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基于GIS的恰蒂斯加尔邦降雨变化

桑杰Bhelawe1*乔杜里1A. S.奈因1——r·辛格1Rajesh Khavse1和S.K.钱德拉万什*

1农业气象系,英迪拉·甘地·克里希·维什瓦·维德亚拉亚,克里沙克·纳加尔,赖布尔,494005印度恰蒂斯加尔邦

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.9.2.36

恰蒂斯加尔邦位于印度中部,总面积约为1350万公顷。该地区的气候条件非常多样。该邦划分了三个主要的农业气候带,即恰蒂斯加尔平原地区、巴斯塔尔高原ACZ和北部丘陵地区。本文对16个地区的降雨进行了分析,并对优势作物水稻种植作出了解释。由于降雨发生在强风暴中,因此进一步强调要在农场水库(OFR 's)中保存多余的季风降雨,并利用这些雨水进行可持续的作物生产,并提高种植强度。OFR和其他收获结构在缓解干旱、提高旱地生产力和稳定性方面的巨大潜力已在该地区得到检验,以应对旱地水稻生产的这一挑战。

降雨;稳定降雨期;可靠的降水;水稻;可靠的降水;雨养作物

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Bhelawe S, Chaudhary J. L, Nain A. S, Singh R, Khavse R, Chandrawanshi S. K.基于GIS的印度恰蒂斯加尔邦降雨变化。当代世界环境2014;9 (2)DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.9.2.36

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Bhelawe S, Chaudhary J. L, Nain A. S, Singh R, Khavse R, Chandrawanshi S. K.基于GIS的印度恰蒂斯加尔邦降雨变化。生态学报,2014;9(2)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=6610


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收到: 2014-06-23
接受: 2014-08-05

介绍

在印度,尽管工业化最近取得了进展,但经济的健全在很大程度上依赖于农业商品的总产出,农业是数百万人口的主要支柱,其作物主要依赖于自然降雨。除了半岛东南部和查谟和克什米尔地区,西南季风(6 - 9月)是全国主要的降雨来源。在季风期间,该国大部分地区的年降雨量超过75%。印度的经济传统上是农业性质的,过度的气候异常,降雨不足和洪水泛滥的年份对经济以及受影响地区居民的生活条件产生了巨大影响(Parthasarthy)。1988)。绿色技术革命大大提高了水稻的产量和生产力。然而,水稻基础系统的可持续性受到威胁,由于
  • 投入利用不足
  • 资源匮乏,尤指水和劳动力的匮乏
  • 气候变化
  • 种植成本上升
  • 经济变革的新兴源泉

由于气候变化和降雨分布不稳定以及农田失水增加是作物生产用水不可靠和短缺的原因,因此区域气候变化是重点。大部分降水发生在6月至9月之间,在此期间约有50%的降水发生在20-30小时左右(Pishroty, 1987)。这段时间几乎占整个雨季的1%,在此期间种植雨养水稻。这些风暴中的大量水通过径流、渗漏和渗透而流失。

盖茨(1988)认为,世界上的经验足以使人们相信,即使是暂时的气候变化也会对农业生产以及能源和水资源的使用产生深远的影响。水分胁迫是作物生长周期中的普遍现象。尽管以降水形式存在的水在使用地点可以自由获取,但作物对水的需求和降水对水的供应之间的平衡是如此脆弱和微妙,以至于即使是短期的亏缺期也会显著减少产量(Gupta et al. 1990)。由于这些变化,对气候变量的解释是必不可少的(Subramaniam和Raju, 1988)。

