期刊信息
主办:内蒙古农业大学沙漠治理研究所
主管:内蒙古农业大学
ISSN:1003-7578
CN:15-1112/N
语言:中文
周期:月刊
影响因子:1.681818
数据库收录:
北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);农业与生物科学研究中心文摘;中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);中文社会科学引文索引-扩展(2008-2009);中文社会科学引文索引-扩展(2012-2013);中文社会科学引文索引-来源(2000-2002);中文社会科学引文索引-来源(2003);中文社会科学引文索引-来源(2004-2005);中文社会科学引文索引-来源(2006-2007);中文社会科学引文索引-来源(2010-2011);中文社会科学引文索引-来源(2014-2016);中文社会科学引文索引-来源(2017-2018);中文社会科学引文索引-来源(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国人文社科核心期刊;期刊分类:资源科学
气候变化下干旱对中国玉米产量的影响(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】为了避免非生产性用水与生产性用水效应的混淆,AquaCrop 对上述方程进行了改进,将蒸散量进一步分为土壤蒸发量和作物蒸腾量两个部分。最终作物产量以
为了避免非生产性用水与生产性用水效应的混淆,AquaCrop 对上述方程进行了改进,将蒸散量进一步分为土壤蒸发量和作物蒸腾量两个部分。最终作物产量以生物量和收获指数的乘积表示,如式(2)和式(3)所示
式中Y 为最终作物产量,kg/m2;B 为生物量,kg/m2;HI为收获指数;WP 为生物量水分生产效率,kg/(m2?mm);Tr为作物蒸腾量,mm。
模型中作物蒸腾量的计算方案如式(4)所示
式中Ks为土壤水分胁迫系数;Kcb为作物系数;ET0为作物参考蒸散量,mm,由FAO Penman-Monteith 公式[26]计算得到。
本研究采用的AquaCrop-OS 是Foster 等[27]于2017年 提 出 的 AquaCrop 模 型 的 开 源 版 本(AquaCrop-OpenSource),可以在多种编程语言和操作系统下运行,并能在大区域、长时间模拟计算时通过并行执行的方式大大缩短运行时间。此外,AquaCrop-OS 符合开放建模接口标准,便于与其他类型的模型建立联系。
2.2 数据说明
基于AquaCrop 作物模型的输入要求及研究需要,本研究需要的数据主要包括1)气象数据:历史真实气象数据(1980—1999 年)包括来源于中国气象局气候研究开放实验室[28]的CN05.1 数据集(降水),空间分辨率为0.25°×0.25°;来源于欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)(https:///)中ERA Interim Daily 数据集(最高气温、最低气温、平均气温、风速、降水、相对湿度、太阳辐射等),空间分辨率为0.125°×0.125°,以上数据均为日尺度;未来时期气象预测数据来源于CMIP5 中5种不同气候模式(表1)的输出结果(https://esgf-node. llnl.gov/search/cmip5/),包括历史基准时期下1950—2005年以及在3 种不同代表性浓度路径(rcp2.6、rcp4.5、rcp8.5)下2006—2100 年最高气温、最低气温、平均气温、风速、降水、相对湿度、太阳辐射的日尺度格网数据。2)土壤数据:来源于ISRIC 全球土壤信息(http:///)的WISE30sec,v1.0 数据集(2016 年),主要包括土壤质地数据(沙粒含量、黏粒含量)和土壤有机质含量数据,分辨率为0.008 3°,共7 层。3)作物数据:作物生长发育数据来源于国家气象科学数据中心(http:///)的中国农作物生长发育和农田土壤湿度旬值数据集,主要包括2005—2012 年中国各气象站点的玉米种植时间、种植密度以及出苗期、开花期、成熟期等主要生长发育参数;产量数据来源于中国农村统计年鉴及全国各省统计年鉴(http:///),主要包括2002—2011 年各地级市玉米产量和播种面积,用于作物模型的参数校正与验证;作物分布数据来源于EarthStat的“Harvested Area and Yield for 175 Crops Year 2000”数据集,内容包括1997—2003 年全球175 种作物产量和收获面积的平均值,分辨率为0.008 3°,在本研究中主要用于研究区的确定。
表1 耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)模式信息Table 1 Information of the Phase 5 of Coupled Model Inter-Comparison Project (CMIP5) models模式 Model 研究机构 Institute 国家 Country 空间分辨率Resolution/(°)CNRM-CM5 国家气象研究中心/欧洲科学计算高级研究和培训中心(CNRM/CERFACS) 法国 1.4×1.4 CSIRO-Mk3-6-0 英联邦科学与工业研究组织(CSIRO) 澳大利亚 1.875×1.875 HadGEM2-ES 英国气象局哈德莱气候预测和研究中心(Met Office) 英国 1.875×1.25 MIROC5 日本海洋地球科学技术处大气海洋研究所和国家环境研究所(MIROC) 日本 1.4×1.4 MRI-CGCM3 日本气象研究所(MRI) 日本 1.125×1.125
2.3 研究方法
2.3.1 模型输入参数
AquaCrop 作物生长模型的输入模块包括气象、土壤、作物、管理4 个部分,所有输入数据的空间分辨率均通过重采样统一到地级行政单元。
模型的气象输入(日尺度)包括最高气温、最低气温、降水、参考蒸散量、CO2浓度5 部分内容。其中最高气温、最低气温、降水均直接来自数据集;CO2浓度数据采用模型默认值(利用夏威夷MaunaLoa 天文台1958 年以来测量的平均大气CO2质量浓度作为参考建立的CO2质量浓度数据库[29]);参考蒸散量ET0则根据FAO Penman-Monteith 公式[26],由平均气温、风速、相对湿度、太阳辐射等变量计算得到,如式(5)所示
式中Rn为作物表面净辐射,MJ /(m2?d);G 为土壤热通量密度,MJ /(m2?d);T 为2 m 高处日平均气温,℃;u2为2 m 高处的风速,m/s;es为饱和水汽压,kPa,由最高气温、最低气温、平均气温计算得到;ea为实际水汽压,kPa,由平均气温和相对湿度计算得到;Δ 为蒸汽压力曲线的斜率,kPa/℃,由平均气温计算得到;γ为湿度计算常数,kPa/℃。
文章来源:《干旱区资源与环境》 网址: http://www.ghqzyyhjzz.cn/qikandaodu/2021/0120/399.html