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利用随机天气模型, 将气候模式对大气中CO2倍增时预测的气候情景与CERES-小麦模式相连接, 研究了气候变化对我国冬小麦和春小麦生产的可能影响.结果表明, 气候变化后小麦发育将加快, 生育期缩短, 冬小麦平均缩短7.3天, 春小麦平均缩短10.5天, 春小麦生育期缩短的绝对数和相对数均大于冬小麦.籽粒产量呈下降趋势, 冬小麦平均减产7%~8%, 雨养条件下比水分适宜时减产幅度略大.春小麦的减产幅度大于冬小麦, 水分适宜时平均减产17.7%, 雨养时平均减产31.4%. 相似文献
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CO2补偿点是作物生长模型中最基本的关键模型参数之一,本文利用Licor-6400便携式光合作用测定仪,对1949年以前和1949-2005年中国华北地区不同年代冬小麦主要品种的生理生态参数进行大量的系统测定,在此基础上,对华北地区不同冬小麦品种的光合作用模型进行拟合,以确定不同年代不同品种冬小麦CO2的补偿点。结果表明：中国华北地区冬小麦CO2补偿点随光强升高而降低,在800 μmol·m-2·s-1光量子通量密度条件下,野生麦种CO2补偿点最高,达123.40 μmol·mol-1。1949-2005年华北地区不同冬小麦品种中泰山1号CO2补偿点最高,达107.07 μmol·mol-1;红秃头CO2补偿点最低,为57.25 μmol·mol-1;不同品种冬小麦CO2补偿点最高值和最低值差值为49.82 μmol·mol-1,说明华北地区冬小麦随品种演化CO2补偿点变化明显。建立了中国华北地区7个典型冬小麦品种包含CO2因子的直角双曲线光合作用模型,确定了不同年代不同品种冬小麦CO2的补偿点,为进一步建立包含CO2直接作用的气候变化影响评估机理模型提供基础数据。 相似文献
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使用维多利亚大学的地球系统模式进行模拟,选取1800-2500年间较高的CO2浓度情景（RCP8.5）,分析由于CO2增加引起的气候变化对海洋碳循环的影响。当气候敏感度为3.0 K时,相对于无气候变化,到2100年,由于大气CO2增加造成的气候变化导致海表面温度升高2.7 K,北大西洋深水流量减少4.5 Sv,海洋对人为碳的年吸收减少0.8 Pg C;比较人为溶解无机碳在海洋中的垂直累积分布,发现气候变化对海洋吸收大气CO2的影响在北大西洋区域最明显。1800-2500年,相对于不考虑气候变化的情景,模式模拟的气候变化导致整个海洋对人为碳的累积吸收总量减少23.1%,其中北大西洋减少32.0%。此外,比较不同气候敏感度（0～4.5 K,间隔为0.5 K）的模拟结果发现,气候敏感度越高,气候变化对海洋吸收CO2能力的抑制作用越明显。 相似文献
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采用区域气候模式PRECIS与东北玉米模拟模型相耦合的方法, 模拟了基准气候 (BS, 1961—1990年)、B2气候情景下考虑和不考虑CO2直接影响 (肥效作用) 未来40年 (2011—2050年) 我国东北玉米生育期和产量的变化状况。结果表明:不考虑CO2直接影响时,未来40年的平均变化情况以减产为主,幅度和熟性密切相关。在松嫩平原部分地区减产幅度最大,超过20%,但21世纪20年代的10年间东北玉米减产面积小,大部分地区表现为20%以内的增产。不考虑CO2直接影响,玉米产量变化是由气象条件变化引起的,温度过高和降水减少是玉米减产的主要原因; CO2直接影响对玉米产量的补偿效应不可忽视。与不考虑CO2直接影响的情况相比,未来40年平均的产量变化地理分布形势相似,但产量变化的幅度减小,减产幅度达到10%以上的范围缩小。研究气候变化对东北玉米产量的影响时,必须同时考虑CO2肥效作用和气象条件的变化, 在B2情景下未来40年内,各年代东北玉米生育期变化的地理分布相对比较稳定,和玉米熟性关系紧密。 相似文献
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基于CESM地球系统模式,模拟研究不同CO2浓度变化情景下,在快响应阶段和平衡阶段,CO2通过影响大气辐射传输过程的辐射效应和通过影响植被气孔的生理效应对气候系统的影响和作用机制异同。试验结果表明,在CO2倍增的情况下,CO2辐射效应和生理效应都会引起全球地表的增温。辐射效应在两个阶段的地表增温中均起主导作用,而在快响应阶段,生理效应在全球陆表增温中贡献率达到了(27.5±0.9)%。CO2辐射效应和生理效应对全球水循环的影响有明显差异。在平衡阶段,CO2辐射效应使全球地表蒸散增加(5.2±0.1)%,径流量增加(8.0±0.4)%;而CO2生理效应使全球地表蒸散量下降(3.9±0.1)%,径流量增加(10.1±0.4)%。在快响应阶段,生理效应在蒸散量的变化中占据主导作用。在CO2倍增试验基础上,又进行了大气CO2浓度分别为400×10-6、600×10-6、800×10-6、1000×1... 相似文献
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以大豆“中黄-14”为试验材料, 利用OTC-1型农田开顶式气室, 首次模拟研究单独CO2和O3浓度倍增及其交互作用对大豆生物量、产量及其构成因子、同化产物分配形式和收获指数的影响。与未通CO2和O3的处理相比, 单独CO2浓度倍增对生物量、产量、荚果串数、荚数、籽粒数、籽粒重具有正效应, O3为明显的负效应, 通气时段越长效果越明显; 持续的CO2浓度和O3浓度倍增交互作用表现为CO2的影响大于O3; CO2和O3交互作用逐渐达到浓度倍增的处理, 由于O3剂量逐渐累积和阶段性增加, 对大豆刺激逐渐增强, 最终O3的负效应与CO2的正效应相近。单独O3浓度倍增抑制光合产物向根和籽粒的输送, 向叶茎的输送明显增强, 使根冠比 (RSR)、子粒与茎杆比 (GCR) 明显下降, 长期作用可使大豆收获指数 (HI) 减小, 叶重比 (LWR) 显著增加, 且随通气时间的延长影响增大; CO2浓度倍增及其交互作用对RSR、LWR、GCR和HI影响相对较小, 仅在±10%左右。 相似文献
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地球工程是指通过人工方法在大规模尺度上干预气候系统,使地球气候降温的一种手段。CO2移除是地球工程的主要途径之一。文中概述了CO2移除地球工程的科学背景、各种CO2移除方法的利弊、大尺度应用CO2移除方法可能产生的气候效应和风险,以及CO2移除方案在未来气候情景研究中的现状。在第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）框架下开展的CO2移除模式比较计划（CDRMIP),为深入研究CO2移除地球工程减缓气候变化的效能和气候系统对其的响应提供了统一试验方案和平台。CDRMIP的开展,对地球工程和气候变化研究具有重要的促进作用。 相似文献
