全球变化的区域响应是全球变化研究的一项主要内容,作物生产力对气候变化高度敏感,因而成为全球变化科学研究中的焦点问题之一。结合地理信息技术与作物模拟技术,研究区域尺度上的作物生产力及其对气候变化的响应是农田生态系统模型研究的热点和发展方向,然而国内相关研究开展较少。松嫩平原是我国重要的商品粮基地,研究该地区农业生产对气候变化的响应是关系到地区和国家粮食安全的重要课题。本研究在GIS的支持下,将作物模拟模型EPIC进行空间拓展,建立松嫩平原作物生产力的区域模型,对于作物模拟模型在区域尺度上的推广与应用具有重要意义。应用作物生产力区域模型研究气候变化背景下松嫩平原作物生产力的时空格局,可以揭示典型农田生态系统作物生产力对气候变化的响应和发展趋势,促进我国陆地生态系统对气候变化响应的研究进展,为全球变化背景下重要农业区政策的制定与资源管理提供科学依据。
研究松嫩平原作物生产力的关键控制因子及其对气候变化的响应是关系到国家粮食安全的重要课题。本项目的主要内容有松嫩平原区域尺度作物生产力模拟模型的建立与验证、松嫩平原主要作物生产力空间分布规律与关键控制因子分析、松嫩平原土地利用变化及土壤养分时空特征、松嫩平原气候变化趋势及作物生产力对气候变化的响应。本项目的研究结果为1)建立了作物生产力区域模型,进行松嫩平原作物生产力模拟与验证;2)确定生长季降水量、年总太阳辐射、年平均气温为与作物生产力关系最为密切的三个气象因子,不同土壤类型对玉米和大豆现实生产力存在显著影响,以500mm降水量等值线为界线,松嫩平原东西两个部分玉米和大豆现实生产力水平在统计学上均具有显著差异;(3)松嫩平原土地利用结构呈较显著变化,土壤养分空间结构性明显;4)松嫩平原年平均气温呈现明显上升趋势,冬季平均气温增温速率最大,春季次之,年总降水量和各季节降水量无明显的增加或减少趋势,松嫩平原气候变暖对玉米增产的贡献率为3.55%-26.78%。本项目的研究结果揭示了松嫩平原作物生产力的时空格局,可以为全球变化背景下我国重要农业区政策的制定与资源管理提供科学依据。