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《中国农业科学院》 2011年
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北方粮食生产适应气候变化技术的模拟研究

陶生才  
【摘要】:在以变暖为主要特征的全球气候变化背景下,观测到的中国的气候变化已比较显著,无论是气候平均态的变化还是极端气候事件的变化,都对粮食生产产生了重大影响,如何适应气候变化成为当前气候变化领域关注的热点话题。玉米和小麦是我国北方的主要粮食作物,两种粮食作物的高产和稳产对保障国家粮食安全至关重要。研究和评估气候变化下北方粮食生产的适应技术及其作用,制定切实有效的适应对策,具有科学上的理论探索意义和实践上的应用价值。 本研究以中国北方主要粮食作物小麦和玉米为研究对象,采用区域气候模式系统PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)产生的气候情景,包括SRES A2和B2情景下1961-1990年气候基准时段(BASELINE)、2011-2040年(2020s时段)、2041-2070年(2050s时段)、2071-2100年(2080s时段),和DSSAT模型中的核心模块CERES链接,进行改变播期、品种引进与改良、改变灌溉条件等适应技术和措施效果的模拟,定量分析气候变化对粮食作物产量及产量波动性的影响,评估采用适应技术和措施后的效果,为提高农业适应气候变化的能力以及进行农业适应决策提供参考依据。 本文主要研究结果如下: (1)通过CERES模型在中国北方典型研究站点的模拟,检验作物模型的模拟能力。模拟结果表明,模拟的开花期、成熟期、产量和生育期与实测值具有较好的相关性,各站点的模型模拟输出与观测值之间的一致性比较好,误差在比较合理范围之内。说明该模型对中国北方玉米和小麦生产的模拟适用性较好,可以用来研究中国北方未来气候变化下的玉米和小麦生产; (2)对未来两种情景下中国区域2080s时段温度和降水相对于基准时段的变化作了分析,此外,利用PRECIS对敦化、临沂等多个站点具体分析了未来SRES A2和B2情景下的逐日天气数据中的日最高温度、日最低温度和日平均降水的变化。结果表明,未来两个情景下温度和降水变化的区域差异性比较大。在A2和B2排放情景下,各研究站点相对于基准时段的升温幅度较大,并且A2情景中升温幅度比B2情景大温度增加明显,且随着时间推移增温越明显。而日最低温度的增幅幅度高于日最高温度,降水的波动性较大,且在作物生长期内的分布不均匀; (3)气候变化对不同区域的不同作物影响不同;在未来不同情景下,不同时段的影响也不一样。从模拟试验的结果来看,在目前的耕作水平和技术背景下,无论未来气候变化对小麦和玉米生产影响如何,未来两种作物产量的波动性都是变化的,产量波动的变化会导致粮食生产的不稳定性增加; (4)通过采取一定的适应技术或措施,如本研究主要考虑的农艺措施,会降低气候变化对小麦和玉米生产带来的不利影响,增加有利影响。相对于粮食产量平均态的变化,粮食产量的波动性更值得关注。尤其是采取综合的适应技术或措施的情况下,粮食产量的波动性将会降低,这将有利于区域粮食生产的稳产高产; (5)作物模型通过调整相应的参数或者模块,可以用来进行适应技术的模拟研究。各区域应结合区域粮食生产的实际情况,制定具有区域特色的综合适应技术,编制区域粮食生产适应气候变化清单,最大限度地降低气候变化带来的不利影响,增加有利影响。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S162.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【相似文献】
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