恰蒂斯加尔邦位于印度东部,位于东经80Ëš15 '至84Ëš24 '和北纬17Ëš46 '至24Ëš 5 '之间。它的总面积约为1350万公顷。水稻种植面积为370万公顷,雨养水稻生产在该地区一直是一个挑战。该邦有三个农业气候带,即恰蒂斯加尔平原,巴斯塔尔高原和北部丘陵地区。它的气候是干燥的半湿润型。在各种耕作情况和土壤条件下,除了旱地轻质土壤,水稻被农民广泛接受和种植,这取决于他们的社会经济条件。在雨季在印度,种植水稻是一种传统,并根据农民的社会经济条件被广泛接受。同时,在拉比,利益相关者选择有利可图和/或合适的作物的选择较少。在这种情况下,他们一般遵循稻-小麦、稻-芥菜和稻-冬菜在部分或有保证的灌溉和水稻-休耕、水稻-旱地。Lathyrus鹰嘴豆和亚麻籽)。

降雨分析对任何地区的作物规划都很重要。为了在旱作地区将作物产量稳定在合理水平,必须根据该地区普遍的降雨模式来规划旱作作物及其管理措施。降雨研究,特别是其变异性和概率分析为雨养作物规划提供了更多的信息。在气候要素中,降雨量是农民和气候分析人员想到的第一个指标,因为它是决定一个地区的种植模式、种植作物类型以及成败的最重要的单一因素。降雨模式的研究对于任何地区的农业规划都是非常重要的。季风低气压和气旋风暴是最重要的天气尺度扰动,对印度降雨的时空分布起着至关重要的作用(Sikka, 1977)。在所有的自然条件中,降雨应该被视为社会进步的基础。在世界上季节性干旱地区,降雨是一个重要的农业气候因素,对其进行分析是印度农业规划的重要前提(Gadgil 1986)。印度是一个热带国家,其农业规划和用水依赖于季风降雨,超过75%的降雨是在季风期间积累的season;季风降雨在时间和空间上都是不均匀的,因此它是发展降雨分析的重要因素。Jagannadha sarma(2005)分析了印度安得拉邦克里沙纳戈达瓦里河流域沿海地区的降雨模式。他分析了年、季风和非季风降雨以及降雨强度的空间和频率分布,Vennila(2007)通过解释降雨的月、季节变化、强度和频率,分析了印度泰米尔纳德邦Vattamalaikarai次盆地的降雨变化分析。

日降雨量和不同时间尺度的降雨量在热带国家的天气现象中起着重要作用,有助于确定农业用地潜力和水文调查。此外,对农业气候条件的精确了解是在任何特定地区进行有效作物规划的先决条件。这种类型的理解在作物产量取决于变幻莫测的季风和其他气候参数的雨养地区更有意义。因此,降雨分布模式是雨养地区农作物产量的主要决定因素。在这种情况下,收集、审查和分析该地区现有的历史天气数据对于确定该地区的农业气候特征至关重要。

材料与方法

使用的数据库

在研究过程中使用了恰蒂斯加尔邦的各种数据集。工作中收集和使用的基础数据有:土壤类型、土壤深度、土壤地貌、数字高程图、温度、降水、生长期、土地利用、土地覆被图、行政区划边界、有效水量。这些初步数据是通过访问该州各个有关地区收集的。收集的第一个数据是与恰蒂斯加尔邦土壤资源有关的地图。这种地图包括显示该州土壤类型、土壤深度和土壤地貌的地图。将这些土壤资源图进行数字化处理,形成数字土壤资源数据库。收集的第二重要参数包括不同的气象数据,如降雨和温度数据,这些数据来自不同的气象站,这些气象站是为了收集数据而访问的。为收集数据而访问的监测站有:
  • 恰蒂斯加尔邦税务局
  • 赖布尔,比拉斯普尔,安比卡普尔和贾格达普尔农业学院。

为了计算恰蒂斯加尔邦不同地区的水平衡,还收集了该地区的降雨数据以及相关地区的温度、湿度、风速、辐射数据。除了所有这些数据,还收集了恰蒂斯加尔邦的土地利用和土地覆盖地图。最后,还收集了该州的SRTM (Shuttle Radar terrain Mission)数据,用于生成DEM。

