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基于多GCMs模式的气候变化对河北棉花生产与耗水影响评估

王柯宇,  杨艳敏,  杨永辉,  刘德立,  陈丽

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文章导航 > 中国生态农业学报(中英文)  > 2023 >  31(6): 845-857
王柯宇, 杨艳敏, 杨永辉, 刘德立, 陈丽. 基于多GCMs模式的气候变化对河北棉花生产与耗水影响评估[J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2023, 31(6): 845−857 doi: 10.12357/cjea.20230016
引用本文: 王柯宇, 杨艳敏, 杨永辉, 刘德立, 陈丽. 基于多GCMs模式的气候变化对河北棉花生产与耗水影响评估[J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2023, 31(6): 845−857 doi: 10.12357/cjea.20230016
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WANG K Y, YANG Y M, YANG Y H, LIU D L, CHEN L. Evaluation of the effect of future climatic change on Hebei cotton production and water consumption using multiple GCMs[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2023, 31(6): 845−857 doi: 10.12357/cjea.20230016
Citation: WANG K Y, YANG Y M, YANG Y H, LIU D L, CHEN L. Evaluation of the effect of future climatic change on Hebei cotton production and water consumption using multiple GCMs[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2023, 31(6): 845−857 doi: 10.12357/cjea.20230016
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基于多GCMs模式的气候变化对河北棉花生产与耗水影响评估

doi: 10.12357/cjea.20230016
  • 1.

    中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室　石家庄　050022

  • 2.

    中国科学院大学　北京　100049

  • 3.

    澳大利亚新南威尔士州初级产业部Wagga Wagga农业研究所Wagga Wagga　2650　澳大利亚

  • 4.

    保定市灌溉试验站　望都　072450

基金项目: 国家自然科学基金项目(31871518)、河北省自然科学基金项目(C2022503008)和政府间国际科技创新合作项目(2022YFE0119500)资助
详细信息
    作者简介:

    王柯宇, 主要研究方向为气候变化评估。E-mail: wangkeyu20@mails.ucas.edu.cn

    通讯作者:

    杨艳敏, 主要研究方向为作物模型应用与气候变化评估。E-mail: ymyang@sjziam.ac.cn

  • 中图分类号: S562

Evaluation of the effect of future climatic change on Hebei cotton production and water consumption using multiple GCMs

  • 1.

    Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences / Key Laboratory of Agricultural Water Resources, Chinese Academy of Sciences / Hebei Key Laboratory of Water-saving Agriculture, Shijiazhuang 050022, China

  • 2.

    University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

  • 3.

    NSW Department of Primary Industries, Wagga Wagga Agricultural Institute, PMB, Wagga Wagga, NSW 2650, Australia

  • 4.

    Baoding Irrigation Experimental Station, Wangdu 072450, China

Funds: This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31871518), the Natural Science Foundation of Hebei Province (C2022503008) and the International Cooperation Program of Ministry of Science and Technology of China (2022YFE0119500).
More Information

    摘要
  • 摘要: 气候模式是气候变化影响评估中不确定性的主要来源, 前人的研究多采用单个或较少的气候模式进行评估, 采用多种气候模式进行驱动可以降低由于气候模式的选择带来的误差。本研究在两年大田试验的基础上对作物模型APSIM-COTTON进行了精细的校验, 并选择22个GCMs (Global Climate Models)模式驱动作物模型评估了气候变化对河北棉花生产和耗水的影响。结果显示, 在所有气候情景下, 未来所有时间段, 播期提前, 各个发育时期(出苗、现蕾、吐絮、成熟)都较基准期缩短, 例如收获期在2090s 年代的SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别提前15.3 d、21.0 d、30.3 d和35.2 d。年内总蒸散量在多数情景下总体呈增加趋势, 在SSP5-8.5情景下2030s、2050s、2070s和2090s分别增加6.5 mm、7.8 mm、14.3 mm和32.7 mm , 而灌水量减少25.7 mm、23.8 mm、30.5 mm和29.0 mm。棉花产量在未来则表现出在低辐射下不同年代差异不大, 而在高辐射强迫下随着年代增加而降低的趋势。在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下2090s皮棉产量相比基准期分别减少61.5 kg∙hm−2、46.6 kg∙hm−2、407.1 kg∙hm−2和432.5 kg∙hm−2。棉花生产和耗水对未来气候变化的响应是气候要素CO2浓度、太阳辐射强度、温度、降雨等综合作用的结果, 本研究模拟结果为未来农业措施的响应提供理论支撑。