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《中国农业大学》 2004年
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未来气候变化情景下中国主要粮食作物生产模拟

熊伟  
【摘要】: 大气中温室气体浓度的增加将导致全球气候变暖,这是气候数值模拟研究得出的重要结论。气候变化必将给社会经济各方面带来许多新问题。农业是国民经济的基础,是百业之首,特别是对于中国这个人口大国来说,农业更是重中之重。为了加强对气候变化影响的认识,为政府决策部门、环境外交提供充足的科学依据。本文运用国际先进的模拟技术,开展气候变化对中国主要粮食作物的数值模拟研究,对科学地回答气候变化对中国主要粮食作物、粮食安全的影响具有重要的意义和实用价值。 研究选用了区域模拟的方法从微观角度定量的分析了气候变化对中国未来粮食生产的影响。研究中选择了IPCC颁布的最新温室气体和二氧化硫排放方案(SRES)中的A2和B2方案,利用时空分辨率较高的区域气候模式产生当前和未来长时间序列的逐日天气数据,结合区域作物模型和GIS技术,在50×50公里网格的基础上对我国三大粮食作物-水稻、小麦和玉米的单产、总产以及分布地域变化进行了定量评价,结合IPCC SRES中对中国社会经济发展的定义,对未来我国粮食安全问题进行了论述。 针对大多数作物模型局限于单点状况模拟的情况,以作物模型区域化应用的理论依据为基础,利用区域气候模式产生的高分辨率逐日气象资料,结合网格化的作物参数、土壤特性参数和作物管理参数,组建了以CERES系列模型为内核的区域作物模式-RCMCA,并相继在站点水平和区域水平上对模拟结果进行了检验。并利用该模式模拟了IPCC SRES A2和B2温室气体排放方案下2020s,2050s和2080s三个时段我国三种主要粮食作物相对于基准气候情景(1961-1990)下单产和总产的变化值,并对未来气候变化下我国水稻的地域分布变化进行了分析,最后结合三大作物的产量变化和我国社会、经济、人口的预测,对气候变化情景下2080s我国粮食安全问题进行了阐述。结果表明: ● A2和B2两种温室气体排放方案下,我国各地的平均气温将会大幅度上升,降水也会不同程度地增加,温度降水变化的地域分布不尽相同。 ● 如果模拟中不考虑CO_2对作物的直接肥效作用,两种排放方案下,我国三种作物的单产和总产水平都会下降,单产下降幅度最大的是小麦,幅度最小的是玉米。下降幅度最大的时段是2080s,最小的时段是2020s。灌溉可以明显降低三种作物产量的下降幅度,甚至可以使部分时段的产量少许上升,但整体上不能阻止产量的下降。总产以玉米产量下降最多,小麦产量下降最少。 ● 如果考虑CO_2对作物的直接肥效作用,两种排放方案下,我国三种作物的单产和总产水平有增有减,水稻在A2方案下单、总产都增加,B2方案下都下降,小麦在两种排放方案下和三个时段单、总产都上升,玉米在两种排放方案下雨养玉米的单、总产上升,灌溉玉米的单、总产均下降。 ● 产量变化的地域分布方面,主要产粮区的产量大多下降,而非主产区的产量反而上升。 ● 如果单独考虑气候变化的影响,未来我国可持续发展的粮食安全不会存在问题,但如果考虑人口的增涨和经济的发展,对于最悲观的温室气体排放方案A2,除非农业技术对产量的年贡献率达1%,未来我国可持续发展的粮食供给才可以保障。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S127

【引证文献】
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【同被引文献】
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6 孙芳;林而达;李剑萍;熊伟;;未来气候变化对宁夏马铃薯生产的影响[A];中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集[C];2007年
7 袁静;许吟隆;;气候变化对临沂小麦生产的影响及适应措施研究[A];中国气象学会2008年年会气候变化分会场论文集[C];2008年
