PDF《的模拟与分析*》

accepted Apr. 2, 2013) 第8期董莉霞等: 旱地春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化响应的模拟与分析

1017 气候变化对农业生产的影响非常明显, 表现在 农作物产量变化大、生产的不稳定性因素增加、种 植结构和布局的改变、农作物发育及熟制变化等几 个方面[1?9] .小麦是世界上最重要的粮食作物之一, 小麦生产对气候变化非常敏感[10] , 而温度又是小麦 生长发育的关键气象因素.全球温度不断发生变化, 对于春小麦的产量产生了很大影响, 国内外学者对 此进行了许多研究, 且主要集中在对平均温度的变 化研究方面.对于春小麦来说, 日最低温度和最高 温度对其生理活动有着重要影响.春季的低温会影 响物候, 夜间最低温度对春小麦呼吸作用和干物质 的积累等也产生很大影响, 而日最高温度对于控制 光合作用正常机能等方面非常重要[11] .最低温度和 最高温度对春小麦的生理效应不同, 春小麦对最低 温度和最高温度的响应也存在差异.Lobell 等[12?13] 研究认为, 墨西哥西北部各州的小麦产量提高与小 麦生产期夜间温度的降低有关. 在San Luis-Mexicali Valley of Mexico 和Imperial Valley of California 两个 试验点内, 通过对小麦等作物历史数据分析得出历 史产量对最高气温和最低气温的相关关系较为一致, 而利用 CERES 模型则得出最高气温升高是最低气 温升高对产量影响的

3 倍. 目前, 气候变化对作物产量的影响研究存在两 种主流方法: 一是作物生长模拟模型法, 二是作物 产量?气象指标经验统计法. 前者最明显的特点是可 以动态地表达作物生长的过程, 使用非常方便, 功 能强大, 并且作物生长模拟模型可以模拟和预测各 种温度组合情况下产量的变化情况, 还可通过对变 量的筛选得到特定管理方案的指示变量.因此作物 生长模拟模型作为一种对不同管理方案研究的工具 得到了更广泛的应用.而通过试验对所有可能影响 因素进行评价需要花费大量的时间、人力和财力. APSIM(Agricultural Production System Simulator)模 型是由隶属澳大利亚联邦科工组织和昆士兰州政 府的农业生产系统组开发并研制的一种作物机理 模型.APSIM 模型的特点是长于作物轮作系统模 拟[14?17] , 适用于旱作农业系统中各主要组分的模拟 研究.该模型在作物生产管理决策、季节性气候变 化评估、水资源合理应用、政策制定风险评估和研 究教学活动向导等方面发挥了非常强大的作用, 并 且利用 APSIM 模型在研究区也进行了一些研究, 研 究表明 APSIM 模型模拟春小麦产量具有较高的准 确性[18?20] .为此本研究基于 APSIM 模型, 分别模拟 了日最低温度和最高温度变化幅度在±1 ℃范围组 合设计下春小麦产量的变化, 从而为研究温度变化对 甘肃中部旱地春小麦产量的影响提供理论依据, 并为 制定减缓温度变化对春小麦不良影响的措施提供参考.

1 材料与方法 1.1 APSIM 模型及参数 APSIM 模型自

1991 年开始研制, 主要由

4 部分 组成: (1)生物物理模块, 模拟作物系统的生物与物 理过程;

(2)管理模块, 为用户提供管理措施和........