气候变化对我国双季稻区水稻生产的影响与技术适应研究

发布时间：2020-09-19 17:28

【摘要】：气候变化导致气温升高、极端气候事件发生频率增加,已经对作物生产带来严重威胁,亟需开展气候变化对作物生产影响及其适应机制的研究,进而调整农业管理措施来保障和提高作物生产能力。双季稻在我国水稻种植中占据重要地位,对于保障我国粮食安全意义重大,因此,研究并明确气候变化对双季稻生产的影响,预测未来情景下双季稻产量变化,探索气候变化的适应措施对于保障双季稻生产具有重要的意义。本研究系统分析了我国双季稻区气候资源和双季稻产量变化特征、气候变化及极端气候事件对双季稻产量的影响、并在此基础上,对未来情景双季稻生产进行了预测,探讨了农户尺度对气候变化适应的技术策略,取得了以下主要结果:(1)我国双季稻区气候变化主要以温度升高为主,早稻和晚稻生长季内分别有78.52%和71.85%的站点温度升高显著;未来情景下该区域温度升高趋势将进一步加剧,其中早稻生长季温度升高达到了 2.45℃,辐射出现较大幅度的下降,晚稻生长季下降了 3.24MJ/m2/day。双季稻生殖生长阶段主要受极端温度的影响,其中,早稻生长阶段极端高温从发生频率和强度上均呈现明显增加的趋势,且在长江中下游地区更为突出,晚稻生长阶段极端低温事件有所缓和。从降水资源变化看,区域间存在较大的时空差异,双季稻生长季内有效降水量主要集中在营养生长阶段,而生殖生长阶段有效降水量偏少。(2)我国双季稻产量稳定性面临着较大的威胁,出现较大的产量波动和产量停滞。分析气候变化的影响发现,温度升高有利于双季稻的生产,历史气候变化分别促进早稻和晚稻产量增加了0.52%和2.83%;但双季稻产量波动受到多种气候资源波动的共同作用,早稻和晚稻生长季内气候资源波动对双季稻产量波动的影响达到了 40.04%和29.72%。以湖南省作为典型研究区域发现,饱和气压差的变化导致该区域早稻和晚稻产量分别下降了 6.66%和1.82%。(3)通过对湖南省典型站点双季稻产量进行分析和预测发现,与1981-2010时段相比,未来情景下气候变化对该区域早稻和晚稻产量呈现出不同的影响,其中2031-2060时段气候变化会导致早稻产量下降7.81%,到2061-2090下降9.40%;晚稻产量则在2031-2060时段增加4.54%,但增产速率呈现下降的趋势。(4)通过问卷调查研究湖南省典型站点农户双季稻种植、气候变化的认知、适应措施采用情况发现,双季稻季节矛盾、生产成本、劳动力投入和气候变化是限制不同区域农户双季稻种植意愿的主要影响因素。在对气候变化影响的认识上,农户普遍认为双季稻生产面临着风险,但对气候变化的影响利弊认知上并不明确。农户对历史气候变化的认知能力限制了其对适应措施的采纳,并进一步影响了其未来双季稻生产的适应方向。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511.42
【图文】：

２．１研究区域简介逡逑研究区域主要包括安徽省、湖北省、湖南省、江西省、浙江省、福建省、广东省、广西壮族逡逑自治区等八个主要双季稻种植省份（图２－１）。其中双季稻种植在这八个种植均占有重要地位，这逡逑主要是由于研究区域内较为丰富的热量资源和将水资源为双季稻的生长提供了良好的环境条件。逡逑５０°Ｎ－逡逑４０°Ｎ－逡逑２０°Ｎ－逡逑Ｏｋｍ邋６００ｋｍ邋１２００ｋｍ逡逑１０°Ｎ－逡逑８０°Ｅ逦９０°Ｅ逦１００°Ｅ逦１１０°Ｅ逦１２０°Ｅ逦１３０°Ｅ逡逑图２－１研究区域概况逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｂａｓｉｃ邋ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｔｕｄｙ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑２．２资料来源逡逑２．２．１气象资料逡逑（１）历史气象数据逡逑历史气象资料来自于中国气象科学数据共享服务网（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ／），主要包括安徽逡逑省、湖北省、湖南省、江西省、浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区等八个主要双季稻种逡逑１２逡逑

