基于IPCC SRES A1B情景下的福建省水稻生产模拟研究

选择福建省作为研究区域,根据地形特点划分了3个水稻种植区,选取17个样点及9个代表性品种,采用2006—2007年的逐日气象资料及同期区试产量资料对作物的遗传参数进行了调试;根据IPCC排放情景特别报告(SRES)中的A1B方案,利用区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景文件与作物模型(CERES-Rice)耦合,采用雨养与灌溉两种方式,并综合考虑未来CO2浓度增加带来的直接增益效应,模拟了未来2020s及2040s气候变化对福建省水稻生产的影响。结果表明:无论是雨养方式还是灌溉方式,未来全省各稻区水稻生育期在两种情景下都将缩短,单季稻生育期天数减少幅度最大,2040s情景下达到20 d以上。未来双季稻种植区早稻与单季稻均表现为减产。2020s情景下闽东南稻区早稻减产率达到12.4%(雨养)和11.3%(灌溉);闽西北双季稻区早稻减产程度略小。单季稻区雨养水稻7.1%及灌溉水稻2.1%的减产主要来自中熟品种的负贡献。2040s减产幅度将进一步加大。与此相反,未来两种情景下双季稻区后季稻均表现为增产,但产量波动性较大。2020s情景下闽西北双季稻区灌溉后季稻产量增产达到21.0%,增产幅度大于闽东南地区的10.6%;雨养方式下后季稻增产幅度略小。2040s各稻区后季稻增产幅度将减小。未来水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润,与之相关各稻区灌溉需要量均有所增加。总之,由于大气CO2肥效作用可在一定程度上提高未来气候变化下后季稻产量,全省水稻总产近期将有所增加,雨养与灌溉方式下分别增长0.4%及1.7%,但变化趋势是随着未来温度的增加总产将减少,负贡献主要来自于单季稻和早稻。

两种温室气体排放方案下我国水稻产量变化模拟

利用最新的温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式PRECIS和作物模型CERESRice相嵌套,在50km×50km网格尺度下,模拟了未来2080年我国水稻产量的变化.结果表明,两种温室气体排放方案下,我国水稻的年平均单产水平各地有增有减,增产地区主要集中在长江及长江流域以南地区,其中四川和湖北交界的山区增产幅度最大,减产地区主要集中在华北平原和东北平原;由于CO2的肥效作用,A2温室气体排放方案对我国水稻单产的正面影响大于B2方案,A2排放方案下,我国水稻总产呈现一定程度的上升趋势,B2排放方案下,水稻总产表现为少量下降.

气候变化情景下我国水稻产量变化模拟

利用中国随机天气模型将 IPCC最新推荐的气候模式 Had CM2 和 ECHAM4 与作物模式CERES- RICE3.5相连接 ,模拟了未来 4种气候情景下我国主要水稻产区产量的变化趋势。结果表明 :(1)未来气候情景下 ,水稻产量大多表现为不同程度的减产趋势 ,其中早稻减产幅度最大 ;地区上以东北地区减产幅度最大。 (2 )若不采取温室气体减排措施 ,2 0 56年我国水稻产量较 2 0 30年减产程度更加明显 ;即使采取温室气体减排措施 ,水稻产量下降的趋势也没有大的改变。 (3)高海拔地区在未来气候情景下表现出一定的增产趋势。

气候变化对中国南方稻区水稻产量影响的模拟和分析

采用了DSSAT作物模式和区域气候模式相连接,模拟分析了A2和B2气候变化情景对中国主要地区灌溉水稻产量的影响。气候变化情景采用了IPCC发布的SRES(Special Report on Emissions Scenarios)系列的最新温室气体排放情景,气候情景值采用区域气候模式PRECIS(Provide Regional Climates for Impact Studies)的模拟值。通过研究站点水稻对A2和B2增温梯度敏感性的分析表明:温度增加,水稻产量呈下降趋势,随着温度增加,产量下降幅度增大。且在同一增温水平下,在南方热带地区的昆明和海口,产量下降幅度大于其他站点。A2和B2的产量相对于基准年(1961~1990年)的变化分别为:气候变化对不同站点的年代际水稻平均产量表现了正面或负面的影响(A2情景下为2.3%^-10.2%,B2情景下为4.0%^-13.6%),在某一些站点,水稻高产年和低产年的概率明显增加,产量分布趋于两极化。

气候变化与水稻生长发育及产量形成关系的模拟研究

应用水稻生长日历模拟模型 (RICAM 1 3)模拟亚洲地区不同地点和不同气候条件下水稻的生育期和产量形成 .其中 3s Beta模型被用于预测水稻开花期和描述水稻光温反应的 3个连续阶段 :基本营养生长期、光敏感期和光敏感后期 .从时间与地理梯度的变化对水稻产量进行模拟 ,以中国、日本和菲律宾作为从北到南的地理梯度 ,以 2 0世纪 80年代气候变化作为时间梯度 ,应用RICAM 1 3进行模拟 .结果表明 ,模型具有广泛的适应性 ,能较好地模拟不同气候条件和不同水稻品种生育期的变化与产量的形成 .