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曹龙 《气候变化研究进展》2021,17(6):664-670
IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO2排放,这需要在很大程度上依赖CO2移除措施。AR6对CO2移除的主要评估结论如下：CO2移除有潜力从大气中去除CO2（高信度);如果CO2移除量超过CO2排放量,将实现净负CO2排放,降低大气CO2浓度,减缓海洋酸化（高信度);通过CO2移除方法从大气中去除的CO2会部分被海洋和陆地释放的CO2抵消（非常高信度);如果净负CO2排放可以实现并且持续,CO2引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化（例如海平面升高）仍会在未来的几十年到千年尺度上持续（高信度);不同CO2移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO2移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性（高信度）。 相似文献
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本文应用LMDI分解分析方法对中国2000—2014年生产部门CO2排放量变化做因素分解分析,同时结合STIRPAT模型建立CO2预测模型,分析2017—2030年中国的CO2排放情况。结果表明,经济增长和能耗强度变化对中国CO2排放量变化的影响分别为114.9%、-22.6%。基于预测模型变量构建未来情景,设定正常路线、减排路线和激进路线3条路线,共包含9种情景。正常路线的低碳情景和减排路线的基准情景下可实现2025年达到CO2排放峰值,减排路线的低碳情景可实现2020年达到排放峰值。 相似文献
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使用HadCM3L气候模式,针对突然增加的4倍CO2浓度和增加4%的太阳辐射强迫进行一系列理想化模拟试验,分析并比较了CO2强迫和太阳辐射强迫对气候系统的影响机制和异同。模拟结果表明,突然增加的4倍CO2浓度和增加4%的太阳辐射造成的长期全球表面平均温度变化基本相同,但二者造成降水的变化差异很大。气候系统对CO2和太阳辐射的响应可以分为快响应和慢响应两个部分,而降水的差异主要体现在大约1个月时间尺度内的快响应阶段,在这一时间段,陆地区域CO2的气孔效应减少了植被的蒸腾作用,导致降水受到抑制;海洋区域CO2的辐射效应会首先导致大气长波吸收增强,而海洋的比热较大,所以海表温度变化落后于低层大气,低层大气的垂直稳定度增加,海表向上蒸发受到抑制。此外,比较不同时间尺度上CO2对气候系统的影响,可以发现在1个月的短时间尺度上,对陆地而言,CO2的气孔效应对气候系统的影响占主导地位,但在数年以上更长的时间尺度上,CO2的辐射效应是导致地气系统温度升高的主要原因。 相似文献
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卫星短波红外CO2遥感获得大气低层CO2浓度信息,已成为目前国际热点研究领域。结合气候变化及碳源、汇观测需求,利用高精度大气辐射传输模式研究了高光谱分辨率、高精度CO2探测目标的可实现性。针对高光谱CO2探测器光栅分光、阵列探测器特点,分析了光谱分辨率、光谱采样率等关键技术指标对CO2探测的可能影响;基于辐射敏感度因子分析了不同探测精度要求下的信噪比需求。结果表明:高光谱CO2探测器首先应具有足够高的光谱分辨率,以便从太阳反射连续谱段中分辨出CO2吸收线;为保证CO2光谱的准确性,光谱仪所用探测器面元应该保证光谱采样率大于2;尽管探测边界层内CO2浓度1%变化所要求的信噪比难以达到,但探测整层大气CO2浓度1%的变化所需要的信噪比是可以实现的。 相似文献
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二氧化碳浓度增加对冬小麦生长发育影响的数值模拟 总被引：3，自引：1，他引：3
根据国内外小麦生长模拟研究成果,借鉴荷兰学者的模拟思路,从作物生长的主要生理过程人手,综合考虑气候变暖与大气中CO2浓度增加等因素对作物生长发育和产量形成的影响,修正了在一级生产水平下冬小麦生长模拟模式,使得模式能够对CO2浓度的变化做出相应的反应。经资料检验,在当前CO2浓度下,冬小麦总干重和穗干重的模拟平均相对误差小于10％,其它器官干重及叶面积指数的模拟也取得了较好的结果。运用改进后的模式模拟试验了未来气候变暖和CO2倍增对冬小麦生长发育的可能影响。 相似文献
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利用2001年6月10日~7月20日在安徽省全椒县稻田和2002年6月10日~7月20日在肥西县农作物混作区观测的近地层CO2和能量通量资料，对农作物混作区和稻田CO2通量特征进行了比较。结果表明:平均情况下，观测期内稻田白天(夜间)吸收(放出) CO2为55.16 g·m-2(14.19 g·m-2)；农作物混作区白天(夜间)吸收(放出) C02为22.67 g·m”(12.40 g·m-2)；稻田白天吸收的CO2通量随水稻生长而逐渐增加，夜间放出的CO2在拔节期最高；农作物混作区CO2通量在整个观测期并没有显著改变；稻田和农作物混作区均为大气CO2的汇。对CO2通量与光合有效辐射的关系分析表明:白天稻田吸收的CO2通量与到达地面的光合有效辐射存在着显著的负相关关系。文中结果为数值模拟稻田与近地层大气CO2交换提供了重要依据。 相似文献
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Numerical Simulation Study on the Impacts of Tropospheric O_3 and CO_2 Concentration Changes on Winter Wheat. Part Ⅱ: Simulation Results and Analyses 
