农业技术

抽象的

埃塞俄比亚东北部半干旱地区气候变化对高粱 [Sorghum bicolor (L.) Moench] 生产的影响及管理方案模拟研究

Abebe Misganaw，阿德姆·穆罕默德

气候变化是当前严重影响农业等所有气候敏感行业的问题之一。需要采取作物管理方案来尽量减少影响并维持区域粮食生产。本研究的目标是：(1) 校准和评估 DSSAT (V4.7) 中的 CERES-高粱模型，以模拟高粱的物候、生长和产量 (2) 评估研究区域预测的气候变化 (2030 年代和 2050 年代) (3) 模拟预测的气候变化对高粱物候、地上生物量和谷物产量的影响 (4) 探索采用补充灌溉和高粱品种作为管理方案的可能性。首先使用实验数据校准和评估 DSSAT (V4.7) 中的 CERES-高粱模型，以评估高粱品种 Girana-1。从位于埃塞俄比亚 Sirinka 的最近气象站获取了每日天气变量（1980–2009 年），包括降雨量、最高温度、最低温度和太阳辐射。从 CIAT 气候变化门户网站（http://ccafs-climate.org/）下载了针对目标站点的 2030 年代和 2050 年代时间片在 RCP 4.5 和 RCP 8.5 下运行的 17 个 CMIP5 GCM 输出，并使用 Markism GCM 将其降尺度到目标站点。模型校准结果表明模型中的品种特定参数进行了合理调整。模型评估结果还表明，该模型对物候、谷物产量和地上生物量产量的模拟精度较高，开花期的最小 RMSE 为 1.83，生理成熟度的最小 RMSE 为 3.3，谷物产量的最小 RMSE 为 685.6，地上生物量产量的最小 RMSE 为 477.8。未来气候分析表明，在 RCP 4.5 情景下，预计 2030 年代和 2050 年代平均最高气温将分别上升 1.40C 和 1.90C；在 RCP 8.5 情景下，预计 2030 年代和 2050 年代平均最高气温将分别上升 1.50C 和 2.50C。在 RCP 4.5 情景下，预计 2030 年代和 2050 年代降雨量将分别增加 1.5% 和 4.5%；在 RCP 8.5 情景下，预计 2030 年代和 2050 年代降雨量将分别增加 3.7% 和 3.2%。预计 2030 年代和 2050 年代高粱物候期将显著（P < 0.05）下降。然而，预计 2030 年代和 2050 年代高粱产量将显著 (P < 0.05) 增加。模拟结果还表明，在未来气候条件下，使用补充灌溉和长熟品种将大幅提高高粱产量。