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冬小麦是我国主要粮食作物之一，冬小麦产量波动主要受气候条件的制约，因此气候变化对冬小麦产量的影响关系到我国粮食安全。本论文主要利用荷兰作物模型WOFOST模拟了现代1951-2005年、未来2001-2100年(GFDL-CM2，MPI_ECHAM5，MRI_CGCM2，NCAR_CCSM3，UKMO HADCM3提供A2和A1B气候情景)和2071-2100年(RegCM3提供A2气候情景)气候变化对我国冬小麦生长发育和产量的影响。以期定量评估现代和未来100年气候变化对我国不同地区冬小麦生长发育和产量的影响，以及北方地区干旱对冬小麦产量影响的趋势。同时，探讨气候变化背景下我国冬麦区的适应对策。
1)本文在我国12省冬小麦产区共选择了50个农业气象代表站点。利用这50个农业气象站点的1997-2003年逐日气象资料和冬小麦播种期、开花期、成熟期、产量以及耕作措施等农业资料，对荷兰作物模型WOFOST进行了本地化试验，即调试和验证，使WOFOST作物模型能够在中国地区使用。
2)假定作物品种、土壤性质和农业耕作管理措施不变，利用观测的1951-2005年逐日气象数据驱动作物模型WOFOST，模拟显示：北方麦区，冬小麦开花期和成熟期分别缩短了3.3天和3天。虽然冬小麦生长期内降水量明显减少，然而模拟的干旱对冬小麦产量的影响却没有变重趋势，可能的原因是春季降水没有明显减少，因为水分胁迫经常发生在春季。计算结果表明：过去的50年中干旱使冬小麦平均减产9.7％。研究同时发现，1961-2000年，气候变化使我国北方麦区冬小麦潜在产量升高，而南方麦区潜在产量呈下降趋势。这说明1961～2000年气候变化对北方麦区有积极影响，但对南方麦区有消极影响。北方麦区冬小麦的生长发育以及产量形成经常受到低温冻害的影响，所以气温升高对冬小麦生长比较有利。在我国南方麦区，冬小麦潜在产量下降的原因可能是由于南方冬麦区气温升高，生育期缩短，影响干物质积累时间，导致潜在产量下降。
3)此后，本文利用WCRP CMIP3多模式数据库中GFDL-CM2，MPI_ECHAM5，MRI_CGCM2，NCAR_CCSM3，UKMO HADCM3提供的2001-2100年A2(高排放)和A1B(中等排放)气候情景，同样假设冬小麦作物品种、耕作管理措施、土壤性质不变，模拟未来100年气候变化对我国冬小麦生长发育和产量的影响。研究发现，气候变暖对冬小麦的生长发育进程影响较大。A2情景下，冬小麦开花期平均提前了26天/100年，成熟期平均提前了27天/100年。在A1B情景下，冬小麦开花期平均提前了23天/100年，成熟期平均提前了24天/100年。未来100年在不考虑二氧化碳肥效作用时，冬小麦潜在产量全部呈减产趋势，A2和A1B情景下冬小麦潜在产量分别减产14.3％和12.5％，即使考虑了二氧化碳的肥效作用，华北地区冬小麦潜在产量仍呈减产趋势。模拟同时发现，未来100年由于总体上降水增多，北方冬小麦产区干旱对冬小麦产量的影响呈减轻趋势。但A2排放情景下，2015-2035年干旱使冬小麦大幅减产，平均减产22.5％。在A1B排放情景下，2030-2040年，干旱使冬小麦平均减产25.6％。干旱使冬小麦在这些时段大幅减产主要是因为春季降水量明显减少。
4)利用RegCM3区域气候模式模拟的2071-2100年A2气候情景驱动作物模型WOFOST，模拟结果显示，2071-2100年冬小麦开花期比常年提前了16.6天，成熟期提前了15.9天。在不考虑二氧化碳肥效作用时，受气温升高的影响，冬小麦潜在产量2071-2100年比常年平均减产15％，而且华北地区减产最多，达到20-40％，即使考虑了二氧化碳的肥效作用后，华北地区冬小麦潜在产量减少幅度仍然达到10-20％。说明未来气候情景下，目前种植的冬小麦品种(特别是强冬性品种)都将不适合气候环境的要求，必须更换新的冬小麦品种，以适应气候变化后的环境。同时研究显示，2071-2100年由于冬小麦生育期降水量和春季降水量增多，北方冬小麦产区干旱对冬小麦产量影响明显减轻。
5)总体上，无论GCMs还是RCM气候模式模拟的未来情景，我国冬小麦产区未来冬小麦生育期内气温都将升高，降水量将增多。气温升高，影响了冬小麦生长发育速度，使冬小麦提前成熟，生育期缩短。冬小麦生育期缩短有两方面影响，一方面生育期缩短，干物质积累和转移的时间减少，易造成冬小麦减产。另一方面冬小麦生育期缩短，使我国冬小麦产区第二季作物有更长的生长时间，模拟发现，未来100年，第二季作物生长时间至少延长了27天(A2情景)和24天(A1B情景)，为南方麦区目前的双季作物变为三季作物提供了可能。因此，气温升高对我国冬小麦产区的种植制度可能产生较大影响。另外，气温升高，我国北方麦区目前种植的冬小麦品种将不能适应环境的要求，建议更换新的品种，以适应气候变暖的环境。