本文關(guān)鍵詞：氣候變化對(duì)西北半干旱地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)影響的研究

  更多相關(guān)文章： 馬鈴薯 氣候變化 優(yōu)化播期 種植區(qū)劃 適宜度

【摘要】：馬鈴薯是我國(guó)西北半干旱地區(qū)的主要糧食作物之一,具有適應(yīng)性強(qiáng)、生育期短、營(yíng)養(yǎng)豐富、抗災(zāi)能力強(qiáng)的特點(diǎn),并且產(chǎn)量高、增產(chǎn)潛力大,是我國(guó)僅次于水稻、小麥、玉米的第四大主糧作物。大力推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè),是我國(guó)確保糧食安全的一項(xiàng)重要策略。近幾十年來,全球氣候變暖對(duì)中國(guó)西北半干旱地區(qū)馬鈴薯的生產(chǎn)造成了不利影響,馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量總體呈下降趨勢(shì)。而研究馬鈴薯生長(zhǎng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)理,以及未來的氣候條件會(huì)對(duì)馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量造成何種影響,如何調(diào)整生產(chǎn)種植制度來應(yīng)對(duì)氣候變化的不利影響,這些對(duì)于西北半干旱地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)具有重要的意義。本文利用1961-2010年的逐日氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和RCP4.5情景下區(qū)域氣候模式RegCM4模擬的1961-2060的逐日氣象數(shù)據(jù),結(jié)合WOFOST作物生長(zhǎng)模型,定量分析了氣候變化對(duì)研究區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源、馬鈴薯溫度適宜度、水分適宜度、光照適宜度、馬鈴薯種植區(qū)劃、馬鈴薯生育期和產(chǎn)量的影響趨勢(shì)和程度,并結(jié)合定西市馬鈴薯分期播種實(shí)驗(yàn)和WOFOST模擬結(jié)果,分析論證了優(yōu)化播期以應(yīng)對(duì)氣候變暖這一措施方案的可行性,還計(jì)算了未來氣候條件下研究區(qū)最佳播種期的變化趨勢(shì)和特征,以期為研究區(qū)的馬鈴薯生產(chǎn)種植提供一個(gè)可靠的參考和依據(jù)。本文得到的主要結(jié)論如下：1.過去幾十年(1961-2010),研究區(qū)氣候總體呈現(xiàn)“暖干化”特征,而在RCP4.5情景下,這一趨勢(shì)將會(huì)持續(xù),即未來50年(2011-2060)研究區(qū)總體氣候仍將趨于“暖干化”,在此背景下,研究區(qū)馬鈴薯主要生育期(4-9月)內(nèi)的熱量資源,包括日平均溫度、≥10℃積溫、最熱月平均溫度以及日最高溫度30℃的天數(shù)都呈增加趨勢(shì),反映馬鈴薯適播期的穩(wěn)定通過6℃界限溫度的初日則呈現(xiàn)逐漸提前的趨勢(shì)；而水分資源,包括馬鈴薯生育期內(nèi)降水量、參考蒸散、水分盈虧都呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)。馬鈴薯屬于喜涼作物,氣候“暖干化”導(dǎo)致的一系列熱量資源和水分資源的變化對(duì)馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成起到負(fù)面作用。2.研究區(qū)馬鈴薯生育期內(nèi)的溫度適宜度、水分適宜度、光照適宜度都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；選取對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)起主要作用的環(huán)境因子(海拔、坡度、植被覆蓋度)和關(guān)鍵氣候因子(6-7月降水、4-9月≥10℃積溫、7月平均氣溫、4-9月干燥度),并通過AHP層次分析法確定各因子權(quán)重,計(jì)算求得1km分辨率的馬鈴薯種植區(qū)劃圖,可以看到,馬鈴薯種植適宜區(qū)主要分布在研究區(qū)中西部地區(qū),北界為甘肅武威中部、寧夏中部到榆林西部一線,南界為甘肅隴南到陜西關(guān)中北部一線。未來隨著氣候變化,適宜區(qū)呈現(xiàn)南界北移和面積縮小的趨勢(shì)。3. WOFOST模型模擬的產(chǎn)量結(jié)果說明,在未來氣候變化的背景下,研究區(qū)大部分地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量都將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；未來50年(2011-2060),通過改善灌溉條件,可以在研究區(qū)的西北部地區(qū),包括武威南部、蘭州、白銀以及寧夏西北部地區(qū)大幅度增加馬鈴薯產(chǎn)量,一定程度上補(bǔ)償氣候變化對(duì)馬鈴薯的負(fù)面影響。而氣候變暖對(duì)馬鈴薯生育期的影響主要表現(xiàn)在適播期提前,各發(fā)育期提前,全生育期時(shí)間縮短三個(gè)方面。4.從定西市2010年馬鈴薯分期播種的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,5月底或6月初是定西地區(qū)馬鈴薯的最佳播種期,較傳統(tǒng)播種期推遲30天左右。通過WOFOST模型得到的定西2010年最佳播期為6月9日前后,與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致。在此基礎(chǔ)上,模擬了整個(gè)研究區(qū)40個(gè)站1961-2060年的最適播種期并插值到1km分辨率柵格上,結(jié)果表明,未來研究區(qū)馬鈴薯的最佳播期呈現(xiàn)后延的趨勢(shì),這說明,優(yōu)化播期是應(yīng)對(duì)氣候變暖對(duì)馬鈴薯影響的有效措施,而基于區(qū)域氣候模式和作物模型獲得的未來各個(gè)站點(diǎn)的馬鈴薯最佳播種期數(shù)據(jù),不僅為同類研究提供了一個(gè)新的思路,也為當(dāng)?shù)氐鸟R鈴薯生產(chǎn)規(guī)劃提供了一個(gè)參考和依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：馬鈴薯 氣候變化 優(yōu)化播期 種植區(qū)劃 適宜度
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S532;S162.54
