基于DSSAT-CERES-Wheat的黄土高原西部春小麦干旱影响研究

摘要

为提出有效措施预防黄土高原西部地区春小麦生产受到气象和农业干旱的影响,估算了1961—2018年期间、时间尺度1~6个月标准化降水蒸散指数(Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)以及深度0~10 cm和深度10~40 cm的土壤水分亏缺指数(Soil moisture deficit index,SMDI),探究了气象和农业干旱时空变化规律;利用DSSATCERESWheat模型模拟了黄土高原西部7个站点春小麦1961—2018年的生长要素和产量数据,分析了其时空变化规律;并研究了气象和农业干旱对春小麦生长过程及产量的影响。结果表明:以甘肃临夏站为例,时间尺度1~6个月SPEI和SMDI的干湿状态总体上一致,SPEI总体呈现干湿交替,深度0~10 cm的SMDI以及深度10~40 cm的SMDI的变化基本一致,均呈现变湿润的趋势。DSSATCERESWheat模型模拟黄土高原西部春小麦生长过程和产量方面的效果良好(决定系数R^(2)为0.65~0.84);1961—2018年春小麦最大叶面积指数和地上生物量无明显变化趋势,而产量在2005年之后有增加的趋势。开花期和灌浆期的干旱对春小麦生长过程以及产量的影响更大,SMDI与春小麦生长和产量要素之间的关系比SPEI更为密切,表明农业干旱对春小麦生长和产量的影响更大,其中深度0~10 cm的SMDI比深度10~40 cm的SMDI影响程度大。时间尺度2个月的深度0~10 cm的SMDI是干旱背景下影响春小麦生长和产量的关键时间尺度。本研究为黄土高原西部春小麦生产应对气象和农业干旱提供了参考。