東北平原熱量與降水區(qū)域特征及其對(duì)適宜耕作方式的影響研究一、引言1.1研究背景與意義東北平原作為中國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，在國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略中占據(jù)著舉足輕重的地位。這片廣袤的土地，耕地面積廣闊且集中連片，擁有世界聞名的肥沃黑土，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了得天獨(dú)厚的條件。東北平原主要種植玉米、水稻、大豆、小麥等農(nóng)作物，其糧食產(chǎn)量在全國(guó)糧食總產(chǎn)量中占比頗高，是我國(guó)重要的商品糧輸出地，對(duì)保障國(guó)家糧食供應(yīng)的穩(wěn)定發(fā)揮著關(guān)鍵作用。熱量和降水是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心氣候要素，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)起著決定性作用。在全球氣候變化的大背景下，東北平原的熱量和降水格局正發(fā)生著顯著變化。有研究表明，過去幾十年間，東北平原的平均氣溫呈上升趨勢(shì)，活動(dòng)積溫增加，這在一定程度上改變了農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和適宜種植區(qū)域。例如，原本在南部地區(qū)種植的作物，因熱量條件改善，種植界限逐漸向北推移。同時(shí)，降水的時(shí)空分布也變得更加復(fù)雜，極端降水事件的頻率和強(qiáng)度有所增加，這給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了諸多不確定性，如洪澇、干旱等災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。耕作方式是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到土壤質(zhì)量、水資源利用效率和農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境。不同的耕作方式對(duì)土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)產(chǎn)生不同影響，進(jìn)而影響農(nóng)作物對(duì)熱量和降水的利用效率。例如，傳統(tǒng)的翻耕方式雖然能夠疏松土壤，但也容易導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)過快，在降水不足時(shí)加劇干旱脅迫；而保護(hù)性耕作如免耕、少耕等，能夠保留地表秸稈，減少土壤侵蝕，增加土壤水分涵養(yǎng)能力，提高土壤肥力，更好地適應(yīng)熱量和降水的變化。合理的耕作方式能夠充分利用當(dāng)?shù)氐臒崃亢徒邓Y源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。因此，深入研究東北平原熱量與降水的區(qū)域特征，并據(jù)此探索適宜的耕作方式，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從保障國(guó)家糧食安全的角度來看，了解熱量和降水變化對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響，以及如何通過調(diào)整耕作方式來適應(yīng)這些變化，有助于穩(wěn)定和提高東北平原的糧食產(chǎn)量，確保國(guó)家糧食供應(yīng)的穩(wěn)定。從農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，探索適宜的耕作方式可以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，保護(hù)土壤資源和生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。從應(yīng)對(duì)氣候變化的角度考慮，研究熱量和降水變化與耕作方式的關(guān)系，為制定適應(yīng)氣候變化的農(nóng)業(yè)政策提供科學(xué)依據(jù)，有助于提高農(nóng)業(yè)的抗災(zāi)能力和應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，針對(duì)平原地區(qū)熱量與降水對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究起步較早，且成果豐碩。美國(guó)對(duì)密西西比河流域的研究表明，熱量和降水的變化顯著影響著農(nóng)作物的種植制度和產(chǎn)量。例如，隨著氣溫升高和降水模式的改變，該地區(qū)的玉米和大豆種植面積與產(chǎn)量呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)。通過長(zhǎng)期的定位試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，研究人員建立了較為完善的作物生長(zhǎng)模型，如DSSAT模型，能夠較為準(zhǔn)確地模擬熱量、降水等環(huán)境因素對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策提供了科學(xué)依據(jù)。歐洲對(duì)平原地區(qū)的研究則更側(cè)重于氣候變化背景下農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的策略。在熱量資源利用方面，通過優(yōu)化種植品種和調(diào)整種植時(shí)間，充分利用熱量條件，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)；在降水資源管理方面，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)和雨水收集利用系統(tǒng)，提高水資源利用效率，應(yīng)對(duì)降水變化帶來的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)關(guān)于東北平原熱量與降水的研究也取得了一系列成果。在熱量方面，研究發(fā)現(xiàn)東北平原自20世紀(jì)80年代以來活動(dòng)積溫呈上升趨勢(shì)，且增溫幅度較大。這一變化使得農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和適宜種植區(qū)域發(fā)生了改變，如原本在南部種植的水稻，種植界限逐漸向北推移。在降水方面，研究表明東北平原的降水量存在明顯的時(shí)空變化，且近年來極端降水事件有所增加。這些變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了多方面的影響，如洪澇災(zāi)害導(dǎo)致農(nóng)田被淹，影響作物生長(zhǎng)；干旱則使得土壤水分不足，制約作物產(chǎn)量。在耕作方式研究方面，國(guó)內(nèi)外都有大量關(guān)注。國(guó)外，美國(guó)推行的免耕、少耕等保護(hù)性耕作方式，有效減少了土壤侵蝕，提高了土壤保水保肥能力，在應(yīng)對(duì)熱量和降水變化方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。通過長(zhǎng)期的實(shí)踐和研究，建立了完善的保護(hù)性耕作技術(shù)體系和管理模式，為其他地區(qū)提供了借鑒。國(guó)內(nèi)，針對(duì)東北平原黑土地的特點(diǎn)，開展了一系列保護(hù)性耕作研究與實(shí)踐?！袄鏄淠Ｊ健蓖ㄟ^秸稈覆蓋還田和免耕播種，改善了土壤結(jié)構(gòu)，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高了土壤對(duì)熱量和降水的調(diào)節(jié)能力。此外，還研究了不同耕作方式對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響，發(fā)現(xiàn)保護(hù)性耕作有利于增加土壤微生物多樣性，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。盡管國(guó)內(nèi)外在東北平原熱量、降水及耕作方式研究方面取得了一定成果，但仍存在一些不足。在熱量與降水的研究中，對(duì)兩者的耦合作用及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合影響的研究還不夠深入。現(xiàn)有研究大多側(cè)重于單一因素的分析，缺乏對(duì)熱量和降水相互作用機(jī)制的系統(tǒng)研究，難以全面準(zhǔn)確地評(píng)估其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。在耕作方式研究方面，雖然保護(hù)性耕作得到了廣泛關(guān)注和推廣，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些問題，如農(nóng)民對(duì)新技術(shù)的接受程度不高、配套農(nóng)機(jī)具不完善等。此外，針對(duì)不同熱量和降水條件下的精準(zhǔn)耕作模式研究還相對(duì)較少，不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化管理的需求。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究聚焦于東北平原熱量與降水的區(qū)域特征，以及與之相適宜的耕作方式，旨在為該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。具體研究?jī)?nèi)容涵蓋以下三個(gè)關(guān)鍵方面：一是東北平原熱量特征分析。深入探究該地區(qū)熱量資源的時(shí)空分布規(guī)律，包括活動(dòng)積溫、無霜期等關(guān)鍵熱量指標(biāo)的時(shí)空變化趨勢(shì)。