单一和复合极端气候事件对作物单产的影响与预测——以东北黑土地为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 陆扬 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 专业学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 刘玉洁 ; 火兴三 |
| 关键词 | 极端气候事件 东北黑土地 时序叠加分析 Copula函数 作物单产 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 农业工程与信息技术 |
| 英文摘要 | 全球气候持续变暖，导致极端气候事件频率显著上升，进而严重影响了农业生产。东北黑土地作为中国重要的粮食生产基地，其区域内作物单产受极端气候事件影响的机制仍未明确。当前，评估单一和复合极端气候事件对作物单产的影响，预测未来极端气候事件的特征及潜在影响，对于东北黑土地农业部门防范相关风险具有重要的实践意义。 本文基于东北黑土地农业气象站点长时间序列观测数据，利用相对阈值法和极端气候指数，识别了1981年至2018年间东北黑土地作物生长季内高温、冷害、极端降水、极端风速、干旱等五类极端气候事件的频率和强度变化特征。通过时序叠加分析、Copula概率模型和计量统计模型，定量评估了单一和复合极端气候事件对作物单产的影响，揭示了固定极端气候事件强度下作物减产的条件概率分布。采用CMIP6新一代情景（SSP-RCP）下多模式集成的气候预估数据，分时段预测了东北黑土地未来极端气候事件的变化特征及其对作物单产的潜在影响。研究主要结论如下： (1)揭示了东北黑土地极端气候事件特征的变化规律及其分布差异性，明确了该地区主要发生的极端气候事件类型。自1981年至2018年，东北黑土地高温事件频率和平均强度随时间增加，复合增长率分别为1.1%和1.9%；干旱事件频率和平均强度呈增加趋势，复合增长率分别为7.5%和6.8%；而极端风速事件的频率和平均强度均呈下降趋势。不同类型作物遭遇的极端气候事件频率和平均强度存在差异，不同行政区域的极端气候事件平均强度存在空间异质性。历史时期，东北黑土地作物生长季内干旱事件、复合高温干旱事件和极端风速事件等高频发生现象的频次较高，分别占总年次的13.3%、7.6%和5.5%。 (2)量化了单一和复合极端气候事件对东北黑土地作物单产的影响，解析了不同强度极端气候事件影响下作物减产的条件概率分布，评估了作物单产对极端气候事件特征变化的敏感性。当单一极端降水事件或复合高温干旱事件在作物生长季内高频发生时，作物单产显著下降，分别平均变动-11.4%（95%置信区间为-25.51% ~ 2.79%）和-11.3%（-16.61% ~ -6.05%）。随着极端降水事件强度增加，作物减产概率增加，但增幅较小；高温和干旱事件平均强度的同步增加导致作物减产概率上升，其中干旱事件平均强度的增加对作物单产的影响程度更大。作物生长季内极端降水事件频率每增加1d，单产减损率约增加0.61%，强度每增加1mm，单产减损率约增加0.23%；作物单产对干旱事件频率的敏感性高于高温事件，干旱事件频率每增加1d，单产减损率约增加0.29%。 (3)阐明了未来东北黑土地极端气候事件的变化规律，预估了极端气候事件对作物单产的未来影响。未来作物生长季内，极端降水和复合高温干旱高频发生现象的频次将增加。在辐射强迫更高的情景中，极端降水事件的高频发生现象减少，而复合高温干旱事件的高频发生现象增加。极端降水和复合高温干旱事件将于未来中期（2041-2060年）导致东北黑土地作物单产分别平均损失3.3%和13.6%，近期（2021-2040年）分别平均损失2.9%和11.5%。空间上，东北黑土地南部作物单产受极端气候事件影响的程度预计将更严重。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 76 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208036]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陆扬. 单一和复合极端气候事件对作物单产的影响与预测——以东北黑土地为例[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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