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 研究意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-24
• 1.2.1 西北地區(qū)氣候變化概況13-16
• 1.2.2 氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響16-19
• 1.2.3 區(qū)域氣候模式研究進(jìn)展及應(yīng)用19-22
• 1.2.4 作物模型研究進(jìn)展及應(yīng)用22-24
• 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容24-26
• 1.3.1 研究目標(biāo)25
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.4 技術(shù)路線26-29
• 第二章 研究區(qū)概況與研究資料29-45
• 2.1 研究區(qū)概況29-34
• 2.1.1 行政區(qū)劃及農(nóng)業(yè)發(fā)展概況29-30
• 2.1.2 自然地理概況30-34
• 2.2 研究數(shù)據(jù)34-38
• 2.2.1 氣象數(shù)據(jù)34-36
• 2.2.2 作物數(shù)據(jù)36-37
• 2.2.3 土壤數(shù)據(jù)37
• 2.2.4 植被覆蓋數(shù)據(jù)37
• 2.2.5 數(shù)字高程模型37-38
• 2.3 數(shù)據(jù)處理38-45
• 2.3.1 ANUSPLIN插值38-40
• 2.3.2 氣候情景數(shù)據(jù)訂正40-45
• 第三章 西北馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)氣候變化特征45-77
• 3.1 研究方法45-47
• 3.1.1 突變檢驗(yàn)分析法45
• 3.1.2 太陽(yáng)輻射計(jì)算45-46
• 3.1.3 光合有效輻射46
• 3.1.4 參考作物蒸散模型46-47
• 3.2 研究區(qū)基本氣候要素變化特征47-52
• 3.2.1 平均氣溫時(shí)空變化特征47-49
• 3.2.2 降水時(shí)空變化特征49-52
• 3.3 西北馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)生長(zhǎng)季內(nèi)農(nóng)業(yè)氣候要素變化特征52-75
• 3.3.1 熱量變化特征53-61
• 3.3.2 水分變化特征61-70
• 3.3.3 馬鈴薯生長(zhǎng)季內(nèi)光合有效輻射變化特征70-72
• 3.3.4 穩(wěn)定通過6℃初日72-75
• 3.4 本章小結(jié)75-77
• 第四章 研究區(qū)馬鈴薯氣候適宜性分析77-105
• 4.1 研究方法77-83
• 4.1.1 農(nóng)業(yè)氣候適宜度模型77-81
• 4.1.2 農(nóng)業(yè)氣候資源系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型81
• 4.1.3 波動(dòng)指標(biāo)81-82
• 4.1.4 AHP層次分析法82-83
• 4.2 農(nóng)業(yè)氣候適宜度的時(shí)空變化83-92
• 4.2.1 溫度適宜度83-86
• 4.2.2 水分適宜度86-89
• 4.2.3 光照適宜度89-92
• 4.3 農(nóng)業(yè)氣候適宜度綜合評(píng)價(jià)92-95
• 4.4 馬鈴薯氣候適宜性區(qū)劃95-102
• 4.4.1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)96-97
• 4.4.2 指標(biāo)的權(quán)重分配97-98
• 4.4.3 區(qū)劃指標(biāo)分級(jí)方案98-99
• 4.4.4 馬鈴薯氣候區(qū)劃結(jié)果99-102
• 4.5 本章小結(jié)102-105
• 第五章 氣候變化對(duì)馬鈴薯發(fā)育期及產(chǎn)量影響的模擬研究105-129
• 5.1 WOFOST模型簡(jiǎn)介105-107
• 5.1.1 WOFOST模型的輸入105-106
• 5.1.2 WOFOST的主要模擬過程106-107
• 5.2 WOFOST模型運(yùn)行方式的改進(jìn)107-108
• 5.3 WOFOST模型數(shù)據(jù)庫(kù)建立108-109
• 5.3.1 氣象數(shù)據(jù)108-109
• 5.3.2 土壤數(shù)據(jù)109
• 5.4 馬鈴薯作物參數(shù)敏感性分析及調(diào)整109-116
• 5.4.2 作物參數(shù)敏感性分析110-113
• 5.4.3 作物參數(shù)調(diào)整113-114
• 5.4.4 WOFOST模型驗(yàn)證114-116
• 5.5 基于光溫水的產(chǎn)量模擬116-117
• 5.6 馬鈴薯產(chǎn)量的模擬與預(yù)測(cè)117-122
• 5.6.1 模擬產(chǎn)量的時(shí)空變化分析117-120
• 5.6.2 馬鈴薯產(chǎn)量的波動(dòng)性120-121
• 5.6.3 未來馬鈴薯產(chǎn)量相對(duì)于基準(zhǔn)期的變化121-122
• 5.7 馬鈴薯發(fā)育期的模擬與預(yù)測(cè)122-126
• 5.7.1 播種-出苗天數(shù)122-123
• 5.7.2 出苗-開花天數(shù)123-124
• 5.7.3 開花-成熟天數(shù)124-125
• 5.7.4 全生育期天數(shù)125-126
• 5.8 本章小結(jié)126-129
• 第六章 馬鈴薯播期優(yōu)化實(shí)驗(yàn)及模擬研究129-151
• 6.1 田間分期播種試驗(yàn)130-141
• 6.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)130
• 6.1.2 觀測(cè)項(xiàng)目與方法130-131
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析131-141
• 6.1.4 實(shí)驗(yàn)小結(jié)141
• 6.2 WOFOST分期模擬驗(yàn)證141-145
• 6.2.1 模擬方案設(shè)置142
• 6.2.2 田間實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)果驗(yàn)證142-145
• 6.3 馬鈴薯最佳播期的模擬與預(yù)測(cè)145-148
• 6.4 本章小結(jié)148-151
• 第七章 結(jié)論與展望151-155
• 7.1 主要結(jié)論151-152
• 7.2 特色與創(chuàng)新152-153
• 7.3 問題與展望153-155
• 參考文獻(xiàn)155-163
• 科研成果163-165
• 致謝165-166