通過對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列氣象數(shù)據(jù)的細(xì)致分析，剖析熱量條件在不同年份、季節(jié)以及不同區(qū)域的變化特點(diǎn)，明確熱量資源的豐缺狀況及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的潛在影響。例如，分析近幾十年來東北平原不同區(qū)域活動(dòng)積溫的增減變化，以及這種變化對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)周期和種植界限的影響。二是東北平原降水特征分析。全面研究降水的時(shí)空分布格局，包括降水量、降水日數(shù)、降水強(qiáng)度等要素的時(shí)空變化。運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析方法，揭示降水在年內(nèi)和年際間的分配規(guī)律，以及極端降水事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度變化。同時(shí)，深入分析降水與地形、大氣環(huán)流等因素的相互關(guān)系，闡明降水變化的成因機(jī)制。比如，研究地形對(duì)降水分布的影響，以及大氣環(huán)流異常如何導(dǎo)致降水異常變化。三是基于熱量與降水特征的適宜耕作方式研究。結(jié)合東北平原的熱量和降水特征，系統(tǒng)評(píng)估不同耕作方式對(duì)土壤水熱狀況、作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響。通過田間試驗(yàn)、數(shù)值模擬等手段，對(duì)比傳統(tǒng)耕作方式與保護(hù)性耕作方式在應(yīng)對(duì)熱量和降水變化方面的優(yōu)劣。綜合考慮土壤質(zhì)量、水資源利用效率、農(nóng)作物產(chǎn)量和生態(tài)環(huán)境等多方面因素，篩選出適合不同熱量和降水條件的最佳耕作方式，并提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。例如，研究免耕、少耕等保護(hù)性耕作方式對(duì)土壤水分保持和熱量調(diào)節(jié)的作用，以及對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。在研究方法上，本研究綜合運(yùn)用多種科學(xué)方法，確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。一是數(shù)據(jù)收集與整理，廣泛收集東北平原地區(qū)多個(gè)氣象站點(diǎn)的長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù)，包括氣溫、降水、日照等要素，同時(shí)收集相關(guān)的土壤、地形、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等資料，為后續(xù)分析提供豐富的數(shù)據(jù)支持。二是采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，運(yùn)用線性回歸、相關(guān)性分析、主成分分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，揭示熱量、降水的時(shí)空變化規(guī)律及其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。三是開展田間試驗(yàn)，在東北平原不同區(qū)域設(shè)置田間試驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)比不同耕作方式下土壤水熱狀況、作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量等指標(biāo)的差異，獲取第一手實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。四是運(yùn)用數(shù)值模擬方法，借助農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模型，如DSSAT、APSIM等，對(duì)不同熱量和降水條件下的作物生長(zhǎng)過程進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)不同耕作方式對(duì)作物產(chǎn)量和資源利用效率的影響，為耕作方式的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。二、東北平原熱量區(qū)域特征分析2.1熱量指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源熱量指標(biāo)的合理選取對(duì)于準(zhǔn)確分析東北平原的熱量特征至關(guān)重要。在本研究中，選擇活動(dòng)積溫、無霜期等作為主要熱量指標(biāo)。活動(dòng)積溫是指某時(shí)段內(nèi)逐日平均氣溫≥10℃持續(xù)期間日平均氣溫的總和，它能有效衡量一個(gè)地區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)季內(nèi)熱量的累積狀況。10℃是喜溫植物適宜生長(zhǎng)的起始溫度，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要指示作用，因此活動(dòng)積溫能夠直觀反映該地區(qū)可供農(nóng)作物利用的熱量資源。無霜期是指一年中終霜后至初霜前的一整段時(shí)間，在這期間，地面沒有出現(xiàn)霜，農(nóng)作物不會(huì)受到霜凍危害。無霜期的長(zhǎng)短直接影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和種植制度，較長(zhǎng)的無霜期為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了更充足的時(shí)間，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究的數(shù)據(jù)來源主要為中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心提供的東北平原地區(qū)多個(gè)氣象站點(diǎn)的長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度為1960-2020年。這些氣象站點(diǎn)分布廣泛，能夠較好地代表東北平原不同區(qū)域的氣候特征。數(shù)據(jù)處理過程中，首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，剔除明顯錯(cuò)誤和異常的數(shù)據(jù)記錄。運(yùn)用線性插值等方法對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)，確保數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。然后，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方法，計(jì)算各氣象站點(diǎn)的活動(dòng)積溫、無霜期等熱量指標(biāo)。例如，采用累加法計(jì)算活動(dòng)積溫，通過統(tǒng)計(jì)初霜日和終霜日來確定無霜期。為了進(jìn)一步分析熱量指標(biāo)的時(shí)空變化特征，還將數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，利用克里金插值等空間分析方法，將離散的氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的空間分布數(shù)據(jù)，以便更直觀地展示東北平原熱量資源的空間格局。2.2熱量空間分布特征2.2.1積溫的空間差異東北平原活動(dòng)積溫的空間分布呈現(xiàn)出明顯的差異，大致表現(xiàn)為南部高、北部低，平原地區(qū)高、山區(qū)低的特征。以遼河平原為代表的南部地區(qū)，活動(dòng)積溫?cái)?shù)值較高，一般在3000-3600℃之間。這主要是因?yàn)槟喜康貐^(qū)緯度相對(duì)較低，太陽(yáng)高度角較大，接受的太陽(yáng)輻射較多，熱量資源相對(duì)豐富。例如，位于遼河平原的沈陽(yáng)，其活動(dòng)積溫多年平均值可達(dá)3400℃左右，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了較為充足的熱量條件，適宜種植玉米、水稻等對(duì)熱量需求較高的作物。而以三江平原為代表的北部地區(qū)，活動(dòng)積溫相對(duì)較低，多在2000-2500℃之間。緯度較高導(dǎo)致太陽(yáng)輻射量減少，熱量條件相對(duì)較差，農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期受到一定限制。像佳木斯地處三江平原，活動(dòng)積溫約為2300℃，這使得該地區(qū)主要種植大豆、小麥等耐寒性較強(qiáng)、對(duì)熱量需求相對(duì)較低的作物。在地形方面，平原地區(qū)地勢(shì)平坦，熱量不易散失，有利于熱量的積累，積溫相對(duì)較高。東北平原廣闊的地勢(shì)使得熱量在一定范圍內(nèi)能夠均勻分布，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了較為有利的熱量條件。與之相比，山區(qū)地勢(shì)起伏較大，海拔較高，氣溫隨海拔升高而降低，積溫明顯減少。大興安嶺、小興安嶺等山區(qū)，海拔較高，氣溫較低，活動(dòng)積溫遠(yuǎn)低于平原地區(qū)。在這些山區(qū)，適宜種植一些對(duì)熱量要求不高的耐寒作物，如馬鈴薯、蕎麥等。通過對(duì)1960-2020年?yáng)|北平原活動(dòng)積溫?cái)?shù)據(jù)的分析，利用線性回歸方法計(jì)算得出，遼河平原地區(qū)活動(dòng)積溫的年際變化傾向率約為15-20℃/年，呈現(xiàn)出較為明顯的上升趨勢(shì)。