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全球气候变化对西北地区能量和水分循环及作物影响机理研究
日期:2015-07-14     来源:杨凌示范区科技信息中心    
 
        根据气象资料分析和北京大学陆面过程模式模拟研究,结果表明:在全球变暖的大背景下,60年以来,关中地区气温在持续升高,降水、日照在持续减少;将关中平原七地的叶面积指数数据与对应时间内的平均温度、最高温度、日照时数、相对湿度、累计降水五个气象因子进行相关性分析发现,代表作物长势的农田叶面积指数与平均温度与最高温度的相关性最强,说明在关中的灌溉农田中,热量条件是对作物长势影响最大的气象因子。其他三个要素的相关性均为正值,但是数值较小,说明作物长势也受其影响,但是影响较小。对于作物全年生育期,热量因子对于作物长势的影响非常显著;不同的生育期,作物对光的需求是不同的,在冬小麦灌浆成熟期,本时段内小麦对于光照条件非常敏感;对于灌溉农田,分生育期然后平均来看,累计降水对作物长势的影响不是非常明显;利用北京大学陆面过程模式模拟的表层土壤湿度、太阳辐射通量、二氧化碳通量、热通量在各个生育期的日变化情况与实际情况一致,且模拟结果与台站观测达到干热风标准是一致的,说明区域尺度上可以模拟出构成典型的干热风发生条件的气象场。
       针对以上分析与模拟结果,分析气候变化对作物生长的影响以及提出了针对关中、杨凌地区农业应对气候变化的对策:气候变暖使作物蒸腾的水分和土壤蒸发加剧,土壤水分利用率下降,会使农业水分供需矛盾加剧。另外,气候变暖有利于病虫的越冬、繁殖,导致病虫害影响加;需重视选育耐高温、抗病虫害的作物品种,提高作物对气候变化的适应性;在2014~2016年,本地区降水量将处于变化周期中的下降阶段,所以建议农业相关部门应提前做好抗旱保墒工作;该区四个季节内的日照时数都呈现降低趋势,尤其以作物干物质累积最为旺盛的关键时期夏季日照时数下降明显。而太阳辐射因素是人为不可改良的因素,这对于农业可持续发展是一个挑战;气温升高将直接导致植被冠层温度的升高;由于温度升高导致叶面蒸腾和蒸发的速率加快,所以升温对于潜热通量的影响主要体现在冠层潜热通量明显升高,这可能导致半干旱地区的作物失水,因而在全球变暖背景下,保证土壤墒情是一个重要工作点;对于关中地区多发的小麦干热风,应当采取早预警、抢灌溉的防治措施,这一点需要气象部门与农业部门的积极配合。对于灌溉方式的选择则应该因地制宜,针对特定地区开展大田实验观测,以获得第一手数据。
 
 
(资料来源:北京大学,中国水利水电科学研究院,中国科学院遥感与数字地球研究所)