青藏高原不同积温条件下春小麦光温生产潜力及其对气候变化的响应

摘要：

[目的]准确评估青藏高原春小麦光温生产潜力及其对气候变化的响应,可以为合理开发地区农业资源和保障区域粮食安全提供参考.[方法]首先基于文献数据资料,在对WOFOST模型进行参数校验的基础上,利用青藏高原113个气象台站1958—2017年的逐日气候数据,逐年模拟了春小麦光温生产潜力并进行空间分析,然后利用Theil-Sen Median坡度、Pearson相关和逐步多元线性回归(SMLR)等方法,统计分析了不同积温条件下春小麦光温生产潜力变化对气候要素变化的响应.[结果]1958—2017年,青藏高原各个气象台站春小麦的多年平均光温生产潜力在3.20—8.68 t·hm-2之间,其中5—9月多年平均活动积温在1600—3400℃·d区间的潜力相对较高,并且呈轻微上升态势,主要分布在西藏"一江两河"、青海"河湟谷地"、四川甘孜州北部等,而<1600℃·d和>3400℃·d区间的生产潜力相对较低,且分别呈显著上升和下降态势(P<0.01).青藏高原作物生长季的日平均温度、最高温度和最低温度均呈显著上升趋势(P<0.01),并且最低温度的上升速率高于平均温度和最高温度;温度日较差和太阳辐射则均呈下降趋势(P<0.01),下降速率分别为0.08℃·(10a)-1和8.96 MJ·m-2·(10a)-1.不同积温区间,气候要素的变化趋势存在明显差异,随着积温的增加,日最高温度、最低温度和平均温度的上升速率均呈下降态势,日较差的下降速率也呈减小态势,而太阳辐射的下降速率则为增加态势.青藏高原及各个积温区间春小麦光温生产潜力变化与太阳辐射变化均呈显著的正相关关系(P<0.01),而对温度变化的响应存在差异,积温区间从<1600℃·d到>3400℃·d,生产潜力对平均温度和最高温度的响应程度逐渐下降,且对最低温度的响应由正向变为负向,与日较差和太阳辐射的正相关性程度也呈先升高后下降的态势.在<1600℃·d积温区间,平均温度变化是影响光温生产潜力变化的关键因素,平均温度每升高1℃,光温生产潜力可增加885.71 kg·hm-2(P<0.01);而在1600—3400℃·d区间,太阳辐射变化对春小麦光温生产潜力变化起决定作用,太阳辐射每升高1 MJ·m-2,生产潜力可增加3.42 kg·hm-2(P<0.01);而在>3400℃·d区间,日最低温度和太阳辐射每升高1℃和1 MJ·m-2,春小麦光温生产潜力可分别下降和升高398.65和3.07 kg·hm-2(P<0.01).[结论]青藏高原不同积温区间的春小麦光温生产潜力及其对太阳辐射强度、温度变化的响应存在显著差异.研究结果有助于理解青藏高原不同积温条件下春小麦产量潜力水平及其对气候变化的响应,对区域春小麦布局和增产潜力开发提供支持.

关键词：春小麦、光温生产潜力、WOFOST模型、气候变暖、青藏高原

所属期刊栏目：55

分类号：S513;TM912;S1

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项;国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2022-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：2135-2149