這意味著隨著時(shí)間的推移，該地區(qū)的熱量資源逐漸增加，農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境得到進(jìn)一步改善，可能會(huì)促使一些對(duì)熱量要求更高的作物種植界限向北推移。而三江平原地區(qū)活動(dòng)積溫的年際變化傾向率相對(duì)較小，約為5-10℃/年。雖然也有上升趨勢(shì)，但幅度相對(duì)較小，這可能與該地區(qū)的地理位置、大氣環(huán)流等多種因素有關(guān)。這種積溫的空間差異和變化趨勢(shì)，對(duì)東北平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和作物種植結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。2.2.2無霜期的空間變化東北平原無霜期的空間變化也十分顯著，總體上表現(xiàn)為從南向北逐漸縮短的趨勢(shì)。南部的遼河平原無霜期較長(zhǎng)，一般在150-180天左右。以大連為例，其無霜期可達(dá)180天左右，較長(zhǎng)的無霜期為農(nóng)作物提供了充足的生長(zhǎng)時(shí)間，有利于多種農(nóng)作物的生長(zhǎng)和成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)一年一熟或部分地區(qū)的兩年三熟。在這樣的熱量條件下，當(dāng)?shù)夭粌H可以種植玉米、水稻等主要糧食作物，還能種植一些經(jīng)濟(jì)作物，如花生、棉花等。北部的三江平原無霜期則較短，大多在120-150天之間。以哈爾濱為例，無霜期約為140天，相對(duì)較短的無霜期限制了農(nóng)作物的選擇和生長(zhǎng)周期，主要種植早熟品種的大豆、小麥等作物，以確保在有限的生長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠正常成熟。無霜期的長(zhǎng)短對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著至關(guān)重要的影響。它直接決定了農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和種植制度，較長(zhǎng)的無霜期意味著農(nóng)作物有更多的時(shí)間進(jìn)行光合作用，積累養(yǎng)分，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。在無霜期較長(zhǎng)的地區(qū)，可以選擇生育期較長(zhǎng)、產(chǎn)量較高的作物品種，充分利用熱量資源，提高土地的產(chǎn)出效率。相反，在無霜期較短的地區(qū)，需要選擇早熟、耐寒的作物品種，以適應(yīng)較短的生長(zhǎng)季節(jié)。此外，無霜期的變化還會(huì)影響農(nóng)作物的病蟲害發(fā)生情況。無霜期延長(zhǎng)可能導(dǎo)致病蟲害的繁殖代數(shù)增加，危害加重；而無霜期縮短則可能使一些病蟲害的越冬基數(shù)減少，危害程度降低。因此，準(zhǔn)確掌握無霜期的空間變化規(guī)律，對(duì)于合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、選擇適宜的作物品種和制定有效的病蟲害防治措施具有重要意義。2.3熱量時(shí)間變化特征2.3.1年代際變化趨勢(shì)從年代際尺度來看，東北平原熱量資源呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)。自20世紀(jì)60年代至20世紀(jì)末，東北平原的活動(dòng)積溫總體呈上升態(tài)勢(shì)。20世紀(jì)60年代，東北平原大部分地區(qū)活動(dòng)積溫相對(duì)較低，以遼河平原為例，平均活動(dòng)積溫約為3100℃，而三江平原平均活動(dòng)積溫約為2100℃。到了20世紀(jì)90年代，遼河平原活動(dòng)積溫增加至約3300℃，三江平原增加至約2300℃。這一時(shí)期，熱量資源的增加與全球氣候變暖的大趨勢(shì)密切相關(guān)，大氣中溫室氣體濃度的增加，導(dǎo)致地表吸收的太陽(yáng)輻射熱量增多，進(jìn)而使得氣溫升高，活動(dòng)積溫相應(yīng)增加。進(jìn)入21世紀(jì)，東北平原熱量資源的上升趨勢(shì)更為顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000-2020年期間，遼河平原活動(dòng)積溫平均達(dá)到3400℃以上，較20世紀(jì)90年代又有明顯增加。這一變化對(duì)農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深刻影響，原本在遼河平原邊緣地區(qū)難以種植的一些中晚熟品種玉米，由于熱量條件的改善，種植面積逐漸擴(kuò)大。在三江平原，活動(dòng)積溫也持續(xù)上升，部分地區(qū)已經(jīng)能夠滿足一些中早熟水稻品種的生長(zhǎng)需求，水稻種植面積有所增加。這種熱量資源的年代際變化，使得東北平原農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和種植制度發(fā)生了改變。一些原本生長(zhǎng)周期較短的作物，逐漸被生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)、產(chǎn)量更高的品種所替代，這在一定程度上提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。例如，在熱量條件較好的地區(qū)，種植的玉米品種從早熟品種向中晚熟品種轉(zhuǎn)變，單產(chǎn)得到了顯著提高。無霜期也呈現(xiàn)出年代際延長(zhǎng)的趨勢(shì)。20世紀(jì)60年代，東北平原南部地區(qū)無霜期平均約為155天，北部地區(qū)約為125天。隨著時(shí)間推移，到了21世紀(jì)初，南部地區(qū)無霜期延長(zhǎng)至約165天，北部地區(qū)延長(zhǎng)至約135天。無霜期的延長(zhǎng)為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了更充足的時(shí)間，使得一些對(duì)熱量和生長(zhǎng)時(shí)間要求較高的作物能夠在更廣泛的區(qū)域種植。在南部地區(qū)，原本只能一年一熟的部分區(qū)域，現(xiàn)在通過合理安排種植時(shí)間和品種，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)兩年三熟，提高了土地的利用效率和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。2.3.2年際波動(dòng)特點(diǎn)東北平原熱量資源在年際間存在明顯的波動(dòng)。以活動(dòng)積溫為例，在某些年份，由于大氣環(huán)流異常等因素的影響，活動(dòng)積溫會(huì)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)。在2005年，受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，東北平原部分地區(qū)氣溫異常偏高，活動(dòng)積溫比常年平均值高出100-200℃。這使得當(dāng)年農(nóng)作物生長(zhǎng)速度加快，生育期提前，部分地區(qū)的玉米提前成熟，產(chǎn)量也有所增加。而在2012年，受到拉尼娜現(xiàn)象的影響，東北平原部分地區(qū)氣溫偏低，活動(dòng)積溫比常年平均值低100℃左右。這導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)緩慢，生育期延長(zhǎng)，部分地區(qū)的水稻遭遇早霜，產(chǎn)量受到較大影響。無霜期的年際波動(dòng)同樣較為明顯。一些年份初霜日期提前或終霜日期延后，導(dǎo)致無霜期縮短；而在另一些年份，初霜日期延后或終霜日期提前，使得無霜期延長(zhǎng)。在2017年，東北平原北部地區(qū)初霜日期比常年提前了10天左右，無霜期明顯縮短，對(duì)大豆、小麥等作物的成熟產(chǎn)生了不利影響，導(dǎo)致部分作物籽粒不飽滿，產(chǎn)量下降。相反，在2019年，東北平原南部地區(qū)終霜日期比常年提前了5天左右，初霜日期延后了8天左右，無霜期顯著延長(zhǎng)，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物生長(zhǎng)提供了更有利的條件，玉米、水稻等作物產(chǎn)量均有所提高。熱量資源的年際波動(dòng)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了諸多挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這種波動(dòng)，農(nóng)民需要根據(jù)當(dāng)年的熱量條件及時(shí)調(diào)整種植品種和種植時(shí)間。在熱量條件較好的年份，可以選擇生育期較長(zhǎng)的高產(chǎn)品種；而在熱量條件較差的年份，則應(yīng)選擇早熟、耐寒的品種。此外，加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)田的保溫、保濕能力，也有助于減少熱量資源年際波動(dòng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。通過建設(shè)灌溉設(shè)施，在氣溫偏低時(shí)及時(shí)灌溉，利用水的比熱容大的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)農(nóng)田溫度，減輕低溫對(duì)農(nóng)作物的危害。三、東北平原降水區(qū)域特征分析3.1降水?dāng)?shù)據(jù)收集與處理本研究的降水?dāng)?shù)據(jù)主要來源于中國(guó)氣象局國(guó)家氣象信息中心，涵蓋了東北平原地區(qū)1960-2020年期間100個(gè)氣象站點(diǎn)的逐日降水觀測(cè)數(shù)據(jù)。