气候变化下干旱对中国玉米产量的影响

了解干旱的时空变化特征及其对农业生产的影响对于维护农业可持续发展具有重要意义。该研究以中国五大主要玉米种植区中241个地级行政单元作为研究对象,采用AquaCrop作物模型分别对rcp2.6、rcp4.5、rcp8.5,3种代表性浓度路径情景中玉米在不同灌溉条件下的受到的水分胁迫及相应产量进行模拟,在此基础上通过建立回归模型评估干旱强度对玉米产量损失的影响。结果表明,1)未来中国的干旱强度分布及玉米产量损失在空间上均呈现由西北至东南递减的趋势;2)未来时期全国大部分地区干旱水平相比于历史时期有所上升;3)玉米干旱损失率随干旱指数的变化特征符合Logistic曲线,回归结果的R2为0.96。4)未来北方春播玉米区和黄淮海夏播玉米区的玉米产量对干旱强度反应最敏感,应当引起格外重视。

采用AquaCrop作物生长模型研究中国玉米干旱脆弱性

干旱脆弱性评价作为干旱风险评估和灾损评估的重要环节,在保障国家粮食安全和农业可持续发展中具有重大意义。该文以中国5大玉米种植区为研究区域,以其中241个主要玉米种植城市为基本单元,采用扩展傅里叶幅度检验法选取出2个敏感参数(作物冠层形成后到衰老之前的作物系数和参考收获指数),并在此基础上对AquaCrop作物模型进行逐市的参数标定。利用参数标定后的模型对不同灌溉条件下玉米受到的水分胁迫及相应情景下的产量进行模拟计算,分别建立了5个玉米种植区对应的干旱脆弱性曲线。结果表明:5个区域的脆弱性曲线拟合结果均为S形曲线,当干旱强度指标达到0.2附近时,产量损失率开始迅速增加;当干旱强度指标达到0.6左右时,产量损失率接近最大值。拟合函数的决定系数R^2分别在0.47~0.98之间,曲线拟合结果较好,在中国区域性玉米干旱脆弱性研究与干旱风险评估领域具有一定的理论与应用价值。

野外自然条件下探地雷达识别植物根系的有效性研究

植物根系研究对于理解全球气候变化下的碳储存与碳分配等问题具有重要意义.而探地雷达可以在不破坏土壤环境的情况下获取根系信息,但其探测效果会受到土壤环境、根的大小及其空间分布等因素的影响.因此,探地雷达在野外自然条件下对根系的识别率和识别精度仍需进一步分析验证.本文基于对内蒙古灌丛化草地小叶锦鸡儿灌木根系的探测实验,设计雷达测量结果与剖面开挖实测结果的匹配比较方案.进一步探究天线频率、根的直径、根的深度、根的含水量以及根的伸展角度对探地雷达探测根系的识别率和识别精度的影响.结果表明:(1)三种天线频率对小叶锦鸡儿根系的识别率均可达50%以上,其中900 MHz频率天线的识别率最高,可达56%;(2)根的四种因素对识别率的影响程度不同,其中根的直径影响最大,其次是根的深度,根的含水量和伸展角度影响较小;(3)符合探地雷达探测和识别条件的根占总的根样本数的60%以上,有利于探地雷达用于大面积内根的平均数量和分布的估计.研究结果可以为探地雷达应用于野外根系无损性探测研究提供参考.