目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 2
1.2.1 干旱時(shí)空變化規(guī)律 2
1.2.2 作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的時(shí)空變化規(guī)律 9
1.2.3 作物模型在作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量研究中的應(yīng)用 10
1.2.4 干旱對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 12
1.3 目前研究中存在的問題 15
第2章 氣象干旱的時(shí)空演變規(guī)律 17
2.1 氣象干旱多源數(shù)據(jù)融合與時(shí)空解析方法 17
2.1.1 研究區(qū)概況 17
2.1.2 數(shù)據(jù)來源 19
2.1.3 CMIP6數(shù)據(jù) 19
2.1.4 SPEI的計(jì)算 22
2.1.5 干旱變量的提取 23
2.1.6 趨勢(shì)檢驗(yàn) 24
2.1.7 森斜率計(jì)算 25
2.1.8 不確定性分析 25
2.2 區(qū)域干旱時(shí)空分異機(jī)制及氣候驅(qū)動(dòng)效應(yīng) 26
2.2.1 統(tǒng)計(jì)降尺度效果評(píng)價(jià) 26
2.2.2 氣象要素的時(shí)空變化規(guī)律 27
2.2.3 SPEI的時(shí)空變化規(guī)律 30
2.2.4 干旱特征分析 34
2.3 本章小結(jié) 52
第3章 冬小麥生育期氣象和農(nóng)業(yè)干旱時(shí)空演變規(guī)律 54
3.1 基于氣象-GLDAS數(shù)據(jù)融合的農(nóng)業(yè)干旱評(píng)估方法體系 54
3.1.1 研究區(qū)概況 54
3.1.2 氣象數(shù)據(jù) 55
3.1.3 GLDAS土壤水分?jǐn)?shù)據(jù) 55
3.1.4 干旱指標(biāo)計(jì)算 58
3.2 作物生育期干旱耦合演變及水分脅迫閾值 59
3.2.1 歷史時(shí)期冬小麥生育期內(nèi)干旱變化規(guī)律 59
3.2.2 未來時(shí)期冬小麥生育期內(nèi)干旱變化規(guī)律 63
3.3 本章小結(jié) 71
第4章 冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化規(guī)律 73
4.1 基于DSSAT-CERES-Wheat模型的多要素耦合模擬方法 73
4.1.1 氣象和作物數(shù)據(jù) 73
4.1.2 土壤數(shù)據(jù) 75
4.1.3 DSSAT-CERES-Wheat模型 75
4.2 冬小麥生產(chǎn)力時(shí)空演變及多情景響應(yīng) 77
4.2.1 DSSAT-CERES-Wheat模型評(píng)價(jià)結(jié)果 77
4.2.2 冬小麥生育期氣象要素變化規(guī)律 83
4.2.3 歷史時(shí)期冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化 84
4.2.4 未來時(shí)期冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化 87
4.3 本章小結(jié) 92
第5章 干旱對(duì)冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 94
5.1 干旱-產(chǎn)量耦合系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法 94
5.1.1 冬小麥數(shù)據(jù)和干旱指標(biāo)數(shù)據(jù) 94
5.1.2 皮爾遜相關(guān)分析 94
5.1.3 減產(chǎn)率計(jì)算 95
5.2 歷史時(shí)期和未來時(shí)期干旱對(duì)冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 95
5.2.1 歷史時(shí)期干旱對(duì)冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 95
5.2.2 未來時(shí)期干旱對(duì)冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 110
5.3 本章小結(jié) 123
第6章 春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化規(guī)律 124
6.1 CMIP6-DSSAT-GRA協(xié)同驅(qū)動(dòng)的春小麥模擬方法體系 124
6.1.1 研究區(qū)概況 124
6.1.2 數(shù)據(jù)來源 124
6.1.3 最新CMIP6的GCM數(shù)據(jù) 126
6.1.4 干旱指標(biāo)的計(jì)算 127
6.1.5 灰色關(guān)聯(lián)分析 127
6.1.6 DSSAT-CERES-Wheat模型 128
6.2 歷史時(shí)期和未來時(shí)期干旱對(duì)春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 129
6.2.1 模型效果評(píng)價(jià) 129
6.2.2 歷史時(shí)期春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的變化規(guī)律 131
6.2.3 未來時(shí)期春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的變化規(guī)律 134
6.3 本章小結(jié) 137
第7章 春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)干旱的響應(yīng) 138
7.1 生育期干旱脅迫與產(chǎn)量響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)建模方法體系 138
7.1.1 春小麥數(shù)據(jù)和干旱指標(biāo) 138
7.1.2 皮爾遜相關(guān)系數(shù) 138
7.2 歷史時(shí)期和未來時(shí)期春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)生育期干旱的響應(yīng) 139
7.2.1 歷史時(shí)期春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)生育期氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱的響應(yīng) 139
7.2.2 未來時(shí)期春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)生育期氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱的響應(yīng) 156
7.3 本章小結(jié) 157
第8章 玉米生育期干旱的時(shí)空演變規(guī)律 158
8.1 GLDAS-CMIP6協(xié)同驅(qū)動(dòng)的玉米生育期內(nèi)干旱評(píng)估方法 158
8.1.1 研究區(qū)概況 158
8.1.2 氣象數(shù)據(jù) 158
8.1.3 GLDAS數(shù)據(jù) 158
8.1.4 CMIP6數(shù)據(jù)中GCM 數(shù)據(jù) 160
8.1.5 干旱指數(shù)的計(jì)算 160
8.2 歷史時(shí)期和未來時(shí)期玉米生育期內(nèi)干旱變化規(guī)律 161
8.2.1 歷史時(shí)期玉米生育期內(nèi)干旱變化規(guī)律 161
8.2.2 未來時(shí)期玉米生育期內(nèi)干旱變化規(guī)律 165
8.3 本章小結(jié) 165
第9章 玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的時(shí)空變化規(guī)律 167
9.1 玉米的生物物理過程模型參數(shù)化與多情景模擬技術(shù) 167
9.1.1 研究區(qū)概況 167
9.1.2 氣象及作物數(shù)據(jù) 167
9.1.3 土壤數(shù)據(jù) 167
9.1.4 DSSAT-CERES-Maize模型 168
9.2 歷史時(shí)期和未來時(shí)期玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化 169
9.2.1 DSSAT-CERES-Maize模型評(píng)價(jià) 169
9.2.2 歷史時(shí)期玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化 173
9.2.3 未來時(shí)期玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化 176
9.3 本章小結(jié) 182
第10章 干旱對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 183
10.1 基于作物模型與統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的干旱影響評(píng)估框架 183
10.1.1 研究區(qū)概況及干旱指標(biāo)的計(jì)算 183
10.1.2 玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量模擬 183
10.1.3 干旱指標(biāo)與產(chǎn)量相關(guān)要素之間的皮爾遜相關(guān)分析和線性斜率 183
10.2 歷史時(shí)期和未來時(shí)期玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)干旱的響應(yīng) 184
10.2.1 歷史時(shí)期玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)干旱的響應(yīng) 184
10.2.2 未來時(shí)期玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量對(duì)干旱的響應(yīng) 199
10.3 本章小結(jié) 208
第11章 主要結(jié)論 210
11.1 干旱時(shí)空變異性對(duì)冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 210
11.2 干旱時(shí)空變異性對(duì)春小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 211
11.3 干旱時(shí)空變異性對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 211
參考文獻(xiàn) 213