Jront Env Sci-Switz丨1960-2019年中国棉花生产参考蒸散量和作物蒸散量时空变化及驱动因素

论文内容

研究背景：

农业是水资源的主要消耗者，约占全球用水量的 70%,由于温室气体排放，这一重要部门还面临着迫在眉睫的气候变化威胁的脆弱性。 2021年，政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告确定了应对气候变化的迫切需要。气候变化影响了全球农业和粮食生产。因此，有必要研究气候变化对农作物生产的影响并提出应对策略。参考蒸散量（ETO）和作物蒸散量（ETC）是区域和全球水文循环的主要组成部分。其中，ETO是评价气候干湿程度、估算作物需水量和作物生产潜力的关键参数，ETC是管理农业、监测作物生长的重要指标。气候变化主要通过影响ETO和ETC来影响作物的生理特性，并最终影响农业生产。了解生长季ETO的时空演变是计算区域作物蒸散量和灌溉用水规划的第一步，对于农业灌溉用水和作物水分胁迫评估具有重要意义。农业生态系统。以往研究表明，从全球范围来看，近几十年来ETO整体变化趋势呈下降趋势，而自20世纪80年代以来，部分地区ETO呈上升趋势，例如伊朗和一些地中海国家。我国ETO和ETC的变化存在一定的地区差异，但大部分地区呈现下降趋势。这一现象的出现吸引了大量学者探究其原因。但由于地理位置和气候条件的差异，不同的研究者有不同的解释。相对湿度 (RH) 是对ETO 最敏感的气候变量，其次是日照时数 (SD)、最高气温 (Tmax)、最低气温 (Tmin) 和 2 m 高度风速(WS) ,在中国西南地区，在中国渭河流域，WS和SD是影响ETO最重要的因素，并得到大多数学者的认可。 Tmax 也被证明发挥着至关重要的作用。上述研究有助于更好地了解气候变化对ETO和ETC的影响。然而，以往的研究大多集中在年度或季节尺度上。对农作物，尤其是棉花的研究相对较少。

棉花是重要的经济纤维作物、纺织工业原料和重要的战略商品。中国是棉花生产大国，产量占全球的25.4%，单产连续34年保持在全球产棉国首位。然而，气候变化对棉花生长和灌溉用水需求提出了挑战。研究表明，全球变暖增加了棉花植物的蒸散量需求，导致水压更强,在当前的研究领域，对中国棉花种植需水时空变化的综合调查关注有限。因此，本研究旨在阐明中国棉花中ETO和ETC的时空变化。此外，该研究还试图确定影响这种变化的驱动因素的气候因素。本研究可为棉花生产管理和水资源合理配置提供有价值的指导。

研究内容：

本研究分析了1960- 2019年中国棉花产区248个标准站点ETO和ETC的时空变化，并利用CropWat8.0和非参数Mann-Kendall检验对各站点的ETO和ETC进行了量化。通过分析气候变化的贡献率和敏感系数，评估气候变化对ETO和ETC的影响。

研究结论：

研究结果：揭示了中国棉花产区不同生育阶段和空间尺度上ETO和ETC的明显分布。黄河流域ETO下降幅度由787.23毫米下降至769.84毫米，长江流域棉区ETO下降幅度由749.19毫米下降至735.01毫米。同样，西北内陆棉区，ETO下降幅度由991.19毫米降至982.70毫米。就ETC而言，黄河流域下降幅度由677.62毫米下降至654.33毫米，长江流域下降幅度由653.02毫米下降至625.50毫米，西北内陆棉区下降幅度由916.25毫米下降至886.74毫米。 ETO对最高气温（Tmax）高度敏感，其次是相对湿度（RH）、日照时长（SD）、2 米处高度风速（WS）和最低气温（Tmin）。 WS 是与 ETO变化相关的最具影响力的气候变量，其次是 Tmax、SD、RH 和 Tmin。黄河流域和长江流域棉区ETO下降表明WS和SD显着下降。西北内陆棉区WS显示ETO显着下降。但2000-2019年，相对湿度下降和气温升高普遍逆转了ETO的趋势，其中西北内陆棉区上升趋势最为显着。在高温和干旱胁迫下，棉花灌溉需求不断增加，对棉花生产和水资源构成重大威胁。

期刊信息

期刊：Frontiers in Environmental Science

影响因子（2022）：4.6

中科院分区：环境科学与生态学三区

转自：“农科学术圈”微信公众号

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