這些站點(diǎn)在東北平原的不同區(qū)域均勻分布，能夠較為全面地反映該地區(qū)降水的空間特征。此外，還收集了美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)測(cè)中心（NCEP）和國(guó)家大氣研究中心（NCAR）聯(lián)合發(fā)布的再分析資料，包括降水、氣壓、風(fēng)場(chǎng)等氣象要素，用于輔助分析降水變化的大氣環(huán)流背景。在數(shù)據(jù)處理過程中，首先對(duì)原始降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，通過檢查數(shù)據(jù)的完整性、合理性和一致性，剔除異常值和錯(cuò)誤記錄。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，設(shè)置合理的閾值，如日降水量的最大值、最小值等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于少量缺失的數(shù)據(jù)，采用線性插值、距離權(quán)重反比法等方法進(jìn)行填補(bǔ)。線性插值是根據(jù)相鄰時(shí)間點(diǎn)或空間點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)，通過線性關(guān)系計(jì)算缺失值；距離權(quán)重反比法是根據(jù)周圍站點(diǎn)的距離遠(yuǎn)近對(duì)其降水?dāng)?shù)據(jù)賦予不同權(quán)重，進(jìn)而計(jì)算出缺失值。經(jīng)過質(zhì)量控制和缺失值填補(bǔ)后，對(duì)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算年降水量、月降水量、降水日數(shù)、降水強(qiáng)度等指標(biāo)。年降水量通過將一年中每日的降水量累加得到；月降水量同理，是將一個(gè)月內(nèi)每日降水量相加；降水日數(shù)則是統(tǒng)計(jì)降水量大于0.1mm的天數(shù)；降水強(qiáng)度為降水量與降水日數(shù)的比值。為了更直觀地展示降水的空間分布特征，運(yùn)用ArcGIS軟件中的克里金插值法，將離散的氣象站點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的空間柵格數(shù)據(jù)，生成降水分布圖。3.2降水空間分布格局3.2.1降水量的區(qū)域差異東北平原年降水量總體呈現(xiàn)出從東南向西北遞減的顯著特征。東南部地區(qū)，如長(zhǎng)白山脈附近以及遼東半島部分區(qū)域，年降水量較為豐富，一般可達(dá)600-1000毫米。這主要是因?yàn)樵搮^(qū)域靠近海洋，受海洋暖濕氣流影響較大，且處于夏季風(fēng)的迎風(fēng)坡，地形的抬升作用使得水汽更容易凝結(jié)成云致雨。以丹東為例，其年降水量約為800毫米，充沛的降水為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、林業(yè)發(fā)展提供了充足的水資源，適宜種植水稻等需水量較大的作物，同時(shí)也孕育了豐富的森林資源。而西北部地區(qū)，如松嫩平原的部分區(qū)域以及大興安嶺以西地區(qū)，年降水量相對(duì)較少，多在300-500毫米之間。這些地區(qū)遠(yuǎn)離海洋，海洋水汽難以到達(dá)，且受大陸性氣團(tuán)影響較大，氣候相對(duì)干燥。以齊齊哈爾為例，年降水量約為400毫米，相對(duì)較少的降水限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的類型和規(guī)模，主要以耐旱的小麥、玉米等作物種植為主。這種降水量的區(qū)域差異對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。在降水量豐富的東南部地區(qū)，由于水資源充足，不僅可以發(fā)展水田農(nóng)業(yè)，種植水稻等高產(chǎn)作物，還能夠發(fā)展?jié)O業(yè)、林業(yè)等多種產(chǎn)業(yè)。而在降水量較少的西北部地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)則更加依賴灌溉，主要發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)，種植耐旱作物，并注重水資源的合理利用和節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣。此外，降水量的差異還影響著生態(tài)環(huán)境的分布，東南部地區(qū)森林覆蓋率較高，生態(tài)環(huán)境相對(duì)較好；而西北部地區(qū)則以草原和荒漠草原為主，生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱。3.2.2降水的地形影響地形對(duì)東北平原降水分布的影響十分顯著，尤其是山地的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡表現(xiàn)出明顯的降水差異。長(zhǎng)白山脈是東北平原東南部的重要地形屏障，夏季盛行東南季風(fēng)，當(dāng)暖濕氣流遇到長(zhǎng)白山脈時(shí)，被迫沿山坡上升，水汽冷卻凝結(jié)，形成大量降水。長(zhǎng)白山脈的迎風(fēng)坡年降水量可達(dá)800-1000毫米，局部地區(qū)甚至超過1000毫米。豐富的降水使得該地區(qū)河流眾多，水資源豐富，為森林植被的生長(zhǎng)提供了良好的條件，形成了茂密的森林景觀。相反，長(zhǎng)白山脈的背風(fēng)坡，由于氣流下沉增溫，水汽難以凝結(jié)，降水明顯減少。背風(fēng)坡的年降水量一般在600毫米以下，部分地區(qū)甚至不足500毫米。這種降水差異導(dǎo)致背風(fēng)坡的植被類型與迎風(fēng)坡有所不同，背風(fēng)坡以草原和灌叢植被為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也以旱地作物種植為主。大興安嶺對(duì)降水分布同樣有著重要影響。大興安嶺阻擋了來自西伯利亞的冷空氣和內(nèi)陸的干燥氣流，使得其東側(cè)成為迎風(fēng)坡，降水相對(duì)較多。大興安嶺東側(cè)的年降水量在400-600毫米之間，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了一定的水分條件，適宜種植小麥、玉米等作物。而大興安嶺西側(cè)處于背風(fēng)坡，受下沉氣流影響，降水稀少，年降水量多在300毫米以下，氣候干旱，主要以畜牧業(yè)為主。除了山地的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡影響外，地形的起伏還會(huì)影響降水的再分配。在地勢(shì)低洼的地區(qū)，如三江平原的一些低洼地帶，容易形成徑流匯聚，導(dǎo)致局部地區(qū)水分充足。這些地區(qū)雖然年降水量可能并不突出，但由于排水不暢，土壤含水量較高，形成了大面積的沼澤濕地。沼澤濕地不僅是重要的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等方面發(fā)揮著重要作用，同時(shí)也對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生一定影響，限制了大規(guī)模機(jī)械化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，但適合發(fā)展一些耐濕的農(nóng)作物種植和漁業(yè)養(yǎng)殖。3.3降水時(shí)間變化規(guī)律3.3.1季節(jié)分配特點(diǎn)東北平原降水的季節(jié)分配極不均勻，主要集中在夏季，夏季降水量占全年降水量的60%-80%。以哈爾濱為例，夏季（6-8月）降水量約占全年降水量的70%，其中7月和8月降水最為集中，常出現(xiàn)暴雨天氣。夏季降水集中的主要原因是受到東亞夏季風(fēng)的影響，來自海洋的暖濕氣流在夏季強(qiáng)盛，為東北平原帶來了豐富的水汽。同時(shí)，夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)，氣溫高，空氣對(duì)流旺盛，也有利于水汽的凝結(jié)和降水的形成。春季（3-5月）和秋季（9-11月）降水量相對(duì)較少，分別占全年降水量的10%-20%。春季氣溫回升，蒸發(fā)旺盛，但此時(shí)夏季風(fēng)尚未到達(dá)，水汽來源不足，導(dǎo)致降水較少。此外，春季土壤解凍，水分蒸發(fā)快，易出現(xiàn)春旱現(xiàn)象，對(duì)農(nóng)作物的播種和出苗產(chǎn)生不利影響。秋季隨著太陽(yáng)直射點(diǎn)南移，冷空氣逐漸南下，暖濕氣流減弱，降水逐漸減少。秋季降水不足可能影響農(nóng)作物的灌漿和成熟，導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。冬季（12-2月）降水最少，僅占全年降水量的5%左右。冬季受大陸冷氣團(tuán)控制，空氣寒冷干燥，且盛行下沉氣流，難以形成降水。東北地區(qū)冬季多降雪，但由于氣溫較低，降雪量相對(duì)較少，且積雪在春季融化，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接影響較小。降水的季節(jié)分配特點(diǎn)對(duì)農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)生了重要影響。夏季降水集中，雖然為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供了充足的水分，但也容易引發(fā)洪澇災(zāi)害，淹沒農(nóng)田，破壞農(nóng)業(yè)設(shè)施，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。因此，在夏季需要加強(qiáng)農(nóng)田排水設(shè)施建設(shè)，及時(shí)排除田間積水，減少洪澇災(zāi)害的影響。春季和秋季降水相對(duì)不足，需要合理安排灌溉，保障農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的水分。