数据生成

近30年的天气资料。在ARC-view 3.1 GIS软件中,采用逆距离加权(IDW)算法生成降雨数据的空间面。我们使用0.0150映射时的像素。收集到的所有恰蒂斯加尔邦初级地图均采用ARC-view 3.1 GIS软件进行地理参考和数字化处理。

结果与讨论

在ARC-View 3.1 GIS软件中,采用IDW (Inverse Distance Weightage)算法生成降雨数据的空间面。

年平均降雨量


整个州被划分为5大类(图1),分别是强降雨区(雨量>1600毫米)、强降雨区(1500-1600毫米)、中降雨区(1400-1500毫米)、弱降雨区(1300-1400)和弱降雨区(<1300毫米)。降雨的空间分布表明,东南巴斯塔尔地区包括贾格达尔普尔和丹特瓦拉的部分地区,北部丘陵地区东部包括贾什普尔的大部分地区和萨古贾的部分地区,恰蒂斯加尔平原地区东北部包括拉伊格尔的大部分地区和詹吉尔、拉伊普尔和马哈萨姆德的部分地区,降雨量高至极高。原因是在这些地区,季风的开始比其他地区早一些,因此季风在这些地区保持活跃的时间更长。其他贡献高降雨量的地区可能是茂密的森林覆盖和由于起伏地区而导致的降雨量的地形部门。比贾布尔的整个地区以及丹特瓦拉、纳拉延普尔、贾格达尔普尔、科里亚、萨古贾、科尔巴、比拉斯普尔、詹吉吉尔、拉伊普尔、马哈萨姆德和拉伊加尔的部分地区降雨量中等,而该邦的其他地区,主要包括恰蒂斯加尔平原地区、巴斯塔尔高原的一些地区和北部丘陵地区,由于与孟加拉湾的距离、降雨阴影效应、地形抬升的有效性等各种因素,降雨量很少。由于城市化程度较高,由赖布尔中部和杜尔格组成的一小块地理区域降雨量很少。

降雨期间雨季季节

该州的最大降雨量发生在每年的7月至9月之间,其中包括丰收季节(图2)。与年平均降雨量一样,该州分为5大类,即降雨量非常大的地区(>1525毫米)、降雨量很大的地区(1450-1525毫米)、中等降雨量的地区(1375-1525)、降雨量很小的地区(1300-1375)和降雨量很小的地区(<1300mm)。

雨季降雨季节空间分布表明,北部山地区东部包括贾什普尔区总部及其周边地区。究其原因,由于丘陵地区季风的发生较早,而且主要活跃在夏季雨季季节,为了在这个季节获得最大的降雨量。

北部丘陵地区的最大面积,如苏尔古贾、杰什布尔,恰蒂斯加尔邦东北部的平原地区,如拉伊格尔和詹吉吉尔的部分地区,降雨量很大,巴斯塔尔高原的大部分地区,包括贾格达尔布尔、巴斯塔尔和丹特瓦拉的部分地区,包括巴尔苏尔、吉达姆、卡尔卡、科伦。北部山区的部分地区,如Sarguja,包括Ramanujganj、Tattapani、Lundra、Sitapur和Jashpur,包括Kunkuri、Mahnai、Pathalgaon和Kotaba。恰蒂斯加尔邦平原的大部分地区,包括达姆杰加尔邦、博杰普尔、莱伦加和萨克蒂、斋贾布尔、纳瓦格尔等拉伊加尔邦的一部分。赖布尔地区的Bilaigarh、Tala、Sirsiwa的部分地区以及Mahasamund地区的Saraipali和Basna区块处于中等降雨区域。

Bastar地区的大部分地区,如Dantewara, Jagdalpur和Makri的中部,Kondagaon, Narayanpur, Sonpur, Narayanpur地区的Chitrakote,在这期间降雨量很少雨季。Korba中部包括巴利语、Katghora、Korba;垦代也属于这一类。Janjgir的西部,Bilaspur的东部,包括Baloda, Akaltara, Pamgarh, Bilha, Bilaspur, Ratanpur, Kota和Kasdol Balodabazar Bhatapara Palari等地区,这些地区是Raipur和Patewa的一部分,Pithora和Mahasamund区的Bagbahra属于这一类。