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下载免费PDF全文 With the rapid development of industrialization and urbanization, the enrichment of tropospheric ozone and carbon dioxide concentration at striking rates has caused effects on biosphere, especially on crops. It is generally accepted that the increase of CO2 concentration will have obverse effects on plant productivity while ozone is reported as the air pollutant most damaging to agricultural crops and other plants. The Model of Carbon and Nitrogen Biogeochemistry in Agroecosystems (DNDC) was adapted to evaluate simultaneously impacts of climate change on winter wheat. Growth development and yield formation of winter wheat under different O3 and CO2 concentration conditions are simulated with the improved DNDC model whose structure has been described in another paper. Through adjusting the DNDC model applicability, winter wheat growth and development in Gucheng Station were simulated well in 1993 and 1999, which is in favor of modifying the model further. The model was validated against experiment observation, including development stage data, leaf area index, each organ biomass, and total aboveground biomass. Sensitivity tests demonstrated that the simulated results in development stage and biomass were sensitive to temperature change. The main conclusions of the paper are the following: 1) The growth and yield of winter wheat under CO2 concentration of 500 ppmv, 700 ppmv and the current ozone concentration are simulated respectively by the model. The results are well fitted with the observed data of OTCs experiments. The results show that increase of CO2 concentration may improve the growth of winter wheat and elevate the yield. 2) The growth and yield of winter wheat under O3 concentration of 50 ppbv, 100 ppbv, 200 ppbv and the based concentration CO2 are simulated respectively by the model. The simulated curves of stem, leaf, and spike organs growth as well as leaf area index are well accounted with the observed data. The results reveal that ozone has negative effects on the growth and yield of winter wheat. Ozone accelerates the process of leaf senescence and causes yield loss. Under very high ozone concentration, crops are damaged dramatically and even dead. 3) At last, by the model possible effects of air temperature change and combined effects of O3 and CO2 are estimated respectively. The results show that doubled CO2 concentration may alleviate negative effect of O3 on biomass and yield of winter wheat when ozone concentration is about 70-80 ppbv. The obverse effects of CO2 are less than the adverse effects of O3 when the concentration of ozone is up to 100 ppbv. Future work should determine whether it can be applied to other species by adjusting the values of related parameters, and whether the model can be adapted to predict ozone effects on crops in farmland environment. 相似文献
