河南省冬小麦灌溉需水量对气候变化的响应研究

发布时间：2020-06-17 19:10

【摘要】：水资源是农业生产最重要的资源支撑和保证,直接关系到我国的粮食安全,灌溉需水量作为制定灌溉定额的重要依据之一,对气候变化较为敏感。全球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化,在过去几十年中,气候变化已对我国水资源总量及其时空分布格局产生重要影响,气候变化背景下农用水资源的不确定性与供需矛盾进一步加剧。因此,研究气候变化对灌溉需水量的影响,对于制定区域农业应对气候变化的措施和对策,保障我国粮食安全具有重要的意义。基于河南省17个气象测站长期观测和未来气候模式预估数据,采用统计分析方法,研究了气候变化下灌溉需水量历史长期时空演变特征,探讨了灌溉需水量对气候变化的响应机制,评估了未来气候变化对冬小麦灌溉需水量的可能影响。主要研究内容及结果如下:(1)1961—2015年除气温呈上升趋势(0.3°C/10a)外,降水、相对湿度、风速、日照时数等均呈下降趋势。由于作物需水量(-0.1%/10a)和有效降水量(-1.6%/10a)的减少,灌溉需水量呈不显著上升趋势(1.1%/10a),空间分布上多呈纬向分布,一般随纬度的升高而增加;与1961—1990年相比,1991—2015年82.4%的测站灌溉需水量有不同程度的增加,平均增幅为9.6%,其中返青—拔节期增幅最大,为21.8%。(2)采用单因素、敏感性系数及假设情景等方法,分析了灌溉需水量对气候变化的敏感性。作物需水量对气象要素的敏感性大小依次为相对湿度、太阳辐射、气温、风速,且对灌溉需水量的影响较有效降水量大。气温、降水组合变化的假设情景下,灌溉需水量对降水的敏感性大于气温;降水减少比增加对灌溉需水量的影响大;随降水的增加,气温升高的影响变小。(3)基于RCP4.5情景下25个CMIP5模式的气温、降水输出数据,采用同倍比缩放方法订正气候模式的系统偏差,并利用BCC/RCG-WG 3.0进行时间解集,构建了区域气候变化情景。与实测值相比,模拟出的灌溉需水量相对误差一般在10.0%以内,这表明构建的区域气候变化情景基本能够满足影响评估的需要。未来气候变化情景下,2021—2050年冬小麦全生育期内气温和降水较基准期(1961—2000年)分别升高1.5°C和增加7.7%。其中,气温在播种—越冬期增幅最大,为1.6°C,降水在返青—拔节期增幅最大,为12.3%。(4)2021—2050年冬小麦全生育期内作物需水量和有效降水量较基准期分别增加4.3%和6.7%,灌溉需水量增加1.8%。播种—越冬期主要受作物需水量增幅较大(5.8%)的影响,灌溉需水量明显增加,增幅为16.2%;气候变化较为有利的影响是抽穗—成熟期的天然降水基本能够满足作物需水的要求(灌溉需水量仅增加0.3%)。82.4%的测站灌溉需水量有不同程度的增加,仅在豫中宝丰、豫南驻马店和固始等3站有不足3.0%的减少。评估结果的不确定性表明,尽管超过70.0%的站点上灌溉需水量的变化趋势相同,不同气候模式下灌溉需水量的变化范围在±10%以内,但评估结果在一些测站仍存在较大的不确定性。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.11;S274
【图文】：

技术路线图

图 2-1 研究区及气象站点分布Fig. 2-1 Locations of study area and meteorological stations表 2-1 站点基本情况表Table 2-1 The basic information of each site序号 站码 站名 纬度（度） 经度（度） 海拔（0.1m）1 53898 安阳 36.05 114.40 6292 53986 新乡 35.32 113.88 7323 57051 三门峡 34.80 111.20 40994 57067 卢氏 34.05 111.03 56885 57071 孟津 34.82 112.43 33336 57077 栾川 33.78 111.60 75037 57083 郑州 34.72 113.65 11048 57089 许昌 34.03 113.87 6689 57091 开封 34.78 114.30 73710 57156 西峡 33.30 111.50 250311 57178 南阳 33.03 112.58 129212 57181 宝丰 33.88 113.05 1364

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本文编号：2718037