基于多GCMs模式的气候变化对河北棉花生产与耗水影响评估

作者:王柯宇; 杨艳敏; 杨永辉; 刘德立; 陈丽
来源:中国生态农业学报(中英文), 2023, 31(06): 845-857.
DOI:10.12357/cjea.20230016

摘要

气候模式是气候变化影响评估中不确定性的主要来源,前人的研究多采用单个或较少的气候模式进行评估,采用多种气候模式进行驱动可以降低由于气候模式的选择带来的误差。本研究在两年大田试验的基础上对作物模型APSIM-COTTON进行了精细的校验,并选择22个GCMs (Global Climate Models)模式驱动作物模型评估了气候变化对河北棉花生产和耗水的影响。结果显示,在所有气候情景下,未来所有时间段,播期提前,各个发育时期(出苗、现蕾、吐絮、成熟)都较基准期缩短,例如收获期在2090s年代的SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别提前15.3 d、21.0 d、30.3 d和35.2 d。年内总蒸散量在多数情景下总体呈增加趋势,在SSP5-8.5情景下2030s、2050s、2070s和2090s分别增加6.5 mm、7.8 mm、14.3 mm和32.7 mm,而灌水量减少25.7 mm、23.8 mm、30.5 mm和29.0 mm。棉花产量在未来则表现出在低辐射下不同年代差异不大,而在高辐射强迫下随着年代增加而降低的趋势。在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下2090s皮棉产量相比基准期分别减少61.5 kg·hm-2、46.6 kg·hm-2、407.1 kg·hm-2和432.5 kg·hm-2。棉花生产和耗水对未来气候变化的响应是气候要素CO2浓度、太阳辐射强度、温度、降雨等综合作用的结果,本研究模拟结果为未来农业措施的响应提供理论支撑。

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