第二章材料与方法逡逑植省份１６３个地面气象台站。通过前期对数据质量进行了控制，本研宄剔除部分数据缺失站点，逡逑最终选取了］９８０－２０１２年１３５个地面气象台站的逐日气象资料（图２－１）。气象资料主要包括日平逡逑均温度、日最低温度、日最高温度、降水量、日照时数、平均风速、平均相对湿度等逐日气象资逡逑料。在此基础上，进一步结合不同区域农业气象站点观测资料，选取湖南省、江西省、福建省、逡逑广东省和广西壮族自治区等五个省份５２个气象台站进行双季稻生长季内极端气候事件的分析，逡逑具体气象站点和双季稻物候期站点分布见图２－２。逡逑■）邋＾邋＼逡逑（Ａ邋ａ邋Ａ邋＾逡逑２８°Ｍ逦ｉ逦Ａ邋，邋Ａ逡逑Ａ邋Ａ邋＾邋＼邋＾邋Ａａ邋ａｓ？逡逑：逡逑１邋＇邋＾邋＾Ａ邋Ａ逡逑＂７邋Ａ邋Ａ邋Ａ邋？逡逑２０°Ｎ，＿，逦＾逦，逦ｒ－逡逑１（）５°Ｅ逦１１０°Ｅ逦１１５°Ｅ逦１２０°Ｅ逡逑图２－２气象站点和农业物候期站点分布逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｌｉｍａｔｅ邋ｓｔａｔｉｏｎｓ邋ａｎｄ邋ｐｈｅｎｏｌｏｇｙ邋ｓｔａｔｉｏｎｓ逡逑注：灰色0为气象站点分布，△为物候期站点分布逡逑Ｎｏｔｅ：邋ｇｒｅｙ邋ｃｉｒｃｌｅ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ邋ｃｌｉｍａｔｅ邋ｓｔａｔｉｏｎｓ

二月逦W月逦五月逦六月逦Ｉ：月逦从月逦九月逦十月逦十？圬逡逑Ｍａｒ．逦Ａｐｒ．逦Ｍａｙ逦Ｊｉｍ．逦Ｊｕｌ．逦Ａｕｇ．逦Ｓｅｐ．逦Ｏｃｔ．逦Ｎｏｖ．逡逑图２－４双季稻生长季划分逡逑Ｆｉｇ．邋２－４邋Ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｒｉｃｅ邋ｏｎ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅ邋ｓｃａｌｅ逡逑注：（ａ）中双季稻生长季划分适用于安徽省、湖北省、浙江省、江西省、湖南省；Ｃｂ）中双季稻生长季划分适用于福建省、广东省逡逑和广西壮族自治丨Ｘ：。逡逑Ｎｏｔｅ：邋（ａ）邋ｉｓ邋ｔｈｅ邋ｇｒｏｗｉｎｇ邋ｓｅａｓｏｎ邋ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋ｆｏｒ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｒｉｃｅ邋ｉｎ邋Ａｎｈｕｉ，邋Ｈｕｂｅｉ，邋Ｚｈｅｊｉａｎｇ，邋Ｊｉａｎｇｘｉ，邋Ｈｕｎａｎ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅ；邋（ｂ）邋ｉｓ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｇｒｏｗｉｎｇ邋ｓｅａｓｏｎ逡逑ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋ｆｏｒ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｒｉｃｅ邋ｉｎ邋Ｆｕｊｉａｎ，邋Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，邋ａｎｄ邋Ｇｕａｎｇｘｉ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅ．逡逑２．２＿３产量资料逡逑１９８０－２０１２年省级双季稻产量数据来自于国家统计局，７５个县级双季稻产量资料来自于种植逡逑业信息网（ｌｉｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｚｙｓ．ｍｏａ．ｇｏｖ．ｃｎ／）。在对双季稻产量波动风险进行分析时，利用双季稻区７５逡逑个县级产量数据，结合古典风险分析理论开展研究？，在分析未来情景下气候变化对双季稻生产能逡逑力的影响时

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本文编号：2822804