华北平原冬小麦生长对增温响应的田间试验和模拟分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 柳为 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 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 | 欧阳竹 ; 侯瑞星 |
| 关键词 | 全球变暖 冬小麦 梯度增温试验 开放式增温系统 作物模型 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 目前全球变暖日趋严重，几乎影响着地球上所有地区，若任由气候变化加剧，极端天气、土地退化和粮食安全风险均会增加。小麦是全球粮食安全的重要保障之一，中国是全球最大的小麦生产国，调查中国小麦产量的区域温度敏感性，可为保障粮食安全的决策提供重要依据，因此，研究小麦对温度变化的敏感性对于降低未来产量损失风险至关重要。但众多研究结果存在差异性，难以定性未来气候变化影响粮食安全的明确方向。作物模型与未来气候情景结合的研究方法已广泛运用于研究气候变化和作物产量的相互影响。作物模型适用的主要限制之一是缺乏准确的数据来描述和预测作物性能，且具有较强的时间和空间分异性，需要在投入使用前以试验数据作为依据调整参数，以达到产量预测的准确性。故引入多个气候模式结合本地化的作物模型，以保障国家粮食安全和应对区域气候变化为目标，研究冬小麦的温度敏感性，区域气候变化情景，准确预测区域粮食产量，对华北平原抵御气候风险，确保冬小麦增产稳产具有重要意义。 针对此问题，于2016-2021 年在地处华北平原的山东禹城综合试验站开展了开放式麦田梯度增温试验，设置低(CTW_L, + 1.6 ℃)、中(CTW_M, + 2.4 ℃)、高(CTW_H, + 3.3 ℃)三个增温幅度，以及无增温对照组(CTN)共4 个处理，研究全天候增温对冬小麦生育期、株高、LAI (叶面积指数)及产量构成的影响，分析各指标的温度敏感性。结果表明，增温处理导致冬小麦活跃生育期显著延长，越冬始期推迟后，其余物候期提前，每升高1 ℃生育期分别延长15.3 d(CTW_L)，12.8 d(CTW_M)，9.1 d(CTW_H)。温度每升高1 ℃导致小麦株高约增加3%；而冬小麦最大LAI 在增温处理下每升高1 ℃分别增加1%(CTW_L)，1.8%(CTW_M)和3.0%(CTW_H)。冬小麦产量随着增温幅度逐渐升高而降低，每升高1 ℃，产量分别平均降低3.8%(CTW_L)，5.1%(CTW_M)，5.4%(CTW_H)。 未来华北平原几种可能的气候情景表现为：降水方面，四种气候情景的年降水量变化较平稳，对比基准期，2030s 时段降水量增加了11%-16%，2060s 时段降水量增加了17%-29%，2080s 时段降水量增加了31%-36%；辐射方面，对比基准期，2030s 时段下行短波辐射增加了0.43-0.73 MJ m-2，2060s 时段下行短波辐射增加了0.68-1.21 MJ m-2，2080s 时段下行短波辐射增加了1.07-1.21 MJ m-2；气温方面，各个未来情景下最高气温、最低气温和平均气温变化特征类似，对比基准期，2030s 时段平均气温增加了0.5-1.1 ℃，2060s 时段平均气温增加了1.1-2.7 ℃，2080s 时段平均气温增加了1.3-4.1 ℃。随着排放强度的增加，升温趋势愈加显著，即由强到弱排序为SSP585、SSP370、SSP245、SSP126。 在SSP126、SSP245、SSP370、SSP585 情景下，冬小麦产量相对于基准时段减产分别为19.5%、32.3%、35.4%、41.5%。四个排放情景下，地上部生物量相较基准时段减少了分别为11.3%、14.8%、16.6%和21.4%。叶面积指数随气候情景变化幅度较小，但活跃生育期将显著增加，分别增加14.5 d、18.9 d、21.4 d 和23.7 d。 综上，冬小麦多项指标的温度敏感性受增温幅度的影响，且多与增温幅度呈非线性关系(除株高外)。在未来SSP126、SSP245、SSP370、SSP585 情景下，产量均有所降低，尽管CO2 的碳肥效应有所补偿，潜在产量降低仍然是未来的趋势。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 67 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208057]  |
| 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 | 柳为. 华北平原冬小麦生长对增温响应的田间试验和模拟分析[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
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。