RegCM3模式A1B气候情景下的黄淮海冬小麦气候资源、适宜度及生产潜力研究

发布时间：2017-08-01 16:00

  本文关键词：RegCM3模式A1B气候情景下的黄淮海冬小麦气候资源、适宜度及生产潜力研究

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【摘要】：本文基于1991-2013年黄淮海冬麦区91个有冬小麦种植的农气站点冬小麦发育期及对应年份100个气象站点逐日气象资料,采用格点积温指标对生育期进行划分,之后结合1971-2000年黄淮海冬麦区100个气象站点逐日气象资料和国家气候中心RegCM3模式模拟A1B情景下1951-2100年0.25°×0.25°格点气象资料,分析了气候变化下黄淮海冬麦区主要气候要素变化特征以及气候变化对冬小麦生育期内农业气候资源、气候适宜度及气候生产潜力的影响。为黄淮海冬麦区应对气候变化、合理利用农业资源、调整农业结构提供了理论依据。主要研究结果如下：(1)1951-2100年,黄淮海冬麦区平均气温与≥0℃积温总体呈现出时间上明显上升、空间上南高北低的变化趋势。1951-1980年均呈逐渐下降趋势,1981年以后,呈明显上升趋势；降水量年际间波动较大,时间上总体呈现出减少-增加-减少-增加的波动变化趋势,空间上呈现南多北少,北部增加明显、南部增加趋缓的变化趋势。冬小麦适播期总体呈现出空间上由西北向东南逐渐推迟、时间上逐渐推迟的趋势。冬小麦生育期天数总体呈现出空间上由南向北逐渐延长、时间上逐渐缩短的趋势。冬小麦生育期内降水量总体呈现出空间上由西南向东北逐渐减少、时间上变化不明显的趋势。冬小麦生育期内参考蒸散总体呈现空间上由南向北先增加后减少、时间上逐渐减少的变化趋势。冬小麦生育期内太阳辐射总体呈现出空间上由南向北逐渐增加、时间上逐渐减少的变化趋势。(2)在未来气候变暖的大背景下,黄淮海冬麦区冬小麦全生育期温度适宜度总体随时间呈北部逐渐上升趋势,即随着时间推移,冬麦区北部热量条件越来越有利于冬小麦生长,而南部却呈现出先上升后下降的变化趋势；从时间变化上来看,各时段冬小麦温度适宜度基本维持在0.65～0.85之间,变异系数也逐渐降低,未来情景下全球气候变暖对黄淮海冬麦区温度适宜度仍有着积极的效应。冬小麦全生育期水分适宜度总体呈空间上西部及南部高、中部及东北部低、时间上先增后减的变化趋势,这与该区域冬小麦生育期内降水量分布趋势基本一致;但年际波动较大,水分资源仍是制约黄淮海冬麦区冬小麦稳产的主要因素。冬小麦全生育期日照适宜度总体呈现出空间上由东北向西南逐渐减少、时间上呈现出“降-升-降”的变化趋势,从时间变化上来看,日照适宜度整体较高,其年代际间的变异系数也随时间呈减少趋势,波动下降的日照适宜度有可能为气候适宜度带来负效应。冬小麦全生育期气候适宜度空间上总体呈现出东南及北部高、西南及中部低的分布特征,其年代际间的变异系数随时间波动变化,除1981-2010年呈略微上升趋势外,其余时段均呈下降趋势。(3)黄淮海冬麦区冬小麦气候生产潜力从其年际变化来看总体呈现波动下降的趋势,且随着时间推移该波动逐渐趋稳；各时段气候生产潜力基本介于6277-7044kg·hm-2,除2011-2040年有21.94kg·hm-2·10a-1的上升趋势外,其余各时段均呈明显下降趋势；冬小麦气候生产潜力主要呈现出空间上北部低、四周高、时间上先平稳后逐渐降低的趋势,其变异系数总体呈现空间上北高南低,时间上北部先增后减、南部先减后增的变化趋势。在实际生产过程中应更加注重冬小麦生长发育过程中光、温、水的匹配程度。
【关键词】：RegCM3 黄淮海冬麦区 农业气候资源 气候适宜度 气候生产潜力
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.11;S162.53
【目录】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究进展10-15
• 1.2.1 农业气候资源研究进展10-11
• 1.2.2 气候适宜度研究进展11-12
• 1.2.3 气候生产潜力研究进展12-15
• 1.2.4 存在问题15
• 1.3 研究目标与内容15-16
• 1.4 技术路线图16-17
• 第二章 资料与方法17-21
• 2.1 研究区域概况17
• 2.2 资料来源17-18
• 2.3 研究方法18-21
• 2.3.1 模拟气候数据的订正18-19
• 2.3.2 冬小麦生育期指标划定19-20
• 2.3.3 80%保证率20
• 2.3.4 参考蒸散的估算20-21
• 第三章 黄淮海冬麦区气候变化特征21-33
• 3.1 黄淮海冬麦区基本气候要素变化特征分析21-26
• 3.1.1 平均气温时空变化特征21-23
• 3.1.2 ≥0℃积温时空变化特征23-25
• 3.1.3 降水量时空变化特征25-26
• 3.2 黄淮海冬麦区冬小麦生育期农业气候资源分析26-32
• 3.2.1 冬小麦适播期26-27
• 3.2.2 冬小麦生育期天数27-28
• 3.2.3 冬小麦生育期内降水量28-29
• 3.2.4 冬小麦生育期内参考蒸散29-30
• 3.2.5 冬小麦生育期内太阳辐射30-31
• 3.2.6 农业气候资源年代际变化31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 黄淮海冬麦区冬小麦气候适宜性分析33-49
• 4.1 农业气候适宜度模型33-35
• 4.1.1 温度适宜度模型33-34
• 4.1.2 水分适宜度模型34
• 4.1.3 日照适宜度模型34-35
• 4.1.4 气候适宜度模型35
• 4.2 农业气候适宜度空间变化35-46
• 4.2.1 温度适宜度35-36
• 4.2.2 水分适宜度36-37
• 4.2.3 日照时数估算模型37-44
• 4.2.4 日照适宜度44-45
• 4.2.5 气候适宜度45-46
• 4.3 农业气候适宜度时间变化46-47
• 4.3.1 年际变化46-47
• 4.3.2 年代际变化47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 黄淮海冬麦区冬小麦气候生产潜力分析49-55
• 5.1 气候生产潜力估算模型49
• 5.2 冬小麦气候生产潜力时间变化49-51
• 5.2.1 年际变化49-50
• 5.2.2 年代际变化50-51
• 5.3 冬小麦气候生产潜力空间变化特征51-52
• 5.4 冬小麦气候生产潜力变异系数分布52-53
• 5.5 本章小结53-55
• 第六章 结论与展望55-59
• 6.1 主要结论55-56
• 6.2 创新点56
• 6.3 存在问题与展望56-59
• 参考文献59-65
• 作者简介65-67
• 致谢67-68

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本文编号：605007