基于HadCM3模式的气候变化下北京地区冬小麦耗水(3)

由计算春化作用、冬小麦冻害、分蘖和各生长阶段时期等模式组成；（2）生长子程序（GROSUB），包括计算叶片生长、叶片衰老、叶面积增加、光能量的截获、光合作用、植株不同器官生物量的分CERES-Wheat模型由主控程序和4个主要子程序组成，包括：（1）阶段发育子程序（PHENOL），配、茎杆、根和穗生长等模式；（3）土壤水分平衡子程序（WATBAL），有计算土壤径流、渗透、土壤蒸发、植物蒸腾、植物吸收的水分、水分胁迫和根分布等若干个模式；（4）氮素平衡子程序（NTRANS），包含计算土壤矿化速率、固氮、氮的硝化等模式。CERES-Wheat模型的输入文件包括试验管理文件FILEX、田间实测摘要文件FILEA、天气数据文件FILEW、土壤文件FILES、遗传参数文件FILEC。模型提供了一个GenCalc模块，可以进行遗传参数的率定。CERES-Wheat模型以积温作为冬小麦生育阶段的标志。CERES-Wheat模型的主要参数包括春化敏感性系数、光周期敏感性系数、灌浆持续期系数、每穗粒数系数、籽粒灌浆速率系数、单茎分蘖重系数、出叶积温。根据永乐店试验站作物生长过程实测资料，对CERES-Wheat模型中的遗传参数进行率定，各参数率定结果为2.0、4.9、-10.0、3.4、29.8、3.6和80.0℃，其中产量对籽粒灌浆速率系数G2最敏感。利用这些参数，模型对冬小麦产量、干物质积累和叶面积指数等均有较好的模拟效果

2.4日气象资料的生成［23］。

利用天气发生器，可以根据已有气候资料序列，计算序列的一些参数，生

成较为可靠的模拟序列来延长已有序列，天气发生器模拟的气候要素主要有降水量、最高气温、最低气温和太阳辐射等，本次研究利用北京永乐店站实测逐日气象资料，生成未来气候变化情景下的日气象资料，具体步骤为：（1）利用CERES模型中的WGEN模块，根据北京永乐店站1961—1990年的逐日气象资料，生成2001—2100年的日气象资料，包括降水量、最高气温、最低气温、太阳辐射；（2）以HadCM3给出的情景20C3M下1961—1990年的逐月气象资料为基础，分别计算各种气候变化情景在2020s、2050s、2080s的逐月气象资料与情景20C3M在1961—1990年的逐月气象资料的差值，将得到的差值按月叠加到步骤（1）得到的逐日气象资料，得到未来气候变化情景下的逐日气象资料，作为CERES模型的驱动。

2.52020s（2011—2030年）、2050s（2046—2065年）、2080s（2080—2099年）的逐日气象资料进行模拟，其中COMMIT情景无2080s资料。现状（1979—1998年）采用实测资料。

土层厚度设为90cm，土壤参数的选择见表1。

3模拟方案设定根据HadCM3的数据，选取COMMIT、SRA1B、SRA2、SRB1四种情景，利用

冬小麦生长的影响，假定养分充足即冬小麦生长不受养分胁迫。

表1

名称

土壤颜色

裸地反射率

根生长因子

排水速率参数值0.130.5033土壤水分的初始条件，根据2000年实测资料，取为0.343cm/cm。本研究重点考虑水分条件对3CERES模型中的土壤参数设定参数值0.25cm3/cm30.35cm3/cm3名称矿化因子干容重黏粒含量砾含量参数值1.40g/cm350.0%名称饱和含水率有机碳含量淤泥含量总氮参数值1.12%0.0%名称光合因子最适土壤含水率下限最适土壤含水率上限饱和含水率低于0.25cm/cm开始灌溉，高于0.35cm/cm停止灌溉；设定灌溉的灌溉制度为冬小麦生育期内灌水433在灌溉处理方式上，分别考虑充分灌溉，设定灌溉和不灌溉。充分灌溉指60cm平均土层含水率

32次，每次60mm（600m/hm），灌溉方式为喷灌，灌溉日期分别为11月23日（冬前）、3月29日（返青

期）、4月15日（拔节期）和5月9日（灌浆期）。这样，共有36种模拟方案，详见表2。

3

3.1结果与讨论模拟结果根据以上方案设定与研究方法，基于永乐店试验站的率定参数，利用CERES-Wheat

—1103—