气候变化情景下广西冬季农业气候资源评估预估研究

摘要

农业气候资源是指对农业生产有利且直接参与农业生产过程的光照、温度、水分、气流和空气成分等条件及其组合，是地球上普遍存在的一种重要的自然资源，主要包括光能资源、热量资源和水分资源等。广西所处地理位置有利于发展冬季农业，通过研究广西冬季气候时空变化特征规律，探究广西冬季作物气候生产潜力，为广西发展冬作物生产和冬季农业气候资源规划利用提供了理论基础和科学依据。本研究选定IPCC《排放情景特别报告》(SRES)中所构建的，能代表未来区域发展可能性的A2和B2气候变化情景，其中A2描述了人口增长迅速、经济发展迟缓;B2描述了人口和经济增长速度处在中等水平，生态环境得到改善。利用区域气候模拟系统PRECIS，生成广西冬季气温、降水和辐射强度气候情景数据，并利用迈阿密模型(Miami Model)和桑斯韦特纪念模型(Thornthwait Montreal Model)估算广西冬作温度、水分和蒸散气候生产潜力，结合运用GIS技术，绘制广西冬季农业气候资源和生产潜力的时空分布和变化特征专题分析图，评估预估未来广西冬季气候资源和冬作生产潜力发展和变化状况。所获主要结果如下:
　　(1)广西冬季日平均气温和日最低气温均呈升高趋势，其中A2情景的升温比B2情景显著。广西冬季总降水量随年际增加呈减少趋势，其中B2情景比A2情景下降明显。冬季平均辐射强度均随年际增加而逐渐增强，其中B2情景要比A2情景上升明显。增加的光温条件对冬种作物生长发育极为有利，但冬季降水量的偏少，降低了土壤墒情，从而抑制了冬种水分供应和利用，使农业生产潜力水平相应降低。
　　(2)广西冬季平均气温由南向北逐渐递减，热量最丰富的地区为百色、崇左、防城、钦州、北海一带;温度较低的地区为桂林、柳州、河池地区。在A2和B2情景下，未来南部暖区将进一步扩大，15℃等温线将由北回归线一带北移至柳州、来宾和贺州一线，提升该地区冬种的热量条件。
　　(3)广西冬季降水量由东向西逐渐递减，降水量最丰富的地区为桂林、贺州和梧州北部;水分欠缺的地区为百色、河池和崇左北部。随着年际变化，估计2050年以后，广西冬季降水将进一步减少，干旱中心逐渐东移至都安、马山一带。西部地区降水可能有所增加，缓解这一地区冬季水分条件的欠缺。
　　(4)广西冬季平均辐射强度总体由南向北递减，桂西北地区由于海拔的影响，辐射强度有所增加，强度较大地区除纬度较低的北海、玉林外;还有海拔较高的百色西部地区。未来随着全球气候的变化，估计2050年后，广西冬季平均辐射强度将进一步增加，高值区进一步扩大，辐射强度相对欠缺的地区只剩下桂北少部。
　　(5)受全球变暖影响，温度生产潜力增加，范围有所扩大，对冬季农业生产力的提高有着重大的影响。
　　(6)水分生产潜力受冬季降水的影响而逐年递减，低值中心也向东移动至都安、马山一带，给这些地区的冬种生产带来威胁。
　　(7)温度的升高加大了最大蒸散量的提升，加速了冬季土壤水分的进一步减少。受冬季降水和最大蒸散量的共同作用，广西冬季气候生产潜力随年际迅速递减，其分布和冬季降水量和水分生产潜力的分布相一致，证明广西冬季气候生产潜力主要受冬季水分因子所制约。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究的学术背景理论与实际意义

1．2 国内外研究现状和相关研究成果

1．2．1 气候变化背景下气候资源研究概况

1．2．2 区域气候模式系统

1．2．3 气候变化的情景模拟

1．3 本研究的目的和意义

1．4 本研究的主要内容

2 资料与研究方法

2．1 资料来源于处理

2．2 研究方法

2．2．1 气候情景的确定

2．2．2 PRECIS简介

2．2．3 线性趋势计算

2．2．4 模型订正

2．2．5 GIS空间表达与分析

2．2．6 温度、水分和气候生产潜力的估算与分析

2．3 技术路线

3 广西年际气候资源时序变化和冬季气候资源空间分布特征

3．1 广西年际气候资源时序变化特征

3．1．1 广西年际热量资源时序变化

3．1．2 广西年际降水量时序变化

3．1．3 广西年际光照资源时序变化

3．2 广西冬季气候资源空间分布

3．2．1 广西冬季热量资源分布特征

3．2．2 广西冬季水分资源分布特征

3．2．3 广西冬季光照资源分布特征

3．3 小结

4 气候变化情景下广西冬季气候资源随时间变化特征

4．1 广西冬季日平均温度和冬季日最低温度

4．2 广西冬季降水量

4．3 广西冬季辐射强度

4．4 小结

5 气候变化情景下广西冬季气候资源的空间分布特征

5．1 广西冬季热量资源

5．2 广西冬季水分资源

5．3 广西冬季光照资源

5．4 小结

6 广西冬作气候生产潜力分析

6．1 广西冬作温度估算的气候生产潜力时间变化特征

6．2 广西冬作降水估算的气候生产潜力时间变化特征

6．3 广西冬作蒸散估算的气候生产潜力时间变化特征

6．4 广西冬作温度估算的气候生产潜力空间变化

6．5 广西冬作降水估算的气候生产潜力空间变化

6．6 广西冬作蒸散估算的气候生产潜力空间变化

6．7 小结

7 全文结论与讨论

7．1 本文结论与讨论

7．2 本文创新之处

7．3 本文存在的不足之处

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间科研、学术活动、论文发表和专利发明等情况