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 熊甘飛;金一春;;麗水地區(qū)中山地帶發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)的氣候優(yōu)勢(shì)[J];浙江氣象科技;1991年02期

2 孫樹卓,王紅霞,侯慶玲,成翠霞;脫毒馬鈴薯早熟高產(chǎn)栽培[J];河南科技;2002年04期

3 白美蘭,侯瓊;馬鈴薯產(chǎn)量的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃研究[J];氣象科技;2003年04期

4 彭運(yùn)生,芮玉奎;兩極交變磁場(chǎng)對(duì)馬鈴薯生化指標(biāo)和產(chǎn)量影響的初步研究[J];激光生物學(xué)報(bào);2003年02期

5 宋學(xué)鋒,侯瓊;氣候條件對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象;2003年02期

6 馮瑞琴,田豐;氮鉀肥配施對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J];青海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

7 陳義明;;馬鈴薯產(chǎn)量與氣候條件的灰色動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型[J];青海氣象;2005年03期

8 王霞;;呼倫貝爾地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量與氣候條件的灰色監(jiān)測(cè)分析[J];內(nèi)蒙古氣象;2007年06期

9 穆俊祥;曹興明;弓建國(guó);梁建功;郭美蘭;李惠君;;有機(jī)肥和氮磷鉀肥配施對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J];石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

10 王連喜;朱，

本文編號(hào)：512209