干旱 Dr+r、Tp+r+r、Sr Sp(Ssp、Dra+m) Tp+r+r、Tra+r+sp、Tra+r+r、Tp+r+sp、Dr+r
Warm and wet zone in the Yueyang 正常 Dr+r、Sr、Tp+r+r Dp+r、Dp+m、Dra+m Tp+r+r、Tra+r+r、Tra+r+sp、Tp+r+sp、Dr+r
Yangtze River basin 丰水 Sr、Dr+r、Tp+r+r Tp+r+r、Dr+r、Dra+m Tp+r+r、Tp+r+sp、Tra+r+r、Dr+r、Tp+m+sp
赣州 干旱 Dr+r、Sr、Tp+r+r Dra+r(Dp+sp、Tra+r+sp) Tp+r+r、Tw+r+r、Dr+r、Tra+r+r、Tra+r+sp
Ganzhou 正常 Dr+r、Sr、Tp+r+r Ssp(Ssp、Dw+m、Dr+r、Tra+r+sp) Tp+r+r、Tw+r+r、Dr+r、Tra+r+sp、Tp+m+sp
丰水 Dr+r、Sr、Tp+r+r Sm(Dr+r、Tra+r+sp) Tp+r+r、Dr+r、Tw+r+r、Tra+r+sp、Tp+m+sp
郴州 干旱 Dr+r、Tp+r+r、Sr Sp(Dra+sp、Dr+r) Tp+r+r、Tra+r+r、Dr+r、Tra+r+sp、Tp+r+sp
Chenzhou 正常 Dr+r、Sr、Tp+r+r Sm(Dr+r、Tra+r+sp) Tp+r+r、Dr+r、Tra+r+sp、Tra+r+r、Tp+m+sp
丰水 Dr+r、Tp+r+r、Sr
Ssp ( Dp+sp、 Dr+r、 Tp+r+r、 Tra+r+sp、
Tp+m+sp)
Tp+r+r、Dr+r、Tra+r+r、Tra+r+sp、Tp+m+sp
遂宁 干旱 Sp、Dp+sp、Dp+r Dra+m、Dra+sp、Dra+r Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+m+sp、Tp+m+sp、Tw+r+sp
Suining 正常 Sp、Dp+sp、Dp+r Dra+r、Dp+m、Dw+m Tp+r+sp、Tra+r+sp、Dp+r、Tra+m+sp、Tw+r+sp
丰水 Sp、Dp+sp、Dp+r Dp+m、Dw+m(Dra+r) Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+m+sp、Tra+m+sp、Tw+r+sp
华南暖热湿润区 澜沧 干旱 Sp、Dp+r、Dw+r Tw+m+sp、Dra+sp、Tra+m+sp Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+r+sp、Tw+m+sp、Tra+m+sp
Warm or hot humid zone Lancang 正常 Sp、Dp+r、Dw+r Dra+sp、Tw+m+sp、Tra+m+sp Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+r+sp、Tra+m+sp、Tw+m+sp
in South China 丰水 Sp、Dw+r、Dp+r Dw+sp、Ssp、Dra+r Tp+r+sp、Tw+r+sp、Tra+r+sp、Dra+r、Dp+r
西南高原山地温暖湿润区 沅陵、湄潭 干旱 Sr、Dra+r、Dra+m Dw+m(Dra+m、Dra+r) Dra+r、Dw+r
Warm and wet zone in Ruanling, 正常 Sr、Dra+r、Dw+r Dra+r、Dw+m、Sr Tp+r+r(Dra+r)、Tra+r+r(Dw+r)、Dr+r
southwest plateau and mountain Meitan 丰水 Sr、Dra+r、Dw+r Sm(Sr、Dra+m、Dra+r) Tra+r+r(Dra+r)、Dr+r(Dw+r)、Tp+r+r
西昌 干旱 Sp、Dp+r、Dp+sp Tw+m+sp、Dw+c、Dra+c Tw+m+sp、Tp+m+sp、Tp+r+sp、Tw+r+sp、Tra+r+sp
Xichang 正常 Sp、Dp+sp、Dp+r Dra+sp、Dw+c、Tw+m+sp Tw+m+sp、Tw+r+sp、Tra+r+sp、Tp+r+sp、Tp+m+sp
丰水 Sp、Dp+sp、Dp+r Dp+m、Dp+sp、Tp+m+sp Tw+r+sp、Tp+m+sp、Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+m+sp
瑞丽 干旱 Sp、Dw+r、Dw+sp Dp+r、Dra+m、Ssp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Dp+r、Tp+r+sp、Dra+r
Ruili 正常 Sp、Dw+r、Dw+sp Dp+m、Dra+r、Ssp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Dra+r、Tp+r+sp、Dp+r
丰水 Sp、Dw+r、Dp+r Sm(Sr、Dra+m、Dra+r) Tw+r+sp、Dra+r、Dw+r、Tra+r+sp、Tp+r+sp
华南暖热极湿润区 景洪 干旱 Sp、Dp+r、Sr Sr、Dp+r、Tra+m+sp Tw+r+sp、Tra+r+sp、Tp+r+sp、Dp+r、Dra+r
Warm or hot super鄄humid Jinghong 正常 Sp、Dp+r、Dw+r Tw+m+sp、Sp、Sm Tw+r+sp、Tp+r+sp、Tra+r+sp、Tw+m+sp、Dp+r
zone in South China 丰水 Sp、Dp+r、Dw+r Tw+r+sp、Dp+r、Sm Tw+r+sp、Tp+r+sp、Dp+r、Tp+m+sp、Tw+m+sp
括号内的模式与括号前面的模式排名一样 The ranking of cropping pattern within the bracket was the same as that of pattern in the front of bracket.
