区域气候模式与作物模型联接的影响评估模拟实验及不确定性分析

利用英国Hadley中心开发的区域气候模式RCMPRECIS(网格分辨率50km×50km),与经过田间试验资料和历史气候资料验证和校准过的CERES系列作物模式相结合,就区域气候模式与作物模式联接的影响评估方法及其不确定性进行了评估。结果表明,相对于大气环流模型来说,区域气候模式与作物模型的结合省去了随机天气发生器的中间环节,减小了不确定性产生的因素。在站点模拟上,该方法在平原地区的模拟效果较好,而山区的模拟效果较差,但如果能用实测天气数据对模拟的天气数据进行验证,模拟效果明显提高。在区域模拟上,该方法可以较好地体现出产量变化的空间分布规律,但由于空间数据的限制,模拟产量与实际产量的偏差较站点水平要大。     

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CERES-Rcie相嵌套,在50 km×50 km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.     

气候变化对我国干旱/半干旱区小麦生产影响的模拟研究

利用随机天气模型,将气候模式对大气中CO₂倍增时预测的气候情景与CERES-小麦模式相连接,研究了气候变化对我国冬小麦和春小麦生产的可能影响。并对水分、温度、CO₂综合对小麦的作用进行初步模拟分析。所得结论为:①气候变化后小麦发育将加快,生育期缩短,春小麦生育期缩短的绝对数和相对数均小于冬小麦。②北方十个站点小麦生产的最适水分条件在不同站点、不同气候情景下都有所不同。最适水分条件变幅在40%～80%。③在不考虑CO₂对小麦影响的情况下,由于热量充足,只要水分条件适宜,未来我国北方干旱、半干旱地区小麦产量整体都有增产趋势。如果考虑CO₂,增产效果更加明显。     

华北平原冬小麦田土壤胞外/内酶活性对长期CO2浓度升高的响应

针对农田胞外和胞内酶活性响应CO₂浓度升高认识不足的现状,依托华北平原冬小麦种植区北京昌平试验站长期开放式CO₂富集平台,设置常规和升高两组CO₂浓度处理,研究冬小麦田土壤胞外和胞内酶活性的变化及影响因素。结果表明:CO₂浓度升高促进胞外碳获取酶活性,不影响胞外氮获取酶活性以及全部胞内酶活性。通过量化碳、氮获取酶的胞外胞内比发现,CO₂浓度升高在冬小麦成熟期增强了碳获取酶胞外胞内比,但降低了氮获取酶胞外胞内比。胞外碳、氮获取酶活性都与土壤pH值呈负相关;而胞内碳获取酶活性与土壤含水量正相关,胞内氮获取酶活性与微生物生物量负相关。CO₂浓度升高导致上述大部分酶活性变化驱动因素的作用消失,仅存在土壤全氮与胞内碳获取酶活性负相关。研究结果强调了对胞内酶开展研究的重要性,为理解土壤过程对全球变化因素的响应提供了新见解。