8 张建平;赵艳霞;王春乙;何勇;;未来气候变化对东北地区玉米产量影响模拟[A];中国气象学会2006年年会“气候变化及其机理和模拟”分会场论文集[C];2006年
9 李剑萍;陈晓光;孙俊;张学艺;曹宁;;气候变化情景下宁夏马铃薯单产变化模拟[A];中国气象学会2008年年会气候变化分会场论文集[C];2008年
10 张英娟;;区域气候模式在华北汛期气候预测中的应用[A];第26届中国气象学会年会全球和区域气候模式及极端天气气候事件的模拟研究分会场论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈楠;宁夏气候变化研究项目成效显著[N];中国气象报;2008年
2 本报记者 施晓义 实习生 韩春丽 通讯员 俞骆波;“浙版气候大片”,并非科幻的真实[N];浙江日报;2009年
3 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室 陈小凤 张利平;气候变化下要加强对我国水文水资源的研究[N];中国水利报;2008年
4 中英气候变化合作项目-宁夏项目组 杨勤;宁夏区局积极参与中英科技合作[N];中国气象报;2007年
5 实习生 王成果 记者 段丽茜;杨崇勇会见荷兰客人[N];河北日报;2009年
6 潘鄂芬;揭示华中降水时空变化特征[N];中国气象报;2008年
7 记者 赖敏 通讯员 于海青;气候科学合作科学工作组会议召开[N];中国气象报;2009年
8 本报实习记者 周小潭本报记者 陈晓春;看天看地,不如看电脑种地[N];新华日报;2008年
9 负责人 丁一汇 张学洪 倪允琪;短期气候动力预测模式系统[N];中国气象报;2001年
10 董文杰;抓住机遇 迎接挑战 加快气候变化业务现代化体系建设步伐[N];中国气象报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊伟;未来气候变化情景下中国主要粮食作物生产模拟[D];中国农业大学;2004年
2 马占云;气候变化对中国农林生物质能的区域影响研究[D];首都师范大学;2009年
3 刘术艳;CWRF在中国东部季风区的应用[D];南京信息工程大学;2006年
4 胡娅敏;江淮梅雨异常的数值模拟及土壤湿度资料同化对其模拟的改进[D];南京信息工程大学;2007年
5 雍斌;陆面水文过程模型TOPX构建及其与区域气候模式RIEMS的耦合应用[D];南京大学;2008年
6 刘布春;河套灌区农业水资源安全评价研究[D];中国农业科学院;2007年
7 廉丽姝;三江源地区土地覆被变化的区域气候响应[D];华东师范大学;2007年
8 郭建茂;基于遥感与作物生长模型的冬小麦生长模拟研究[D];南京信息工程大学;2007年
9 张志富;一种用于气候模拟的分段积分法及其在荒漠化扩展敏感性试验中的应用[D];兰州大学;2008年
10 王国庆;气候变化对黄河中游水文水资源影响的关键问题研究[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋瑞艳;一个高分辨率区域气候模式(RegCM3)对中国未来极端降水事件变化的预估[D];中国气象科学研究院;2008年
2 成林;基于DSSAT的河南省冬小麦灌溉管理决策及气候变化响应研究[D];南京信息工程大学;2008年
3 叶坤辉;RegCM3区域气候模式对云南地区气候的模拟分析及初步应用[D];中国气象科学研究院;2012年
4 袁静;气候变化对小麦生产的影响及适应措施分析[D];中国农业科学院;2008年
5 李岩岩;全球气候变化下珠江三角洲水资源供需研究[D];首都师范大学;2009年
6 胡亚南;气候变化对中国玉米生产的影响及适应性研究[D];中国农业科学院;2008年
7 郝祺;气候变化对西北地区小麦生产影响的模拟研究[D];北京林业大学;2009年
8 冯慧慧;基于作物模型和GIS的县域水稻产量动态预测技术研究[D];安徽农业大学;2010年
9 陈亮;基于区域气候模式和VIC模型的黑河流域陆气相互作用研究[D];兰州大学;2011年
10 李旭杰;基于遥感信息与作物模型结合的江苏省水稻估产研究[D];南京信息工程大学;2012年
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