6913 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
好;油菜鄄夏甘薯和油菜鄄夏玉米更适合干旱年型,其
他 3 种模式更适合丰水和正常年型.另外,针对某一
特定代表区,其优先的模式会有差异.
综合评价结果显示,油菜鄄中稻鄄甘薯、冬小麦鄄中
稻鄄甘薯以及马铃薯鄄中稻鄄甘薯的综合评价最优,但
不同地区不同年型还有差别. 在川滇高原山地温凉
半干旱区,马铃薯鄄中稻鄄甘薯、冬小麦鄄中稻鄄甘薯、油
菜鄄中稻鄄甘薯最优;在干旱年型下,马铃薯鄄玉米鄄甘
薯最优,冬小麦鄄中稻鄄甘薯次之.在江北温暖半湿润
区,冬小麦鄄中稻鄄甘薯、冬小麦鄄中稻、马铃薯鄄中稻鄄
甘薯和油菜鄄中稻鄄甘薯最优;在干旱年型下,冬小麦鄄
中稻鄄甘薯最优,油菜鄄中稻鄄甘薯次之.在西南高原温
凉半湿润区,冬小麦鄄中稻鄄甘薯在 3 种年型下都最
优,油菜鄄中稻鄄甘薯次之.在长江流域上游的温热湿
润区,马铃薯鄄中稻鄄甘薯最优,其次是油菜鄄中稻鄄甘
薯,这两种模式在 3 种年型下都最优;在其中下游的
温热湿润区,马铃薯鄄双季稻最优,其次是油菜鄄中稻鄄
甘薯和双季稻,马铃薯鄄双季稻在 3 种年型下都最
优.在华南暖热湿润区,马铃薯鄄中稻鄄甘薯、油菜鄄中
稻鄄甘薯和冬小麦鄄中稻鄄甘薯最优,这 3 种模式在干
旱年型下也最优.在西南高原山地温暖湿润区,冬小
麦鄄中稻鄄甘薯、油菜鄄中稻和油菜鄄中稻鄄甘薯最优;在
干旱年型下,对于沅陵、湄潭代表区,马铃薯鄄双季稻
和油菜鄄中稻最优,对于西昌代表区,冬小麦鄄玉米鄄甘
薯最优,马铃薯鄄玉米鄄甘薯次之,对于瑞丽代表区,
冬小麦鄄中稻鄄甘薯最优,油菜鄄中稻鄄甘薯次之. 在隶
属于华南暖热极湿润区的三级区滇南山地冬旱区,
冬小麦鄄中稻鄄甘薯在 3 种年型下都最优,干旱年型
下油菜鄄中稻鄄甘薯和马铃薯鄄中稻鄄甘薯也较优.
3摇 结摇 摇 论
本文基于近 30 年的气候资料及统计数据,通过
层次分析方法对南方各干旱分区的种植模式进行分
析评价,根据各地降水量年型(干旱年、正常年和丰
水年 3 种降水年型),利用作物水分临界期的需水
量与降水量的耦合度、气象产量、单位面积产值以及
全生育期的水分利用效率和降水量 5 个指标,选取
典型代表地区,评价各种种植模式综合效益,得到南
方各区域在不同降水年型的最优种植模式. 结果表
明:在半干旱区,干旱年型下,宜采取抗旱种植模式
有马铃薯鄄玉米鄄甘薯和冬小麦鄄中稻鄄甘薯;在半湿润
区,干旱年型下,冬小麦鄄中稻鄄甘薯最优,油菜鄄中稻鄄
甘薯次之. 在江南温润区,马铃薯鄄双季稻在 3 种年
型下均最优;在干旱年型下,油菜鄄双季稻和双季稻
也较优.在西南温润区,宜搭配抗旱作物进行三熟制
的种植,如冬小麦鄄中稻鄄甘薯、冬小麦鄄玉米鄄甘薯、马
铃薯鄄双季稻等. 从最大程度利用水热资源来说,三
熟制多优于两熟和单熟,在丰水年型下应更多考虑
水稻模式.本文在评价防旱避灾种植模式时仅考虑
了水分效益和经济效益,没考虑社会效益和生态效
益;而且各指标的权重值在不同区域会有差异,而本
文将 5 个指标设定同样的权重,导致结果可能会有
一定偏差,有待进一步完善.
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作者简介摇 隋摇 月,女,1987 年生. 主要从事气候变化预估
及气候鄄植被反馈研究. E鄄mail: suiyue@ mail. iap. ac. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
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