Kawardha, Rajnandgao, Durg, Kanker, Dhamtari,超过60%的Raipur (Sigma, Tilda, Abhanpur, Rajim, Gariaband, Deobhog, Chhura), Mahasamund (Sirpur和Mahasamund)和Korba (Pasan和Ahirpara)的恰蒂斯加尔邦平原,北Jagdalpur和Narayanpur (Keskal, parakot和Koylibera)的巴斯塔尔高原和朝鲜北部山区的降雨量非常低。

降雨期间拉比季节

如上所述,最大降雨量发生在雨季季节,降雨拉比季节范围仅在80毫米到160毫米之间。恰蒂斯加尔邦平原的大部分地区、北部丘陵地带和巴斯塔尔高原的北部地区在夏季降雨量非常少(< 85毫米)拉比北部山区西部的最大部分,萨古加和贾什普尔地区东南部和西南部的部分地区以及恰蒂斯加尔邦平原的部分地区,包括科尔巴(巴利,Katghora和Piparia)和Bilaspur的部分地区(Achanakmar, Lormi, Kota, Tkhatpur和Ratanpur), Kawardha (Pandaria), Mahasamund (Bagbahra和Suarmar), Raipur (Chhura, Gariaband, Rasela和Mainpur), Rajnandgao (dogerggaon, Ambagarh chauki, Mohala和Manpur)。Durg (Dhallirajhara和Dondi), Dhamtari (Siphonpara和Nagri), Kanker (Antagarh和Bhanupratappur)降雨量低(85-100毫米),包括Bastar高原的一些地区,如Jagdalpur (Parasgaon和Dongar)和Narayanpur地区的Koylibera。北部山区东部和恰蒂斯加尔邦平原的部分地区,包括比拉斯布尔(Pendraroad, Parasi, Keonchi, Kotmei和Marvahi),南部的Raipur, Korba的Pasan部分,Dhamtari (Bora, Umargao和Parasgaon)和Kanker (Pakhanjur)以及Bastar高原的大部分地区,降雨量为100-130毫米。该州只有一小部分地区的降雨量高(130-160毫米)到非常高(>160毫米)拉比季节只包括巴斯塔尔高原地区的一部分。
图1:恰蒂斯加尔邦的年降雨量变化
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图2:恰蒂斯加尔邦的哈里夫季节降雨变化
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图3:恰蒂斯加尔邦拉比季节的降雨量变化
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结论

从雨养水稻的情况来看,这意味着我们未来的农业规划必须考虑降雨的变异性以及根据这种变异性进行作物和品种选择。该地区需要开发生育期短但产量高的品种,并进行种植,以实现成功的农业,包括将气象包作为投入物。所产生的信息将有助于规划和改进恰蒂斯加尔邦雨养地区的作物生产力。另一个可行的策略是减轻这一限制,即在雨季将多余的雨水收集到农场池塘或OFR(农场水库)中,并通过采用合适的作物和种植系统,在雨季(作为抗旱保险)和旱季将保存的水用于作物生产(Rathore et al. 1996)。降雨的变化导致了卡瓦达、拉杰纳德冈和杜尔格地区降雨量较少的结论,因此需要在东部地区进行更好的水管理。降雨模式决定着作物的适宜性和相应的种植模式变化。由于降雨发生在强风暴中,因此进一步强调要在农场水库(OFR 's)中保存多余的季风降雨,并利用这些雨水进行可持续的作物生产,并提高种植强度。OFR在缓解干旱、提高旱地生产力和稳定性方面的巨大潜力,也可能对水稻生产力和其他农作物产生重大影响。

参考文献
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