气候变化条件下宜春地区水稻生长模拟研究

摘要

作物的生长与气候变化息息相关，当今地球变暖已是不争的事实，极大地影响着作物生长。随着世界总人口增长，经济发展，生活水平提高，一方面，人类增加粮食产量以满足人类基本生存需要，另一方面也要利用粮食来生产丰富多样的副食品提高生活质量。我国是个农业大国，但粮食自给率已不足90％。研究未来气候变化对作物生长与产量的影响，有助于进行社会生产规划和发展应对不利的措施，为确保我国粮食安全提供理论支撑。
　　本文在分析宜春地区近20年间（1995-2015年）早稻和晚稻生育期的气象要素基础上，研究了气象要素变化对水稻生长的影响。并且应用AquaCrop模型模拟了宜春市早稻和晚稻在不同降水保证率下、未来气温与CO2浓度升高条件下的生长过程，并分析了气候变暖对水稻生物量和产量的影响。主要得出以下结果和结论。
　　（1）1995-2015年研究期间，宜春地区早稻和晚稻生育期最高气温与最低气温都呈现出升高趋势，其中早稻和晚稻最高气温与最低气温分别升高0.538℃/10a、0.406℃/10a和0.555℃/10a、0.464℃/10a；而降水量与日照时数呈现下降趋势，其中早稻和晚稻降水量与日照时数分别下降3.42mm/a、6.77mm/a和4.72d/10a、11.12d/10a。
　　（2）在全球气温升高的大背景下，随着气候变暖，水稻的生育期明显提前；并且我国水稻生长受气温升高影响显著，使水稻受高温胁迫的威胁越来越大。
　　（3）通过AquaCrop模型模拟宜春市早稻和晚稻生产研究发现：
　　①早稻和晚稻生物量与产量随降水量的增加均有所提高，在枯水年、平水年和丰水年早稻产量分别达到7.659t/hm2、7.796t/hm2和8.401t/hm2，晚稻产量在3个典型年产量分别为6.481t/hm2、6.634t/hm2和6.647t/hm2。
　　②在气温不高的条件下，水稻生物量与产量随气温升高均有所提高，但气温达到了一定高度，生物量与产量均不再变化，甚至有所降低。其中早稻在10年后、20年后和50年后（以2015年为基准）模拟产量均为8.659t/hm2，晚稻在10年后模拟产量为4.684t/ hm2，在20年后和50年后产量不变均为4.775t/hm2。
　　③在CO2浓度升高条件下，水稻生物量与产量随CO2浓度的升高而升高。其中早稻模拟产量在10年后、20年后和50年后分别为8.976t/hm2、9.2262t/hm2和9.938t/hm2，晚稻模拟产量在10年后、20年后和50年后分别为5.333t/hm2、5.512t/hm2和5.908t/hm2。
　　④在气温与CO2浓度同时升高条件下，水稻生物量与产量的变化趋势基本与只有CO2一个要素升高的条件下变化相同。

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第一章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究状况及发展趋势

1.3 AquaCrop模型的应用

1.4 主要研究内容

1.5 研究方法与技术路线

第二章 宜春地区自然地理与农业概况

2.1 自然地理

2.2 气候条件与农业概况

2.3 水资源状况

第三章 宜春地区水稻生育期气候特征与生长状况

3.1 宜春地区水稻生育期降水特征与生长影响

3.2 宜春地区水稻生育期ET0变化特征与生长影响

3.3 宜春地区水稻生育期气温变化特征与生长影响

3.4 宜春地区水稻生育期日照时数变化特征与生长影响

3.5 全球 2CO 浓度变化特征与水稻生长影响

3.6 水稻拔节—抽穗期监测

第四章 气候变化对宜春地区水稻生长影响模拟研究

4.1 AquaCrop模型特点与模型参数确定

4.2 不同降水保证率下水稻生长模拟研究

4.3 气温升高条件下水稻生长模拟研究

4.4 2CO 浓度升高条件下水稻生长模拟研究

4.5 气温和 2CO 浓度同时升高条件下水稻生长影响模拟研究

第五章 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

致谢

参考文献