气候变化对草地畜牧业的影响.ppt
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1、气候变化对草地畜气候变化对草地畜牧业的影响牧业的影响 中国农业大学中国农业大学 潘学标潘学标中国适应气候变化项目会议The impact of Climate Change on Pasture Husbandry in China Pan XuebiaoChina Agricultural University1提纲提纲 Outlinel1 1 气候变化对北方草地畜牧业地区边界有影响气候变化对北方草地畜牧业地区边界有影响 ImpactsofClimatechange(CC)onregionalborderofgrasslandandpasturehusbandryl2 2 气候年际变化牧草生
2、物量的影响气候年际变化牧草生物量的影响 CCongrassbiomassl3 3 气候对牧草物候期的影响与动态模拟气候对牧草物候期的影响与动态模拟CConpastureandgrassphenologicalperiodl4 4 基于基于SPACSYSSPACSYS模型的牧草生育模拟与情景分析模型的牧草生育模拟与情景分析 CConfeedcropdevelopmentandgrowthwithSPACSYSmodell5 5 结论结论 Conclusion21 1气候变化对北方草地畜牧业地区边界有影响气候变化对北方草地畜牧业地区边界有影响 ImpactsofClimatechange(CC)o
3、nregionalborderofgrasslandandpasturehusbandry 总体上变暖变干总体上变暖变干,中东部降水减少中东部降水减少 Warmer and dryer,lower precipitation in middle east农牧交错中段西部南界南移农牧交错中段西部南界南移 Theborderoffarming-pastoralecotonemovessouthwards3内蒙古内蒙古1961-19901961-1990年年T0T0积温分布图积温分布图DistributionofaccumulativedegreedayinInnerMongolia1961-199
4、0T0 全区有气候变暖趋势全区有气候变暖趋势4内蒙古内蒙古1991-20051991-2005年年T0T0积温分布图积温分布图 全区有气候变暖趋势全区有气候变暖趋势内蒙古内蒙古1991-20051991-2005年年T0T0积温分布图积温分布图DistributionofaccumulativedegreedayinInnerMongolia1991-2005T0 5内蒙古内蒙古1961-19901961-1990年年T0T0期间降水量分布图期间降水量分布图DistributionofprecipitationduringT0 inInnerMongolia1961-19906东部降水减少东部
5、降水减少,干旱带东移干旱带东移内蒙古内蒙古1991-20051991-2005年年T0T0期间降水量分布图期间降水量分布图DistributionofprecipitationduringT0 inInnerMongolia1991-20057内蒙古内蒙古1961-19901961-1990年湿润系数分布图年湿润系数分布图DistributionofCoefficientofHumidityinInnerMongolia1961-19908全区中东部变干全区中东部变干,西西部有所缓解部有所缓解内蒙古内蒙古1991-20051991-2005年湿润系数分布图年湿润系数分布图Distributio
6、nofCoefficientofHumidityinInnerMongolia1991-20059图图3-71971-2000年北方农牧交错带边界移动情况年北方农牧交错带边界移动情况 北方农牧交错带地区边界移动情况北方农牧交错带地区边界移动情况 Themovingofborderoffarming-pastoralecotone 图图3-81976-2005年北方农牧交错带边界移动情况年北方农牧交错带边界移动情况 该分析中以该分析中以1961-1990年划定的边界为基准,分别讨论年划定的边界为基准,分别讨论1971-2000年与年与1976-2005年北方农牧交错带的边界移动情况。年北方农牧交
7、错带的边界移动情况。102 2 气候年际变化对牧草生物气候年际变化对牧草生物量的影响量的影响 Impact of Impact of CConpastureandgrassbiomass11Aboveground biomass 草地地上干重(g/m2)Year/SiteYear/Site200620062007200720082008平均平均 AveAve方差方差 VarVar变异系数变异系数 CVCV锡林浩特锡林浩特 Xilinhot189.1 189.1 82.7 82.7 210.4 210.4 160.7 160.7 68.42 68.42 0.43 0.43 苏尼特左旗苏尼特左旗
8、Sonid Zuoqi14.7 14.7 66.4 66.4 54.1 54.1 45.0 45.0 26.99 26.99 0.60 0.60 达茂旗召河达茂旗召河 Darhan Muminggan qi85.4 85.4 87.9 87.9 181.6 181.6 118.3 118.3 54.82 54.82 0.46 0.46 野外考察结果:Field Survey over 3years样地草地生物量年际差异大Biomass was very differentXilinhotSonid ZuoqiDarhan Muminggan qi biomass123 3 气候对牧草物候期的影
9、响与动态模拟气候对牧草物候期的影响与动态模拟 Impacts of Impacts of CConphenologicalperiodofgrassanditssimulation13额尔古纳羊草和贝加尔针茅的返青期和枯黄期的相关性额尔古纳羊草和贝加尔针茅的返青期和枯黄期的相关性 correlationoftheperiodofseedlingestablishmentandthebrownperiodintwospecies(China Leymus and Needlegrass)Date of Leymus beginning growthDate of Needlegrass begi