在春旱嚴(yán)重的地區(qū)，可采用滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水資源利用效率，緩解水資源短缺問題。冬季降水少，土壤墑情較差，需要在秋季做好保墑工作，如深耕、耙地等，以減少土壤水分蒸發(fā)，為春季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)儲(chǔ)備水分。3.3.2年際變化特征東北平原降水的年際變化較大，年降水量的波動(dòng)幅度明顯。通過對(duì)1960-2020年?yáng)|北平原多個(gè)氣象站點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)年降水量的最大值與最小值之間的差值可達(dá)300-500毫米。在1998年，東北地區(qū)遭遇了罕見的特大洪水，當(dāng)年降水量顯著增加，部分地區(qū)年降水量比常年平均值高出200-300毫米。大量降水導(dǎo)致江河水位猛漲，洪澇災(zāi)害嚴(yán)重，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大損失，許多農(nóng)田被淹沒，農(nóng)作物無法正常生長(zhǎng)，產(chǎn)量大幅下降。而在2001年，東北平原部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，年降水量比常年平均值減少100-200毫米。干旱使得土壤水分嚴(yán)重不足，農(nóng)作物生長(zhǎng)受到抑制，出現(xiàn)萎蔫、減產(chǎn)等情況。降水年際變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性產(chǎn)生了多方面的影響。首先，降水的不確定性增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)民難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)年的降水情況，從而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策上存在困難。在降水偏多的年份，可能會(huì)因排水不暢導(dǎo)致農(nóng)田漬澇；而在降水偏少的年份，則可能因灌溉水源不足導(dǎo)致干旱減產(chǎn)。其次，降水年際變化會(huì)影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)。降水過多或過少都會(huì)破壞農(nóng)作物的水分平衡，影響其光合作用、呼吸作用等生理過程。長(zhǎng)期干旱會(huì)導(dǎo)致土壤肥力下降，病蟲害滋生，影響農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。頻繁的降水年際變化還會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，如灌溉渠道、排水系統(tǒng)等，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。為了應(yīng)對(duì)降水年際變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，需要采取一系列措施。加強(qiáng)水利設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)田的灌溉和排水能力，確保在降水過多或過少時(shí)都能保障農(nóng)作物的水分需求。建立完善的氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)降水變化，為農(nóng)民提供科學(xué)的生產(chǎn)指導(dǎo)。推廣耐旱、耐澇的農(nóng)作物品種，提高農(nóng)作物的抗逆性。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，采用先進(jìn)的灌溉技術(shù)和管理模式，提高水資源利用效率，降低降水變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。四、熱量與降水對(duì)東北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響4.1對(duì)農(nóng)作物種類分布的影響4.1.1熱量限制下的作物選擇熱量條件是影響東北平原農(nóng)作物種類分布的關(guān)鍵因素之一，它如同一只無形的手，在很大程度上決定了哪些作物能夠在這片土地上茁壯成長(zhǎng)。在東北平原北部地區(qū)，由于緯度較高，太陽(yáng)輻射相對(duì)較弱，熱量資源相對(duì)匱乏，冬季漫長(zhǎng)而寒冷，使得該地區(qū)的農(nóng)作物生長(zhǎng)面臨著嚴(yán)峻的熱量挑戰(zhàn)。以大興安嶺地區(qū)為例，這里的活動(dòng)積溫較低，一般在1600-2000℃之間，無霜期較短，大約為90-120天。在這樣的熱量條件下，耐寒性強(qiáng)的作物成為了當(dāng)?shù)氐闹饕x擇。大豆便是其中的典型代表，大豆具有較強(qiáng)的耐寒能力，能夠在較低的溫度下生長(zhǎng)發(fā)育，其發(fā)芽的最低溫度一般在6-8℃。在大興安嶺地區(qū)種植的大豆，能夠充分利用當(dāng)?shù)赜邢薜臒崃抠Y源，在短暫的生長(zhǎng)季內(nèi)完成生長(zhǎng)周期，實(shí)現(xiàn)成熟收獲。此外，小麥也是該地區(qū)的重要農(nóng)作物之一，小麥的耐寒品種能夠適應(yīng)低溫環(huán)境，在春季氣溫回升后迅速生長(zhǎng)，夏季便能成熟。而在東北平原南部地區(qū)，熱量條件相對(duì)較好，活動(dòng)積溫一般在3000-3600℃之間，無霜期較長(zhǎng)，可達(dá)150-180天。以遼河平原為例，這里充足的熱量資源為對(duì)熱量需求較高的作物提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境。玉米作為一種喜溫作物，在遼河平原得到了廣泛種植。玉米生長(zhǎng)需要較高的溫度，其適宜生長(zhǎng)的溫度范圍為22-30℃，在這樣的溫度條件下，玉米能夠快速生長(zhǎng)，光合作用旺盛，積累足夠的養(yǎng)分，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。遼河平原的熱量條件能夠滿足玉米整個(gè)生長(zhǎng)周期的需求，從播種到成熟，玉米都能在適宜的溫度環(huán)境中順利生長(zhǎng)。水稻也是遼河平原的主要作物之一，水稻是一種對(duì)熱量和水分要求較高的作物，該地區(qū)的熱量和水分條件能夠滿足水稻的生長(zhǎng)需求。在熱量充足的情況下，水稻能夠進(jìn)行充分的光合作用，形成飽滿的籽粒，保證產(chǎn)量和品質(zhì)。熱量條件不僅影響農(nóng)作物的種類選擇，還對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和品種選擇產(chǎn)生重要影響。在熱量條件較差的地區(qū)，為了確保農(nóng)作物能夠在有限的生長(zhǎng)季內(nèi)成熟，通常會(huì)選擇早熟品種。這些早熟品種的生長(zhǎng)周期較短，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成生長(zhǎng)發(fā)育過程，避免因熱量不足而導(dǎo)致的生長(zhǎng)受阻或無法成熟的問題。而在熱量條件較好的地區(qū)，則可以選擇中晚熟品種，這些品種生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，能夠充分利用熱量資源，積累更多的養(yǎng)分，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。在東北平原南部熱量充足的地區(qū)，種植的玉米品種多為中晚熟品種，這些品種產(chǎn)量高、品質(zhì)好，深受農(nóng)民的青睞。4.1.2降水條件與作物適應(yīng)性降水是農(nóng)作物生長(zhǎng)不可或缺的重要因素，其時(shí)空分布直接影響著東北平原農(nóng)作物的種類分布和生長(zhǎng)狀況。在東北平原東南部地區(qū)，年降水量較為豐富，一般可達(dá)600-1000毫米。以長(zhǎng)白山脈附近區(qū)域?yàn)槔?，充沛的降水為水稻的種植提供了得天獨(dú)厚的條件。水稻是一種需水量較大的作物，在其生長(zhǎng)過程中，尤其是在分蘗期、孕穗期和灌漿期，對(duì)水分的需求更為迫切。長(zhǎng)白山脈附近豐富的降水能夠滿足水稻在各個(gè)生長(zhǎng)階段的水分需求，使得水稻能夠在充足的水分條件下茁壯成長(zhǎng)。在水分供應(yīng)充足的情況下，水稻的根系能夠充分吸收水分和養(yǎng)分，葉片光合作用增強(qiáng)，植株生長(zhǎng)健壯，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。在東北平原西北部地區(qū)，年降水量相對(duì)較少，多在300-500毫米之間。以松嫩平原的部分區(qū)域?yàn)槔?，這樣的降水條件更適合耐旱作物的生長(zhǎng)。小麥具有較強(qiáng)的耐旱能力，其根系發(fā)達(dá)，能夠深入土壤中吸收水分。在松嫩平原降水相對(duì)較少的地區(qū)，小麥能夠通過自身的生理調(diào)節(jié)機(jī)制，適應(yīng)干旱環(huán)境，在有限的水分條件下完成生長(zhǎng)周期。玉米也是該地區(qū)的主要耐旱作物之一，玉米在生長(zhǎng)過程中對(duì)水分的需求相對(duì)較為靈活，在干旱條件下，玉米能夠通過減少葉片蒸騰、調(diào)整生長(zhǎng)節(jié)奏等方式，保持自身的生長(zhǎng)和發(fā)育。降水條件的變化還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整。近年來，隨著氣候變化的影響，東北平原部分地區(qū)降水模式發(fā)生改變，一些原本適合種植需水量較大作物的區(qū)域，由于降水減少，不得不調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向耐旱作物的種植。