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Responses of crop growth and water productivity to climate change and agricultural water-saving in arid region

摘要: 气候变化和与之伴生的大气中二氧化碳浓度增加,气温升高已经给农业生产带来了巨大的挑战,尤其是干旱和半干旱地区。因此,评价作物生长和水分生产力对气候变化的响应就显得尤为重要,这也可以进一步来帮助管理者制定合理的措施来削弱它们的负面效应。本文首先建立了一个可以很好地考虑二氧化碳浓度对气孔导度和叶面积影响的农业水文模型,并利用收集的典型旱区(黑河中游绿洲)的数据对该模型进行了很好的率定和验证。该模型模拟的土壤含水率和作物生长指标与观测值匹配良好。基于此模型,本文进一步考虑三种二氧化碳排放情景和三种农业节水措施组合发展得到了九个未来情景,并利用这些情景评估了2018-2047年作物生长和水分生产力对气候变化和农业节水的响应规律。模拟结果表明:与现状(2003-2012年)相比,制种玉米的产量在2018-2027年会减少3.4-8.6%,在2028-2047年会增加1.5-18.7%;春小麦的产量在2018-2047年会增加7.4-26.7%。此外,制种玉米和春小麦的水分生产力(WP)分别增加了14.3-44.5%和34.7-52.0%。本文进一步提出了制种玉米和春小麦对气候变化的应对措施。该结果也可以为其他其他干旱区气候变化应对措施的制定提供参考依据。

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