气候变化对中国南方水稻生产的阶段性影响及适应性对策

根据GISSGCMTransientBRun的输出结果 ,结合中国南方稻区 15个样点近 4 0年的逐日气候资料 ,生成了每个样点在 2 0 10年、2 0 30年和 2 0 5 0年的气候变化情景 ;利用CERES Rice模型在基准气候 (196 0～ 1997年 )以及上述不同年份的气候变化情景下运行的结果 ,结合中国若干农业气候指标 ,分区评述了未来 10年、30年和 5 0年全球气候变化对不同稻作类型水稻生育期、产量、稻田蒸散量的阶段性影响 ,并分析了中国稻作制度可能发生的演进趋势。最后 ,在模拟试验的基础上 ,提出了若干适应气候变化的农业对策 ,包括调整品种布局、有条件地扩种双季稻、改善灌溉条件及培育和引进新品种等。

气候变化对福建省水稻生产的阶段性影响

将福建省划分为3个水稻种植区,选取19个样点,采用近5年(2000—2004年)中逢单年份的产量进行CERES-Rice模型参数的调试,逢双年份的产量用于检验模型在研究区域的适用性;利用GISS GCM Transient Run的输出值生成了每个样点2030年及2050年的气候变化情景;在各情景文件下运行CERES-Rice模型,并将模拟结果与当前气候情景(BASE情景)下的模拟值进行比较,再结合蒸散比(β)、产量波动系数(F)等指标,定量评价了未来气候渐变过程对福建省水稻生产的影响;在此基础上提出了适应气候渐变的若干可能对策。结果表明:在未来气候变化过程中,研究区域水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润;研究区域早稻及单季稻生育期都将不同程度的缩短,后季稻2050年情景下有所延长;闽东南及闽西北双季稻区产量在未来两种气候情景下均表现为减产,且减产幅度随温度升高而加大。闽西北山地气候的单季稻区表现为增产;当前闽东南水稻的稳产性最差,闽西北双季稻区的稳产性较好。未来气候变化中水稻稳产性将变差;未来两种气候情景下福建省水稻总产将随着温度的升高而减少。

气候及其变率变化对长江中下游稻区水稻生产的影响

在长江中下游稻区选择19个样点,将每个样点近20年(1979-1998年)的水稻产量资料及同期气象资料分为两组,一组结合当地水稻生态试验或品种区域试验资料用于CERES-Rice模型中遗传参数的调试,另一组用于检验该模型在研究区域的适用性。通过对未来气候变率变化(ΔCV)的3种假设并利用WGEN(天气生成器),将每个样点基于3种平衡GCM(大气环流模型)的CO2倍增气候变化情景文件改进为兼顾气候及其变率变化(CC+ΔCV)的9种情景文件。在上述各情景文件下分别运行CERES-Rice,并将模拟结果与本底气候(Baseline)下的模拟值进行比较,再结合蒸散比(β)和产量波动系数等算法,评价了CO2有效倍增时CC+ΔCV对长江中下游稻区水稻生产的影响。结果表明,当CO2有效倍增时,随着ΔCV的增大,不同稻作制度下水稻高温热害将愈演愈烈,早稻和晚稻受低温威胁将显著减轻;水稻生长季内干湿状况较目前无明显差异,但季节性干旱和暴雨的发生频次呈增加之势;研究区域不同稻作制度下的水稻生育期均明显缩短,ΔCV增大对生育期无显著影响;不论是单、双季稻,还是灌溉或雨育水稻都显著减产,其中中游稻区的减产幅度大于下游稻区,单季稻和晚稻的减产幅度大于早稻,UKMO、GISS情景下的减产幅度大于GFDL情景;研究区域不同稻作制度下的水稻进一步减产,且稳产性变差,但良好的灌溉条件可以减缓水稻产量的年际波动。