气候变化对长江中下游地区水稻生产的影响

摘要

全球气候变暖对农业产生了重大影响，水稻是我国第一大粮食作物。本文选择长江中下游稻区评估气候变化对水稻生产的影响，在此基础上探讨切实可行的适应性措施，以减缓气候变化带来的负面效应，保障水稻生产安全。
　　 本研究选取65个农业气象站点1981～2006年的水稻田间试验资料，对ORYZA2000模型的适用性进行了验证；根据IPCC排放情景特别报告中的A2和B2情景，构建四种实验方案，将区域气候模式PRECIS模拟的气候数据输入水稻模型ORYZA2000中，模拟并比较2021～2050时段和基准时段(1961～1990)的水稻生长期和产量，着重从增温、CO2肥效和灌溉措施三方面探讨未来气候变化对研究区单双季稻生产的影响。在此基础上对水稻生产应对未来气候变化的适应性措施进行了探讨。主要结论如下：
　　 (1)研究区近50年水稻生长季≥10℃有效积温显著增加，两熟制和三熟制的种植界限北移；降水量呈微弱的增加趋势，年代间波动较大；日照时数呈减少趋势，空间分布自东北向西南递减。长江中下游地区未来温度升高可以减轻早稻烂秧和长江以南地区晚稻“寒露风”危害，但同时也造成了夏季极端高温事件的频发，给单季稻带来了更为严重的高温胁迫。
　　 (2)ORYZA2000模型对研究区的水稻模拟效果较好，模拟的生育期和产量与实测值具有较为一致，相对误差均在合理范围之内。
　　 (3)灌溉方式下不考虑CO2肥效作用时，随着温度升高，水稻生育期缩短，产量下降。A2情景下水稻生育期平均缩短4.5d，产量减少15.2％;B2情景下缩短3.4d，产量减少15％。两种情景下，双季晚稻的减产幅度最大，单季稻其次，早稻最小。CO2肥效显著提高了研究区水稻产量的整体水平，对增产贡献达到10％以上，但对单季稻和早稻的正效应仍不足以抵消升温的负面影响，而晚稻对CO2肥效作用更为敏感，在增温的不利影响下仍呈现不同程度的增产态势。灌溉水稻平均产量高于雨养水稻，灌溉措施对长江以南地区水稻增产的贡献小于长江以北地区;但CO2的肥效作用仍是研究区水稻产量整体提高的主要因素。
　　 (4)为了减缓气候变化带来的负面影响，可以通过引进和培育耐高温耐旱、同时对CO2肥效作用敏感的水稻品种、有条件地扩大双季稻种植面积和改善灌溉系统、兴修水利等适应性对策达到趋利避害，保障水稻生产安全的目的。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究进展

1.2.1气候变化对农业的影响研究

1.2.2气候变化对水稻生产的影响

1.3研究区域概况

1.4研究内容

1.5研究思路与技术路线

第二章气候变化对水稻影响的历史分析

2.1资料来源与方法

2.1.1资料来源

2.1.2气候要素的空间差值

2.1.3气候倾向率

2.1.4水稻生育期相对极端高温和低温事件指标的确定

2.1.5水稻气候产量的计算

2.1.6气候要素与水稻产量的相关性分析

2.2结果分析

2.2.1水稻生产区的气候变化特征

2.2.2水稻生育期相对极端高温和低温事件的变化特征

2.2.3水稻相对气候产量的变化特征

2.2.4温度、降水量及日较差与水稻产量变化的关系

2.3讨论与结论

第三章ORYZA 2000模型在长江中下游稻区适用性验证

3.1 ORYZA 2000模型的基本原理

3.1.1干物质积累

3.1.2产量形成

3.1.3叶面积增长

3.2 ORYZA 2000模型的参数调试和有效性检验

3.2.1资料和方法

3.2.2检验模型有效性的方法和指标

3.3模型检验结果与分析

3.3.1产量模拟验证

3.3.2生育期模拟验证

3.3.3讨论与结论

第四章未来气候变化对水稻生产的影响及适用性的初步研究

4.1 IPCC SRES系列A2和B2气候情景的构建

4.1.1气候情景简介

4.1.2利用PRECIS构建未来气候情景

4.1.3区域模拟方案

4.2未来气候情景下水稻生长期和产量变化分析

4.2.1水稻生长期变化

4.2.2水稻产量变化

4.3气候变化下长江中下游稻区水稻生产的适应性措施初探

第五章结束语

5.1研究的主要结论

5.2本文的特点

5.3问题与展望

参考文献

致谢