未来气候变化对中国玉米产量影响及应对措施研究

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本文使用未来气候情景数据,分析中国黄淮海平原各气象要素的相对变化趋势,基于DSSAT中的CERES-Maize玉米模型,利用实测数据对黄淮海平原9个站点及5个亚区的夏玉米品种参数进行校准和验证,并以此模拟未来气候变化对黄淮海地区玉米产量的影响。将调整夏玉米播期作为未来主要的农作管理措施,以此评估气候变化背景下中国黄淮海夏玉米生产应对措施的作用和效果。对充分利用气候资源,积极应对气候变化给农业生产带来的不利影响提供理论依据和指导。主要结论如下:(1)在未来各情景时段下,黄淮海全境夏玉米生育期内降水量相比于基准时段均有所减少,其中西南地区降水量减少较为严重;太阳辐射量均相对增加,其中西部地区太阳辐射量增加较多;最高温度均相对增加,其中西南地区最高温度增幅相对较大;最低温度均相对增加,其中东北地区最低气温增幅略高于其它地区。(2)气候变化缩短了黄淮海夏玉米生育期长度。其中夏玉米播种至开花天数在RCP4.5情景2030s、2050s时段和RCP8.5情景2030s、2050s时段分别相对基准时段缩短了3.6d、5.4d、3.8d、6.4d;夏玉米开花至成熟天数在RCP4.5情景2030s、2050s时段和RCP8.5情景2030s、2050s时段分别相对基准时段缩短了8.4d、11.2d、10.6d、13.4d。相比于开花期来说,气候变化对成熟期影响更为严重。(3)气候变化导致黄淮海大部分地区夏玉米产量减少。在RCP4.5情景2030s、2050s时段和RCP8.5情景2030s、2050s时段下,全境夏玉米产量相对于基准时段减产分别为19%、31.78%、35.83%、40.95%。相关分析表明未来升温是导致夏玉米产量下降的主要原因,尤其是受最高温度的影响。(4)CO2肥效作用对黄淮海夏玉米减产起缓解效果。在RCP4.5和RCP8.5情景各个时段,考虑CO2肥效作用下,全境夏玉米的相对减产分别为13.49%、24.46%、30.34%、34.61%;相比于无CO2肥效下,相对产量增幅分别为5.51%、7.32%、5.49%、6.34%,表明CO2浓度适当提高可以在一定程度上缓解气候变化对玉米产量的负面影响。(5)推迟播期对黄淮海夏玉米减产起缓解作用。本文以调整播期作为主要应对措施,发现在RCP4.5情景2030s时段相对于基准时段各亚区的最优播期分别延后9d、5d、3d、4d、1d。主要是由于气候变暖,适当晚播使夏玉米适宜生长季有所延长,成熟期末段的温度升高,导致成熟期的时间相对延长,有效的缓解夏玉米减产现象。
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