沈阳地区水稻对气候变化的响应及适应性策略研究

发布时间：2017-12-08 00:16

  本文关键词：沈阳地区水稻对气候变化的响应及适应性策略研究

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【摘要】：目前,全球地表温度升高,极端气候事件频发,全球正在经历一场以变暖为主要特征的气候变化,这给我国农业系统和自然环境等带来重要影响。水稻是中国种植面积最广、产量最高的粮食作物之一,东北地区是我国优质水稻的主产区,水稻对温度变化极为敏感,温度过高或者过低都会造成水稻的减产。目前,研究气候变化对农业生产的影响研究主要集中两类方法:观测试验和模型模拟。本研究应用观测试验和模型模拟两种方法就沈阳地区气候变化对水稻的影响进行研究,并通过作物模型探讨应对气候变化的有效适应性措施,这对保障粮食安全和高效生产具有一定的指导意义。分别以9023、9035、9036为早熟、中熟、晚熟水稻的代表品种,应用人工气候箱在孕穗开花期进行低温处理,设置两个处理水平(设置比外界温度低3℃(D3)和低5℃(D5),持续处理5d,以自然条件下生长的水稻为对照(CK),利用LI-6400光合测定仪测定水稻倒2叶的CO2响应曲线和光响应曲线,旨在分析沈阳地区孕穗开花期不同强度极端低温对不同熟期水稻叶片气孔导度和光合速率的影响。利用CMIP5最新气候模式与CERES-Rice水稻模型结合,模拟分析未来气候变化对沈阳地区水稻生育期和产量的影响,并通过改变栽种品种,调整播种时间,培育新品种三个方面探讨应对气候变化的适应性措施,得出以下结论:(1)低温对不同熟期水稻气孔导度的影响。CO2响应过程中,与CK相比,D3和D5的持续低温处理皆可导致9035和9036的气孔导度显著降低,而9023(早熟)仅D5的持续低温导致其气孔导度降低;光响应过程中,与CK相比,D3和D5的持续低温处理使9035(中熟)和9036(晚熟)气孔导度降低,且降低幅度随低温强度的增强而增大,但持续低温处理增加了 9023(早熟)的气孔导度(P0.01)。(2)低温对不同熟期水稻光合作用的影响。D3和D5低温处理显著降低了 9035(中熟)和9036(晚熟)CO2响应过程中和光响应过程光合速率,但是低温对早熟品种9023几乎没有影响。孔限限制是引起9035(中熟)遭遇低温后光合速率下降的主要原因,而9023(早熟)和9036(晚熟)光合速率的变化主要由非气孔限制导致。(3)CERES-Rice在沈阳地区的适应性。以开花期、成熟期、产量验证CERES-Rice模型的模拟能力,结果显示实测值与模拟值具有高度的遗传一致性。模型模拟的结果比较理想,该模型适用于沈阳地区的模拟应用。(4)未来气候变化对水稻生育期和产量的影响。与基准年(1980-2010年)相比,在2020-2050年和2050-2080年两个时段沈阳地区水稻生育期呈提前趋势,变化幅度上晚熟中熟早熟,2050-2080较2020-2050年时段的变化趋势更为明显。在2020-2050年和2050-2080年两个时段沈阳地区水稻产量均呈减少的趋势,减产幅度上中熟早熟晚熟,2050-2080年较2020-2050年时段,产量减少趋势更加明显。(5)适应性措施。从偏暖地区引种或者播种早熟和晚熟高产品种,适当的提前播种时间,提高潜在籽粒粒系数G1、理想生长条件下的单粒粒重G2和适当提高耐高温系数G4都可以有效的提高水稻产量。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S511;S162.53

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本文编号：1264334