某地區(qū)原本以種植水稻為主，但由于近年來降水量逐漸減少，水資源短缺問題日益突出，農(nóng)民逐漸減少了水稻的種植面積，轉(zhuǎn)而增加了小麥和玉米等耐旱作物的種植。這種種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，不僅是為了適應(yīng)降水條件的變化，也是為了保證農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。4.2對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)周期的影響4.2.1熱量對(duì)生長(zhǎng)周期的調(diào)控?zé)崃渴寝r(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中不可或缺的關(guān)鍵因素，它如同一個(gè)精密的調(diào)節(jié)器，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期起著至關(guān)重要的調(diào)控作用。積溫作為衡量熱量資源的重要指標(biāo)，與農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期密切相關(guān)。在東北平原，不同農(nóng)作物對(duì)積溫有著特定的需求，積溫的多少直接決定了農(nóng)作物能否正常生長(zhǎng)以及生長(zhǎng)周期的長(zhǎng)短。以玉米為例，在東北平原中南部地區(qū)，中晚熟玉米品種所需的活動(dòng)積溫一般在2800-3200℃之間。在熱量條件充足的年份，當(dāng)活動(dòng)積溫達(dá)到或超過這個(gè)范圍時(shí)，玉米能夠順利完成從播種、出苗、拔節(jié)、抽雄、吐絲到灌漿、成熟的整個(gè)生長(zhǎng)周期。充足的熱量使得玉米植株生長(zhǎng)迅速，光合作用旺盛，能夠積累足夠的干物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。相反，如果某一年份熱量不足，活動(dòng)積溫低于2800℃，玉米的生長(zhǎng)發(fā)育就會(huì)受到抑制，生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，甚至可能無法正常成熟，導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降。無霜期的長(zhǎng)短同樣對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)周期有著顯著影響。在東北平原北部地區(qū)，由于無霜期較短，一般在120-150天左右，這就限制了農(nóng)作物的選擇和生長(zhǎng)周期。大豆作為該地區(qū)的主要農(nóng)作物之一，其生長(zhǎng)周期一般在110-130天左右。在無霜期較短的情況下，大豆必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成生長(zhǎng)發(fā)育過程，否則就會(huì)受到霜凍的威脅。為了適應(yīng)這種環(huán)境，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民通常會(huì)選擇早熟品種的大豆，這些品種生長(zhǎng)周期相對(duì)較短，能夠在較短的無霜期內(nèi)成熟。早熟大豆品種的生長(zhǎng)周期一般在110天左右，在春季氣溫回升后，盡早播種，充分利用有限的無霜期，在秋季霜凍來臨之前完成生長(zhǎng)，確保能夠收獲到成熟的大豆。而在東北平原南部地區(qū)，無霜期較長(zhǎng)，可達(dá)150-180天，這為一些生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)的農(nóng)作物提供了生長(zhǎng)條件。例如，水稻在該地區(qū)能夠正常生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)周期一般在130-150天左右。較長(zhǎng)的無霜期使得水稻有足夠的時(shí)間進(jìn)行光合作用，積累養(yǎng)分，從而保證了水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。4.2.2降水與生長(zhǎng)關(guān)鍵期的匹配降水在農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程中扮演著不可或缺的角色，尤其是在作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，降水的多寡和時(shí)機(jī)直接影響著農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和最終產(chǎn)量。在東北平原，不同農(nóng)作物在不同生長(zhǎng)階段對(duì)水分的需求存在顯著差異，降水與作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期的匹配程度至關(guān)重要。以玉米為例，在其生長(zhǎng)過程中，拔節(jié)期、抽雄期和灌漿期是對(duì)水分需求最為關(guān)鍵的時(shí)期。在拔節(jié)期，玉米植株生長(zhǎng)迅速，對(duì)水分的需求急劇增加。此時(shí)，充足的降水能夠?yàn)橛衩滋峁┝己玫乃謼l件，促進(jìn)植株的莖葉生長(zhǎng)，使其莖稈粗壯，葉片繁茂，為后期的光合作用和產(chǎn)量形成奠定基礎(chǔ)。如果在拔節(jié)期降水不足，土壤水分含量過低，玉米植株就會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢、葉片發(fā)黃、萎蔫等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)發(fā)育。據(jù)研究表明，在玉米拔節(jié)期，土壤相對(duì)含水量保持在70%-80%時(shí)，玉米生長(zhǎng)狀況最佳，產(chǎn)量也最高。抽雄期是玉米生殖生長(zhǎng)的關(guān)鍵階段，此時(shí)玉米需要充足的水分來保證雄穗和雌穗的正常發(fā)育。降水充足能夠促進(jìn)花粉的形成和傳播，提高授粉成功率，增加穗粒數(shù)。相反，如果在抽雄期遭遇干旱，花粉活力下降，授粉不良，就會(huì)導(dǎo)致玉米穗粒數(shù)減少，影響產(chǎn)量。灌漿期是玉米產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)玉米對(duì)水分的需求仍然較大。充足的降水能夠保證玉米籽粒的正常灌漿，使籽粒飽滿，千粒重增加。若灌漿期降水不足，土壤水分虧缺，玉米籽粒灌漿不充分，就會(huì)出現(xiàn)癟粒、空粒等現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。降水與農(nóng)作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期的匹配還受到降水時(shí)間和降水強(qiáng)度的影響。在關(guān)鍵期內(nèi)，降水時(shí)間分布均勻，能夠持續(xù)為農(nóng)作物提供水分，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。而降水強(qiáng)度過大，如出現(xiàn)暴雨天氣，可能會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田積水，土壤透氣性變差，根系缺氧，影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，甚至引發(fā)洪澇災(zāi)害，造成農(nóng)作物減產(chǎn)或絕收。降水強(qiáng)度過小，如降水過少且持續(xù)時(shí)間短，可能無法滿足農(nóng)作物在關(guān)鍵期的水分需求，導(dǎo)致干旱脅迫，同樣影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在東北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，關(guān)注降水與作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期的匹配關(guān)系，合理利用降水資源，對(duì)于保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量具有重要意義。4.3對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的影響4.3.1熱量異常引發(fā)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)熱量異常對(duì)東北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，其中低溫凍害和高溫?zé)岷κ禽^為突出的兩種類型。在東北平原，低溫凍害多發(fā)生在春秋季節(jié)，尤其是春季的倒春寒和秋季的早霜，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生巨大威脅。在2018年春季，東北平原部分地區(qū)遭遇了嚴(yán)重的倒春寒天氣，氣溫急劇下降，比常年同期偏低3-5℃。此時(shí)正值玉米、大豆等農(nóng)作物的播種出苗期，低溫導(dǎo)致土壤溫度過低，種子發(fā)芽緩慢，甚至出現(xiàn)爛種現(xiàn)象，出苗率大幅降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受倒春寒影響，該地區(qū)玉米的出苗率比正常年份降低了15%-20%，部分農(nóng)田不得不重新播種，這不僅增加了生產(chǎn)成本，還延誤了農(nóng)時(shí)，使得農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期縮短，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。秋季早霜也是低溫凍害的一種常見形式。