气候变化对黑河流域典型作物需水影响及综合应对措施.pdf

由于降雨、蒸发和土壤水之间存在水量平衡关系，全球气候变化势必会对未来作物灌溉格局造成一定影响。未来气候变化模式下，降雨、温度和辐射等气象因子的随机性、趋势性、周期性和时间节律发生改变。这些气象因子将直接影响作物的生长发育情况，进而对作物需水产生影响。需要特别指出的是温度的时间节律变化会直接影响作物发育期长度、开始（结束）时间，从而导致作物物候期改变。作物物候期作为表征气候变化对农业影响最为敏感的因子之一，是该领域研究的热点和前沿问题。开展气候变化下基于物候期的作物需水变化研究，可以为农业供需水的研究提供直接技术支持，对农业生产系统管理具有重要意义。　　 以往物候期研究多以多年物候观测资料为基础，该方法对于缺资料地区受到了一定的限制，本文借助作物发育期积温阈值研究来弥补物候观测资料的不足。利用作物生长条件所需的最低活动积温值，计算出不同作物发育期的开始与结束时间，计算结果均在实测资料范围以内。利用气候倾向率，得到作物发育期的物候变化规律:其中小麦播种期提前了5～9d，出苗期提前了7～8d，分蘖期提前了5～6d，拔节期提前了3～4d，抽穗期提前了5～7d，腊熟期提前了14d;玉米播种期提前了4d，出苗期提前了2d，吐丝期提前了2d，腊熟期提前了5d。　　 运用1961-2010年逐日气象资料，识别气温突变点，作为受气候变化影响强弱的拐点，结合物候期变化规律，系统辨识气候变化下基于作物物候期的需水量时空演变特征，对比性分析了考虑作物物候期与不考虑物候期影响的需水量变化。突破了以往研究多从农业气候因子与作物需水变化之间的关系、及温度增加情景下的需水变化两个方面的局限性。结果表明:气候变化影响下，不考虑作物物候变化，小麦需水量增加了6％，玉米需水量增加了0.7％;考虑作物物候变化，小麦需水日期提前了10d，需水天数缩短了7d，需水量降幅为11.5％;玉米需水日期提前了9d，需水天数缩短了7d，减幅为1.8％。　　 依据已有的研究成果，本文选取了气温和物候期两个控制变化，建立了8种未来气候变化情景，对不同气候变化情景下中游作物需水量需水进行分析。结果表明，气温每升高1℃，小麦发育期开始时间提前2d，发育期长度缩短2d，需水量增加1.4mm;玉米发育期开始时间提前3d，发育期长度缩短4d，需水量减少0.9mm。　　 分析黑河流域基本灌溉制度的基础上，基于上述研究成果，以流域社会、经济和生态可持续发展为目标，提出了流域农业灌溉应对气候变化影响的对策措施。