基于AquaCrop模型评估气候变化下棉花生产的可持续性

作者：王洪博; 李国辉; 徐雪雯; 黄维雄; 赵泽艺; 高阳; 王兴鹏^*

来源：中国农业气象, 2023, 44(07): 588-598.

• AquaCrop模型
• 灌溉定额
• 播期
• 产量预测

运用2017-2018年南疆绿洲区膜下滴灌棉花土壤水分、冠层覆盖度、生物量、蒸散量(ET)及产量(Y)数据，校准和验证AquaCrop模型中作物参数，将数据输入AquaCrop模型气象、作物、灌溉、田间管理模块模拟了6种灌溉水平(18、24、30、36、45和54mm)和5个播期(3月23日、4月3日、4月13日、4月23日和5月3日)共30种情景下南疆绿洲区膜下滴灌棉花的生物量和产量，并分析1988-2017年连续30a棉花产量的稳定性和可持续性。结果表明，AquaCrop模型能够较好地模拟不同灌溉和播期下棉花冠层盖度、地上生物量和土壤水分，归一化均方根误差(NRMSE)均小于20%，协同指数(d)和相关系数(R2)均接近1。AquaCrop模型低估了棉花蒸散量和产量，相对误差(RE)分别为-4.5%～1.2%和-8.6%～-6.8%，但证明了AquaCrop模型可以进行情景模拟。模型预测表明，棉花生产稳定性和可持续性受播期影响较小，而随灌水定额的增大而提高。播期相同时，棉花生物量和产量随灌溉定额的增大而增加，在495mm的灌溉定额下获得了较高的灌溉用水效率，并确保棉花产量无显著下降。同时，在495mm灌溉定额下适当推迟播期至4月13日，可以节约用水36.78mm，如运用早熟棉种于4月23日播种，可以节约用水65.34mm。因此，对于水资源富裕地区可考虑早播获得高产，而水资源匮乏地区在品种与栽培模式配套下，晚播是一种适应现在和未来气候变化下水资源短缺的经济、有效的策略。

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 中国农业科学院农田灌溉研究所; 建筑工程学院; 塔里木大学