





中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (5): 950-964.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.05.010
朱瑞明1,2(
), 赵荣钦1(
), 焦士兴3, 李小建2, 肖连刚1, 谢志祥1, 杨青林1, 王帅1, 张慧芳1
收稿日期:2023-03-31
接受日期:2023-06-09
出版日期:2024-03-06
发布日期:2024-03-06
通信作者:
联系方式:
朱瑞明,E-mail:ruiming1227@henu.edu.cn。
基金资助:
ZHU RuiMing1,2(
), ZHAO RongQin1(
), JIAO ShiXing3, LI XiaoJian2, XIAO LianGang1, XIE ZhiXiang1, YANG QingLin1, WANG Shuai1, ZHANG HuiFang1
Received:2023-03-31
Accepted:2023-06-09
Published:2024-03-06
Online:2024-03-06
摘要:
【目的】探索不同乡镇和灌溉模式的农业碳排放空间格局及其影响机制,揭示农业水资源和能源消耗的组合特征差异,为农业灌溉模式优化、水资源与能源节约以及低碳可持续发展提供参考依据。【方法】利用遥感影像、气象数据、统计资料和问卷调研等多源数据,对河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度及其空间分布格局进行分析,对比不同灌溉模式(雨养为主的灌溉模式,PI模式;地表水灌溉为主的灌溉模式,SWI模式;引水灌溉工程为主的灌溉模式,WDI模式;地下水灌溉为主的灌溉模式,GI模式)下的碳排放强度差异,并通过地理探测器探究其影响机制。【结果】(1)2018年河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度均值为15.05 kg·t-1,并呈现出由西向东波动下降和从北向南减少的空间分布格局。碳排放强度高(>20.64 kg·t-1)的乡镇主要集中在西部高海拔地区,碳排放强度低(<13.76 kg·t-1)的乡镇主要分布在东南部地区。(2)4种灌溉模式中,冬小麦单位产量灌溉碳排放强度最高的是PI模式(22.22 kg·t-1),最低的是SWI模式(11.05 kg·t-1)。(3)平均海拔与有效降水量对碳排放强度空间分异的解释力分别达到49%和39%,是影响冬小麦灌溉碳排放强度的关键因素。同一驱动因素在不同灌溉模式下的影响具有差异性,能源消耗对WDI模式下的冬小麦灌溉碳排放强度空间分异格局的影响力最强,土地投入强度在GI模式下的驱动作用最为显著。此外,不同驱动因素交互作用后具有双因子增强效应和非线性增强效应。【结论】河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度存在空间异质性和灌溉模式差异,PI模式的冬小麦灌溉碳排放强度最高,WDI模式的碳排放量最高。平均海拔与降水是主导河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度空间分异格局形成的主要原因,人为因素则是不同灌溉模式下灌溉碳排放强度空间分异的主导力量。
朱瑞明, 赵荣钦, 焦士兴, 李小建, 肖连刚, 谢志祥, 杨青林, 王帅, 张慧芳. 河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度空间格局及影响因素分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 950-964.
ZHU RuiMing, ZHAO RongQin, JIAO ShiXing, LI XiaoJian, XIAO LianGang, XIE ZhiXiang, YANG QingLin, WANG Shuai, ZHANG HuiFang. Spatial Distribution and Driving Factors of Winter Wheat Irrigation Carbon Emission Intensity at Township Level in Henan Province[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(5): 950-964.
表1
不同灌溉模式下各驱动因素交互作用探测结果"
| 灌溉模式 Irrigation mode | 驱动因素 Driving factors | AE | PA | EP | IWC | Y | EC | RL | LII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 河南省 Henan Province | AE | 0.49 | |||||||
| PA | 0.56 | 0.24 | |||||||
| EP | 0.74 | 0.58 | 0.39 | ||||||
| IWC | 0.53 | 0.29 | 0.61 | 0.18 | |||||
| Y | 0.59 | 0.48 | 0.75 | 0.41 | 0.37 | ||||
| EC | 0.55 | 0.51 | 0.66 | 0.45 | 0.56 | 0.38 | |||
| RL | 0.55 | 0.35 | 0.54 | 0.28 | 0.48 | 0.46 | 0.07 | ||
| LII | 0.56 | 0.38 | 0.68 | 0.38 | 0.51 | 0.51 | 0.44 | 0.33 | |
| PI | AE | 0.59 | |||||||
| PA | 0.73 | 0.23 | |||||||
| EP | 0.79 | 0.58 | 0.22 | ||||||
| IWC | 0.70 | 0.30 | 0.47 | 0.23 | |||||
| Y | 0.97 | 0.96 | 0.97 | 0.96 | 0.95 | ||||
| EC | 0.79 | 0.57 | 0.60 | 0.49 | 0.97 | 0.19 | |||
| RL | 0.78 | 0.53 | 0.68 | 0.46 | 0.97 | 0.53 | 0.21 | ||
| LII | 0.75 | 0.47 | 0.67 | 0.47 | 0.96 | 0.62 | 0.58 | 0.41 | |
| WDI | AE | 0.46 | |||||||
| PA | 0.53 | 0.22 | |||||||
| EP | 0.74 | 0.53 | 0.26 | ||||||
| IWC | 0.52 | 0.31 | 0.59 | 0.26 | |||||
| Y | 0.83 | 0.84 | 0.99 | 0.83 | 0.82 | ||||
| EC | 0.48 | 0.52 | 0.72 | 0.51 | 0.83 | 0.41 | |||
| RL | 0.49 | 0.38 | 0.36 | 0.42 | 0.83 | 0.46 | 0.06 | ||
| LII | 0.64 | 0.50 | 0.75 | 0.48 | 0.87 | 0.63 | 0.57 | 0.45 | |
| SWI | AE | 0.08 | |||||||
| PA | 0.56 | 0.49 | |||||||
| EP | 0.77 | 0.81 | 0.63 | ||||||
| IWC | 0.58 | 0.56 | 0.80 | 0.52 | |||||
| Y | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | ||||
| EC | 0.21 | 0.63 | 0.79 | 0.63 | 0.99 | 0.18 | |||
| RL | 0.26 | 0.65 | 0.71 | 0.63 | 0.99 | 0.29 | 0.07 | ||
| LII | 0.67 | 0.68 | 0.85 | 0.66 | 0.99 | 0.70 | 0.74 | 0.63 | |
| GI | AE | 0.69 | |||||||
| PA | 0.78 | 0.33 | |||||||
| EP | 0.77 | 0.57 | 0.33 | ||||||
| IWC | 0.78 | 0.42 | 0.63 | 0.37 | |||||
| Y | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | ||||
| EC | 0.72 | 0.75 | 0.69 | 0.76 | 0.99 | 0.55 | |||
| RL | 0.75 | 0.68 | 0.59 | 0.68 | 0.99 | 0.65 | 0.18 | ||
| LII | 0.84 | 0.77 | 0.80 | 0.74 | 0.99 | 0.83 | 0.80 | 0.67 |
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