早霜的出現(xiàn)會(huì)使農(nóng)作物遭受凍害，導(dǎo)致作物生長(zhǎng)停滯，籽粒灌漿不充分，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。在2019年秋季，東北平原北部地區(qū)出現(xiàn)了早霜，比常年提前了10天左右。此時(shí)，大豆正處于鼓粒期，早霜使得大豆植株受到凍害，葉片枯黃脫落，光合作用停止，籽粒無法正常灌漿，導(dǎo)致大豆的百粒重降低，產(chǎn)量減少。據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)大豆產(chǎn)量因早霜減產(chǎn)了10%-15%，且大豆的蛋白質(zhì)含量和油脂含量也有所下降，品質(zhì)受到明顯影響。高溫?zé)岷ν瑯訒?huì)對(duì)東北平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。在夏季，當(dāng)氣溫持續(xù)偏高，超過農(nóng)作物生長(zhǎng)的適宜溫度范圍時(shí)，就會(huì)引發(fā)高溫?zé)岷?。高溫?huì)導(dǎo)致農(nóng)作物光合作用減弱，呼吸作用增強(qiáng)，消耗過多的光合產(chǎn)物，從而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成。在2020年夏季，東北平原部分地區(qū)出現(xiàn)了持續(xù)的高溫天氣，日最高氣溫超過35℃的天數(shù)達(dá)到了15天以上。此時(shí)正值玉米的抽雄吐絲期，高溫使得玉米花粉活力下降，授粉不良，導(dǎo)致果穗禿尖、缺?，F(xiàn)象嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，受高溫?zé)岷τ绊?，該地區(qū)玉米的減產(chǎn)幅度達(dá)到了10%-20%，嚴(yán)重影響了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益。高溫還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物水分蒸發(fā)過快，土壤水分不足，引發(fā)干旱脅迫，進(jìn)一步加劇對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害。4.3.2降水異常導(dǎo)致的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)降水異常是影響東北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，洪澇和干旱等降水異常災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有極大的破壞力。在東北平原，洪澇災(zāi)害多發(fā)生在夏季，由于降水集中且強(qiáng)度大，導(dǎo)致江河水位迅速上漲，淹沒農(nóng)田，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。在2013年夏季，東北平原部分地區(qū)遭遇了特大暴雨襲擊，降水量遠(yuǎn)超常年同期，導(dǎo)致松花江、遼河等河流流域發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。大量農(nóng)田被洪水淹沒，農(nóng)作物長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，根系缺氧，生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，甚至死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此次洪澇災(zāi)害導(dǎo)致該地區(qū)數(shù)百萬畝農(nóng)田受災(zāi)，玉米、水稻等主要農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)到了50%以上，部分農(nóng)田絕收。洪澇災(zāi)害還沖毀了農(nóng)田水利設(shè)施，如灌溉渠道、排水系統(tǒng)等，使得災(zāi)后農(nóng)田的灌溉和排水受到嚴(yán)重影響，恢復(fù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨巨大困難。干旱是另一種常見的降水異常災(zāi)害，對(duì)東北平原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅同樣不容忽視。干旱主要發(fā)生在春季和夏季，由于降水不足，土壤水分含量過低，無法滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)的需求，導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育受阻，產(chǎn)量大幅下降。在2007年，東北平原部分地區(qū)遭遇了嚴(yán)重的春旱，從3月到5月，降水量比常年同期減少了40%-50%。此時(shí)正值春播季節(jié)，干旱使得土壤墑情極差，種子無法正常發(fā)芽出苗，即使出苗后，農(nóng)作物也因缺水而生長(zhǎng)緩慢，葉片枯黃，嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育。據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，受春旱影響，該地區(qū)春播作物的播種面積減少了20%-30%，已播種的農(nóng)作物產(chǎn)量也大幅下降，玉米、大豆等作物的減產(chǎn)幅度達(dá)到了30%-50%。夏季干旱同樣會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生嚴(yán)重影響，在農(nóng)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，如玉米的拔節(jié)期、抽雄期，水稻的孕穗期、灌漿期等，干旱會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物水分虧缺，影響光合作用和養(yǎng)分運(yùn)輸，從而降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。五、基于熱量與降水的東北平原適宜耕作方式探討5.1傳統(tǒng)耕作方式及其局限性5.1.1常見傳統(tǒng)耕作方式介紹在東北平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)歷史長(zhǎng)河中，翻耕與旋耕作為傳統(tǒng)耕作方式的典型代表，長(zhǎng)期占據(jù)著重要地位。翻耕是一種歷史悠久且應(yīng)用廣泛的耕作方式，其主要借助犁等農(nóng)具，以較大的耕翻深度將土壤進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。通常情況下，翻耕深度可達(dá)20-30厘米。在秋季作物收獲后，農(nóng)民會(huì)使用鏵式犁等工具，將表層土壤翻至下層，下層土壤翻至表層，使土壤充分混合。這種方式能夠有效打破土壤板結(jié)，疏松土壤，增加土壤的通氣性和透水性。翻耕還能將地表的殘茬、雜草等翻埋入土，加速其腐爛分解，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分。在東北地區(qū)，秋季翻耕可以將玉米秸稈等翻埋入土，經(jīng)過冬季的凍融作用，秸稈能夠更好地腐爛，改善土壤結(jié)構(gòu)。旋耕則是隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展而逐漸普及的一種耕作方式。它主要利用旋耕機(jī)，通過旋轉(zhuǎn)的刀片將土壤切碎、拌勻。旋耕的深度一般相對(duì)較淺，多在10-15厘米左右。旋耕機(jī)作業(yè)時(shí)，刀片高速旋轉(zhuǎn)，將土壤打碎成細(xì)小的顆粒，使土壤變得更加細(xì)碎和平整。與翻耕相比，旋耕具有作業(yè)效率高、速度快的優(yōu)點(diǎn)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成大面積的耕作任務(wù)。在春季播種前，使用旋耕機(jī)進(jìn)行作業(yè)，可以快速將土壤整理成適合播種的狀態(tài)，節(jié)省時(shí)間和人力成本。旋耕還能將肥料均勻地混入土壤中，提高肥料的利用率。5.1.2與熱量、降水條件的不適應(yīng)性分析在熱量資源利用方面，傳統(tǒng)耕作方式存在明顯不足。翻耕由于將土壤深層的冷涼土壤翻至表層，在春季氣溫回升階段，會(huì)導(dǎo)致土壤升溫緩慢。在東北平原的春季，氣溫較低，農(nóng)作物播種后需要適宜的土壤溫度來促進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)。而翻耕后的土壤升溫慢，使得種子發(fā)芽時(shí)間延遲，生長(zhǎng)周期縮短，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。研究表明，翻耕后的土壤在春季播種后，土壤溫度比未翻耕的土壤低1-2℃，這會(huì)導(dǎo)致玉米等作物的出苗時(shí)間推遲3-5天。旋耕雖然能夠使土壤表面細(xì)碎，但同樣對(duì)土壤熱量的保持和利用不利。旋耕后土壤孔隙度較大，熱量容易散失，在夜間或寒冷天氣下，土壤溫度下降較快，不利于農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)和發(fā)育。在東北平原的早春季節(jié)，夜間氣溫較低，旋耕后的土壤容易出現(xiàn)低溫凍害，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。在降水利用方面，傳統(tǒng)耕作方式也面臨諸多挑戰(zhàn)。翻耕后的土壤表面較為疏松，在降水較多時(shí)，容易造成水土流失。東北平原夏季降水集中，且多暴雨天氣。翻耕后的土壤在暴雨沖刷下，表層土壤容易被沖走，導(dǎo)致土壤肥力下降，農(nóng)田受損。據(jù)研究，翻耕后的農(nóng)田在暴雨后的水土流失量比免耕農(nóng)田高出30%-50%。旋耕由于耕層較淺，對(duì)土壤的保水能力有限。