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Numerical Simulation Study on the Impacts of Tropospheric O3 and CO2 Concentration Changes on Winter Wheat. Part II: Simulation Results and Analyses 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 With the rapid development of industrialization and urbanization, the enrichment of tropospheric ozone and carbon dioxide concentration at striking rates has caused effects on biosphere, especially on crops. It is generally accepted that the increase of CO2 concentration will have obverse effects on plant productivity while ozone is reported as the air pollutant most damaging to agricultural crops and other plants. The Model of Carbon and Nitrogen Biogeochemistry in Agroecosystems (DNDC) was adapted to evaluate simultaneously impacts of climate change on winter wheat. Growth development and yield formation of winter wheat
under different O3 and CO2 concentration conditions are simulated with the improved DNDC model whose structure has been described in another paper. Through adjusting the DNDC model applicability, winter wheat growth and development in Gucheng Station were simulated well in 1993 and 1999, which is in favor of modifying the model further. The model was validated against experiment observation, including development stage data, leaf area index, each organ biomass, and total aboveground biomass. Sensitivity tests demonstrated that the simulated results in development stage and biomass were sensitive to temperature change. The main conclusions of the paper are the following: 1) The growth and yield of winter wheat under CO2 concentration of 500 ppmv, 700 ppmv and the current ozone concentration are simulated respectively by the model. The results are well fitted with the observed data of OTCs experiments. The results show that increase of CO2 concentration may improve the growth of winter wheat and elevate the yield. 2) The growth and yield of winter wheat under O3 concentration of 50 ppbv, 100 ppbv, 200 ppbv and the based concentration CO2 are simulated respectively by the model. The simulated curves of stem, leaf, and spike organs growth as well as leaf area index are well accounted with the observed data. The results reveal that ozone has negative e ects on the growth and yield of winter wheat. Ozone accelerates the process of leaf senescence and causes yield loss. Under very high ozone concentration, crops are damaged dramatically and even dead. 3) At last, by the model possible effects of air temperature change and combined effects of O3 and CO2 are estimated respectively. The results show that doubled CO2 concentration may alleviate negative effect of O3 on biomass and yield of winter wheat when ozone concentration is about 70-80 ppbv. The obverse effects of CO2 are less than the adverse effects of O3 when the concentration of ozone is up to 100 ppbv. Future work should determine whether it can be applied to other species by adjusting the values of related parameters, and whether the model can be adapted to predict ozone e ects on crops in farmland environment. 相似文献