【摘 要】
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耕地作为土地利用类型中比较特殊的一种,其面积变化对土地的农作物生产能力有一定的影响,是土地生产力研究的重要组成部分之一。因此,在全球气候变化背景下,随着耕地面积的不断扩大,气候和耕地面积变化对农业生产条件和农业产量的变化之间的关系引起了人们的广泛关注。面对区域农业可持续发展的现实背景和耕地资源有效利用与农作物质量保障的压力,现有大量研究局限于单一的耕地面积变化与主要农作物产量变化趋势分析等,难以实
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耕地作为土地利用类型中比较特殊的一种,其面积变化对土地的农作物生产能力有一定的影响,是土地生产力研究的重要组成部分之一。因此,在全球气候变化背景下,随着耕地面积的不断扩大,气候和耕地面积变化对农业生产条件和农业产量的变化之间的关系引起了人们的广泛关注。面对区域农业可持续发展的现实背景和耕地资源有效利用与农作物质量保障的压力,现有大量研究局限于单一的耕地面积变化与主要农作物产量变化趋势分析等,难以实现在气候与耕地面积变化背景下对农作物产量和质量保障的科学指导和农业绿色发展战略的正确把握。因此,以气象要素与耕地时空演变特征及其与主要农作物产量之间的关系作为主要研究内容,重点分析耕地生产力变化趋势来系统揭示气候与耕地变化对耕地生产力的综合影响,对于研究区农业实践预期有着一定的借鉴意义。阿克苏河流域是棉花生产基地,也是新疆粮食生产的重要地区,对气候变化非常敏感,生态环境亦比较脆弱地域之一,因此,阿克苏河流域气候和耕地变化情况下,主要农作物产量和耕地生产力发生了显著地变化。本文利用阿克苏河流域阿克苏站、柯坪站两个气象站点1970—2020年气温与日照时数测量数据、1980—2018年耕地利用遥感数据和粮食与棉花生产相关的农业统计数据,运用气候要素趋势分析法、滑动平均法、累积距平法和M-K检验（Mann-Kendall）突变分析法等研究方法和趋势产量、气象产量模拟与耕地粮食生产力评价等模型进行详细地分析,探讨了阿克苏河流域气候变化与耕地面积变化及其与农作物气象产量和耕地生产力之间的关系。本文主要研究结果表明:（1）阿克苏河流域气温、日照时数年际变化趋势明显,即气温增加,日照时数减少,四季和年代际气候变化趋势与年际变化趋势一致;（2）研究区耕地面积与粮食、棉花总产和单产增加趋势明显。耕地面积从1980年至2018年总计增加了3882.3 km~2;粮食和棉花总产量1970—2019年分别从14.93×10~4t和3.48×10~3t增加到75.96×10~4t和3.30×10~4t,单产分别从1113.63kg/hm~2和502.5kg/hm~2增加到8092.08kg/hm~2和1710.05kg/hm~2;此外,1970—2018粮食、棉花气象产量差异较大,粮食气象产量在-1319.45～1386.37kg/hm~2之间波动,棉花气象产量在-446.19kg/hm~2～478.59kg/hm~2之间波动;（3）气候变化对农业气候资源和生产条件的影响明显,≥10℃积温和持续日数表现出明显的增加趋势,光资源明显减少,却对农作物产量影响不大,化肥施用量呈明显的增加趋势,粮食作物和棉花播种期提前,提高复种指数,生育期缩短;（4）气候变化和耕地面积变化对耕地生产力的影响明显。研究区气象要素变化与粮食气象产量之间存在正相关关系,与棉花气象产量之间存在负相关关系,却相关性不显著,在未来20a粮食和棉花气象产量将呈下降趋势;从耕地粮食生产力变化趋势以及耕地面积对其影响弹性分析可知,1980—2019年耕地粮食生产力从419.19kg/hm~2增加到806.43kg/hm~2,表现出明显的增加趋势,以及耕地面积变化速度缓慢,粮食生产力略有下降,需要提高耕地资源生态质量,耕地环境亟需改善。因此,在发展农业生产过程中,要进一步深化认识在气候变化和耕地利用变化背景下农作物产量变化,并由此引起的耕地生产力变化和农作物质量变化过程和动态特征,科学分析气候变化和耕地面积变化对气象产量和耕地生产力带来的影响,以此为前提因地制宜、找出对策施策,开展有利于研究区耕地生产能力发挥和农业绿色生产的耕地利用模式。
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