图2不同气候变化情景的生育期平均气温2生育期辐射/MJ(/m·d)3不同气候变化情景的生育期平均辐射
缩短,见表2。冬小麦生长期长度主要受气温的控制,两者相关性较好(见图4),气温每升高1℃,生长期缩短约6d。
3.4产量与耗水量(1)充分灌溉条件下的产量与腾发量。充分灌溉条件下,各种气候变化情景的北京地区冬小麦产量与腾发量均有不同程度的下降,见表1。产量平均降幅5.1%,最高降幅16.4%;腾发量平均降幅2.9%,最高降幅7.3%。气温的升高有利于增加逐日的光合作用,但同时引起生长期的缩短,辐射的下降将引起光合作用的下降,三方面共同作用的结果是产量下降。各种情景下,产量在2050s高于2020s和2080s,原因可能是气温增加显著而辐射下降不明显(见图2、图3)。在充分灌溉时,日腾发量主要受辐射影响,辐射下降将引起腾发量下降,同时生长期缩短也将导致腾发量下降;(2)设定灌溉条件下的产量与腾发量。设定灌溉条件下,水分供给不足,北京地区冬小麦产量与腾发量的模拟结果均小于充分供水条件下的产量与腾发量。尽管同样有气温升高与辐射下降的影响,设定灌溉条件下,部分气候变化情景的冬小麦产量有所增加(见表2),这可能是由于降雨过程与灌溉配合更好的原因,水分条件起着决定性作用。腾发量与产量的规律类似;(3)无灌溉条件下的产量与腾发量。无灌溉条件下的产量只有充分灌溉的1/8左右,各种气候变化情景的北京地区冬小麦产量与腾发量以下降为主,个别情景增加,见表2,主要受降水过程控制。
3.5需水分析根据充分灌溉的模拟结果,可以得到各情景下的灌溉需水量。北京地区冬小麦未来情景的灌溉需水量模拟结果见表2,灌溉需水量平均降幅8.4%,最高降幅18.1%。实际上,灌溉需水量还受到降雨过程的影响,本文利用天气发生器得到未来气候情景下的降雨过程可能无法反映降雨过程的变化,如果降雨更加不均匀,将引起灌溉需水量的增加。
充分灌溉、设定灌溉和无灌溉条件下,产量与降水量的相关系数分别为0.59、0.72和0.90;3种条件下,腾发量与降水量的相关系数分别为0.73、0.86和0.90。总体而言,灌溉的减少,使作物生长更多地依赖于降水。另外,产量与耗水量大体上呈正相关关系(见图5),一般而言,同时实现节水与增产的困难较大。
图4生长期长度与生育期平均气温关系图5产量与耗水量关系
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