广东省稻区产地环境的时空变化及其综合评价

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水稻是世界第二大粮食作物,中国是世界上最大的水稻生产国和消费国。稻米品质与人类健康密切相关,水稻产地环境成为影响水稻安全质量的关键。水稻是广东省第一大粮食作物,但广东也是典型的缺粮大省,是全国最大的粮食主销区,粮食安全问题在全国占有重要地位。因此,论文通过文献查阅、资料收集、野外调研、采样分析等方法,基于Microsoft Excel 2016、SPSS 21.0和ArcGIS 10.2系列软件平台,借助GIS和地统计学分析法,分别从地形环境、气候环境、大气环境、水环境、土壤环境、生物环境和人为环境七个方面,对广东省稻区的产地环境进行了时空变化分析及综合评价,旨在为全面了解广东省稻区产地环境状况提供参考。结果表明:(1)广东省地形地貌复杂多样,山地、丘陵、平原和台地分别占全省面积的31.7%、28.5%、23.7%和16.1%。全省地形对水稻种植的影响较小,大部分地区均适宜水稻种植。全省地形环境中的高程和坡度因子与水田的综合评价等级较高,其中一等水田面积为182.18万hm2,占水田总面积的71.2%;二等水田面积23.48万hm2,占9.2%;三等水田面积31.58万hm2,占12.3%;四等水田面积14.37万hm2,占5.6%;五等水田面积3.67万hm2,占1.4%;六等水田面积0.60万hm2,占0.3%。(2)广东省属东亚季风区,自北向南分别为中亚热带、南亚热带和热带气候,是全国光、热和水资源最丰富的地区之一,且雨热同季。除粤北山区不适宜双季稻种植外,其余约95%的地区满足双季稻生产的气候条件。(3)近年来,广东省的大气环境质量明显好转,其中降水的pH年均值呈现逐年上升、酸雨频率逐年下降的趋势;影响空气质量的六项污染物浓度年际变化幅度不大,且平均浓度呈现逐年递减趋势,达标率达90%。全省70%以上地区的大气环境质量达到优和合格水平,大气环境因子与水田的综合评价等级较高,其中一等水田面积为118.76万hm2,占水田总面积的46.4%;二等水田面积为71.73万hm2,占28%;三等水田面积为65.39万hm2,占25.6%。(4)广东省水稻种植主要以地表水灌溉为主(95%),灌溉水源充足,能满足水稻灌溉需求。但全省污染废水排放较为严重,废水排放总量19902016年间增加了68.68亿t。全省地表江河水质较为稳定,近年来断面为Ⅰ类水质基本维持在50%左右,污染物指标主要为氨氮、总磷和部分耗氧有机物。(5)广东省土壤pH均值约为5.48,主要为酸性和弱酸性土壤。50%以上地区的土壤养分质量达到中等水平,可为水稻生长提供良好的养分条件。但全省土壤重金属污染较为严重,尤以珠三角地区最为明显。土壤环境因子和水田的综合评价的等级一般。其中一等水田面积为12.97万hm2,占水田总面积的5.0%;二等水田面积为32.06万hm2,占12.5%;三等水田面积为87.24万hm2,占34.1%;四等水田面积为80.35万hm2,占31.4%;五等水田面积为43.25万hm2,占17.0%。(6)广东省在水稻生产过程中,水稻病虫害呈现出波动性增加趋势,发生程度属于中等或中等偏重。19922016年间,水稻病虫害发生总面积为15868.97万hm2·次,历年水稻虫害发生面积明显重于病害,且有虫害发生面积所占比率逐年增加、病害发生面积所占比率逐年减少的趋势等。水稻病虫害单位发生面积造成的实际损失从大到小依次为白叶枯病>稻瘟病>纹枯病>稻飞虱>三化螟>稻纵卷叶螟。草鼠螺害发生程度属中等偏重,草鼠螺害实际损失所占比率分别达到31.28%、61.41%和7.71%。(7)广东省水稻生产受人类生产活动影响显著。单位播种面积化肥施用量从1990年的286.36 kg/hm2增加到2016年的540.32 kg/hm2,均高于国家设置的警戒线225kg/hm2;研究期间,农药施用总量增加了30.08%,单位面积用量增加了40.42%;19952016年间,农膜和地膜使用总量分别增加了1.79万t和1.47万t,单位面积用量分别增加了4.16 kg/hm2和3.25 kg/hm2,且呈逐年增长趋势;20102016年间,水稻秸秆露天焚烧各污染物排放量的变化较小,其中CO2的排放量最多,SO2排放量最少。(8)综合地形-大气-土壤和水田的综合分析可知,广东省产地环境因子和水田的综合评价等级很高,其中等级为优的水田面积为47.51万hm2,占水田总面积的18.8%;等级为良的水田面积为98.21万hm2,占38.9%;等级为合格的水田面积为86.55万hm2,占34.3%;等级为较差的水田面积为20.37万hm2,占8%。
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