Int J Appl Earth Obs Geoinf丨气候变化视角下的新疆棉花种植空间优化

论文内容

研究背景：

农业可持续发展的结果取决于地点。基于作物适宜性的作物转换是有助于实现可持续发展目标的重要措施。2000年，国家发展和改革委员会(NDRC)领导的一项农业布局研究项目提出了区域农业发展方向。所有这些解决方案都是基于这样的假设，即作物已经在最适合农业气候和资源效率最高的地方种植。然而，气候变化导致农业生产灾难的概率显著增加，农业生产成本相应增加，在区域范围内影响农民的生计。气候适宜性是农作物的一个生态特征，气候不太适宜的地区也容易出现更高的粮食安全风险。中国是世界上最大的棉花生产国之一，占全球产量的近30%。近几十年来，气候变化对棉花的地理转移产生了重大影响，特别是在西北内陆棉区新兴的主要种植区。作为一种重要的经济作物，中国的棉花有52%产自新。棉花种植显著提高了居民的收入，并逐渐成为新疆的支柱产业。然而，气候不太适宜的地区种植面积的增加可能会对棉花生产构成风险。如果棉花种植在气候适宜的高海拔地区，则有利于获得高产和实现环境友好型栽培。否则，如果棉花种植在马季奇适宜度较低的地区，可能会带来气候风险并导致产量损失。因此，需要新的知识和方法来确定耕地和气候适宜地区与气候变化背景下的土地利用冲突的地理位置。

研究内容：

本研究利用棉花栽培空间优化框架，结合地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术，准确地识别持续存在土地利用纠纷的地点。然后分析了气候变化影响下棉花适宜性与种植区的差异程度。

结果表明：南部(19%)、北部(4%)和东部(1%)地区棉花适宜种植面积稳定，表明南方地区气候资源具有比较优势。棉花气候适宜区主要集中在天山南侧和塔里木河附近，覆盖阿克苏、和田、喀什、巴州等地区。但随着有效积温、降水量、日照时数和最低气温的显著增加，高度适宜区和不适宜区的比例减少，而较不适宜区的比例增加。此外，气候变化导致棉花适生区向北疆扩展。此外，2000-2020年棉花种植中心从南疆转移到北疆，然后又回到南疆，到2021年，南疆和北疆的棉花种植面积接近平衡(各占49%)。尽管2000-2020年棉花种植区与适宜区之间的冲突率从60%下降到33%，但冲突率仍然相对较高。将这种差异归因于目标价格政策和南北疆农业技术进步的重大影响是合理的。

研究结论：

适宜种植棉花的地区一直集中在天山南侧、塔里木河干流附近，覆盖了阿克苏、和田、喀什、巴祖等地区。然而，随着EAT、PP、SSD和TMIN的显著增加，我们观察到最适宜和不适宜区域的比例同时减少，而中等适宜区域的比例增加。而且，2000年至2020年，棉花种植中心从南疆转移到北疆，然后又回到南疆，到2021年，两个地区的棉花面积几乎相等(49%)。种植区和气候适宜区之间的匹配冲突类型的这种转变模式可以归因于目标价格政策和农业技术进步的显著影响。总体而言，气候变暖有助于减少新疆棉花种植中的土地利用冲突类型，南疆经历的冲突比例明显低于北疆。我们的研究表明，在气候适宜区划的基础上优化新疆棉花种植的空间布局是有益的。它使我们能够有效地利用农业资源。这些研究结果为政府制定棉花种植政策提供了有价值的参考。此外，这种优化布局有助于缓解全球气候变化对新疆棉花种植适宜性的风险，促进更可持续和气候适应性更强的棉花生产系统。

期刊信息

期刊：International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation

影响因子（2022）：7.5

中科院分区：地球科学1区

转自：“农科学术圈”微信公众号

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