在干旱時(shí)期，旋耕后的土壤水分蒸發(fā)較快，難以滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)的需求。東北平原春季干旱少雨，旋耕后的土壤水分流失嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物因缺水而生長(zhǎng)不良，甚至死亡。傳統(tǒng)耕作方式在應(yīng)對(duì)熱量和降水變化時(shí)存在明顯的局限性，難以滿足東北平原農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求。5.2現(xiàn)代保護(hù)性耕作方式的優(yōu)勢(shì)與實(shí)踐5.2.1保護(hù)性耕作方式的原理與類型現(xiàn)代保護(hù)性耕作方式以保護(hù)土壤、提高資源利用效率和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為核心目標(biāo)，在東北平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中逐漸嶄露頭角。免耕作為一種重要的保護(hù)性耕作方式，其原理是在作物播種前不進(jìn)行土壤翻耕，直接在原茬地上進(jìn)行播種。通過使用特殊的免耕播種機(jī)，將種子和肥料精準(zhǔn)地播入土壤中，同時(shí)保留地表的秸稈和殘茬。地表的秸稈和殘茬猶如一層天然的保護(hù)膜，能夠有效減少土壤侵蝕，降低風(fēng)蝕和水蝕的危害。秸稈還能阻擋雨滴對(duì)土壤的直接沖擊，減少土壤顆粒的飛濺和流失，保持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。免耕還能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，隨著秸稈在地表的自然分解，有機(jī)質(zhì)逐漸歸還土壤，改善土壤肥力，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供持續(xù)的養(yǎng)分支持。少耕則是在滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求的前提下，盡量減少土壤耕作的次數(shù)和強(qiáng)度。少耕并非完全不進(jìn)行耕作，而是通過合理控制耕作深度和范圍，減少對(duì)土壤的擾動(dòng)。少耕可以采用淺松、耙地等方式，疏松土壤表層，改善土壤通氣性和透水性，同時(shí)保留部分地表殘茬。淺松能夠打破土壤的板結(jié)層，增加土壤的孔隙度，促進(jìn)根系的生長(zhǎng)和發(fā)育。與傳統(tǒng)的深耕方式相比，少耕減少了對(duì)土壤深層結(jié)構(gòu)的破壞，有利于保護(hù)土壤中的微生物群落和生態(tài)環(huán)境。秸稈還田是保護(hù)性耕作的重要組成部分，它將農(nóng)作物收獲后的秸稈直接還田，使其成為土壤的有機(jī)肥料。秸稈還田有多種方式，如粉碎還田、整稈還田等。粉碎還田是將秸稈用粉碎機(jī)粉碎后均勻撒在地表，然后通過耕翻或旋耕等方式將其混入土壤中。這種方式能夠加速秸稈的分解，使其更快地轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)質(zhì)。整稈還田則是將秸稈直接鋪在地表，在播種時(shí)采用免耕或少耕的方式，讓種子在秸稈覆蓋下生長(zhǎng)。整稈還田能夠更好地保護(hù)土壤，減少水分蒸發(fā)和土壤侵蝕，同時(shí)為土壤微生物提供豐富的食物來源，促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡。5.2.2在東北平原的應(yīng)用案例分析在東北平原，“梨樹模式”作為保護(hù)性耕作的成功典范，取得了顯著的成效。梨樹模式的核心是秸稈全覆蓋還田和免耕播種技術(shù)。在吉林省梨樹縣，通過實(shí)施梨樹模式，土壤質(zhì)量得到了明顯改善。連續(xù)多年的秸稈還田使得土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)施梨樹模式10年后，土壤有機(jī)質(zhì)含量比傳統(tǒng)耕作方式提高了0.5-1.0個(gè)百分點(diǎn)。土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，孔隙度增加，通氣性和保水性顯著增強(qiáng)。這不僅有利于農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)和發(fā)育，還提高了土壤對(duì)水分和養(yǎng)分的保持能力，減少了化肥的使用量。在農(nóng)作物產(chǎn)量方面，梨樹模式也表現(xiàn)出色。以玉米為例，實(shí)施梨樹模式的地塊玉米產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng)，平均單產(chǎn)比傳統(tǒng)耕作方式提高了10%-15%。在2020年，梨樹縣某實(shí)施梨樹模式的地塊玉米單產(chǎn)達(dá)到了800公斤/畝以上，而相鄰的傳統(tǒng)耕作地塊單產(chǎn)僅為700公斤/畝左右。梨樹模式還增強(qiáng)了農(nóng)田的抗災(zāi)能力，在干旱年份，秸稈覆蓋能夠有效減少土壤水分蒸發(fā)，保持土壤墑情，使農(nóng)作物能夠更好地抵御干旱脅迫。在暴雨天氣下，秸稈能夠阻擋雨水的直接沖擊，減少水土流失，保護(hù)農(nóng)田?！褒埥Ｊ健币彩菛|北平原保護(hù)性耕作的典型代表。黑龍江省根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥罈l件，探索出了以秸稈翻埋還田、秸稈覆蓋免耕等技術(shù)為核心的龍江模式。在黑龍江省的一些地區(qū)，通過秸稈翻埋還田，將秸稈深埋入土，經(jīng)過微生物的分解作用，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)。秸稈覆蓋免耕則在地表保留秸稈，減少土壤侵蝕，同時(shí)利用秸稈的保溫作用，提高土壤溫度，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)。龍江模式在提高土壤肥力、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面都取得了良好的效果。據(jù)調(diào)查，實(shí)施龍江模式的地塊，土壤容重降低了0.1-0.2克/立方厘米，孔隙度增加了5%-10%，農(nóng)作物產(chǎn)量提高了8%-12%。這些成功案例表明，現(xiàn)代保護(hù)性耕作方式在東北平原具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。5.3耕作方式的優(yōu)化策略5.3.1根據(jù)熱量分區(qū)的耕作方式調(diào)整在東北平原，熱量條件的區(qū)域差異顯著，因此應(yīng)依據(jù)不同的熱量分區(qū)，針對(duì)性地調(diào)整耕作方式，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效與可持續(xù)發(fā)展。在熱量資源較為豐富的南部地區(qū)，如遼河平原，活動(dòng)積溫較高，無霜期較長(zhǎng)，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了較為優(yōu)越的條件。針對(duì)這一熱量?jī)?yōu)勢(shì)，可采用深松與秸稈還田相結(jié)合的耕作方式。深松能夠打破長(zhǎng)期耕作形成的犁底層，加深耕層深度，一般耕層深度可達(dá)到30-40厘米。這不僅能夠改善土壤的通氣性和透水性，還能為農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)提供更廣闊的空間，使其更好地吸收土壤中的養(yǎng)分和水分。秸稈還田則是將農(nóng)作物收獲后的秸稈粉碎后均勻還田，通過微生物的分解作用，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力。據(jù)研究表明，連續(xù)實(shí)施秸稈還田5年后，土壤有機(jī)質(zhì)含量可提高0.2-0.5個(gè)百分點(diǎn)。這種耕作方式有利于保持土壤肥力，提高土壤的保水保肥能力，同時(shí)還能減少土壤侵蝕，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境。在種植玉米時(shí)，采用深松和秸稈還田相結(jié)合的方式，玉米根系能夠更深入地扎根土壤，吸收更多的養(yǎng)分和水分，從而提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。而在熱量相對(duì)不足的北部地區(qū)，如三江平原，活動(dòng)積溫較低，無霜期較短，農(nóng)作物的生長(zhǎng)面臨著一定的熱量限制。為了適應(yīng)這一熱量條件，應(yīng)推廣少耕和地膜覆蓋的耕作方式。少耕可以減少對(duì)土壤的擾動(dòng)，保持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低土壤水分蒸發(fā)和熱量散失。少耕的次數(shù)可控制在每年1-2次，且耕作深度不宜過深，一般在15-20厘米左右。地膜覆蓋則能夠有效地提高土壤溫度，增加土壤濕度，促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。地膜覆蓋后，土壤溫度在春季可提高2-4℃，土壤濕度可提高10%-20%。這使得農(nóng)作物能夠在較短的無霜期內(nèi)充分利用有限的熱量資源，提前播種和成熟。在種植大豆時(shí)，采用少耕和地膜覆蓋的方式，能夠?yàn)榇蠖沟纳L(zhǎng)創(chuàng)造適宜的土壤環(huán)境，提高大豆的出苗率和產(chǎn)量。5.3.2結(jié)合降水特征的耕作措施改進(jìn)東北平原降水的時(shí)空分布差異明顯，這對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了重要影響。為了提高水資源利用效率，應(yīng)結(jié)合降水特征改進(jìn)耕作措施。在降水較多的東南部地區(qū)，如長(zhǎng)白山脈附近，年降水量豐富