10、nning growthNeedlegrassLeymusDate of grass scorch14巴雅尔吐胡硕地区羊草、冰草和萎陵菜巴雅尔吐胡硕地区羊草、冰草和萎陵菜1995-2007年返青期年返青期和枯黄期的变化趋势和枯黄期的变化趋势 Changeoftheperiodofseedlingestablishmentandthebrownperiodfrom1995to2007inthreegrassspeciesChina LeymusWheatgrassCinquefoilthe brown periodperiod of seedling establishment15 察右后旗羊草
11、和克氏针茅的物候期变化趋势察右后旗羊草和克氏针茅的物候期变化趋势 ChangeofthephenologicalperiodintwograssspeciesChina Leymus NeedlegrassChina Leymus NeedlegrassChina Leymus China Leymus NeedlegrassNeedlegrassMaturity dateFlowering dateseedling establishmentthe brown period16镶黄旗冰草返青期与温度、开花期与和降水的相关关系镶黄旗冰草返青期与温度、开花期与和降水的相关关系correlatio
12、noftheperiodofseedlingestablishmentandtemperatureinspring(a);correlationoftheperiodoffloweringandprecipitation(b)ofWheatgrassatXianghuangQiSpring TemperaturePrecipitation in July17冷蒿、糙隐子草和芦苇物候期与气候因子相关性分析冷蒿、糙隐子草和芦苇物候期与气候因子相关性分析 Correlationanalysisofclimaticfactorandphenologicalperiodinthreegrassspeci
13、es冷蒿冷蒿糙隐子草糙隐子草芦苇芦苇气候因子气候因子相关系数相关系数R R气候因子气候因子相关系数相关系数R R气候因子气候因子相关系数相关系数R R返青期返青期2-42-4月均温月均温-0.237-0.2371-41-4月均温月均温-0.186-0.186冬季降水量冬季降水量-0.590-0.590*2-42-4月降水量月降水量-0.507-0.507*1-41-4月降水量月降水量-0.308-0.308春季降水量春季降水量-0.573-0.573*4 4月均温月均温-0.469-0.469开花期开花期6-76-7月均温月均温0.7250.725*4 4月均温月均温-0.650-0.650*
14、6-76-7月降水量月降水量-0.506-0.506*6-76-7月降水量月降水量-0.746-0.746*夏季均温夏季均温0.7900.790*夏季降水量夏季降水量-0.642-0.642*夏季均温夏季均温0.6560.656*夏季降水量夏季降水量-0.550-0.5502-42-4月均温月均温-0.501-0.501*夏季降水量夏季降水量-0.608-0.608*6-76-7月降水量月降水量-0.733-0.733*夏季均温夏季均温0.2900.290成熟期成熟期7-87-8月均温月均温0.2280.228夏季均温夏季均温0.6910.691*7-87-8月均温月均温-0.015-0.01
15、56-76-7月降水量月降水量-0.102-0.102夏季降水量夏季降水量-0.491-0.4917-87-8月降水量月降水量-0.354-0.3548 8月均温月均温0.3650.3656-76-7月均温月均温0.6350.635*8 8月均温月均温-0.050-0.0508 8月降水量月降水量-0.067-0.0676-76-7月降水量月降水量-0.683-0.683*夏季降水量夏季降水量-0.129-0.129枯黄期枯黄期5-85-8月均温月均温-0.683-0.683*夏季降水量夏季降水量-0.554-0.554*7-87-8月降水量月降水量-0.597-0.597*5-85-8月降水
16、量月降水量0.7080.708*夏季均温夏季均温0.3780.3787-87-8月均温月均温-0.116-0.116*:P0.05 *:P0.0118建立天然草地模型建立天然草地模型,可分别对羊草可分别对羊草,针茅进行模拟针茅进行模拟Development Grass simulation model To simulate development of Leymus and needlgrass et al19牧草物候阶段划分及其形态指标牧草物候阶段划分及其形态指标 Phenologicalstageindexsystem物候阶段物候期发育生理日数生育时期指数形态指标越冬-返青返青期DsDs
17、1 11.01.0越冬后地面芽变绿色或地下芽出土,绿叶开始旺盛生长返青-春化-1抽穗期DsDs2-12-12.02.050%的幼穗从茎秆顶部叶鞘中露出。春化-抽穗-2DsDs2-22-23.03.0抽穗-开花 开花期DsDs3 34.04.0穗中部小穗花瓣张开,花丝伸出颖外,花药成熟散粉。开花-成熟 成熟期DsDs4 45.05.0穗籽粒形成,含水量50%为乳熟,25-30%为蜡熟,完熟时籽粒形成固有形状、颜色和大小。籽粒形成成熟-枯黄 枯黄期DsDs5 56.06.0茎秆变黄,变枯20天然牧草物候期基本模型天然牧草物候期基本模型PhenologicalPhenological period
18、model period model 21即每天的发育时期指数等于前一天的发育速率与当天发育速率的和,即每天的发育时期指数等于前一天的发育速率与当天发育速率的和,当发育时期指数累加到当发育时期指数累加到DSI时,则表示生育阶段模拟完成,得到的时,则表示生育阶段模拟完成,得到的该生育阶段的天数。此时,牧草即将进入下一个生育阶段。并以此该生育阶段的天数。此时,牧草即将进入下一个生育阶段。并以此类推,即可模拟牧草整个物候期的变化。类推,即可模拟牧草整个物候期的变化。每日发育时期指数可以表述为:每日发育时期指数可以表述为:牧草物候模型的计算机模拟原理牧草物候模型的计算机模拟原理 22温度和光照对发育的
19、影响温度和光照对发育的影响Impactoftemperatureandlightongrassdevelopment23模型的参数模型的参数 P Parameters典型牧草物候模型主要参数列表典型牧草物候模型主要参数列表 参数代号参数含义参数来源备注TbiTbi某一物候阶段的发育下限温度()根据参考文献指定或调试次要修改的参数TciTci某一物候阶段的发育上限温度()ToiToi某一物候阶段的发育最适温度()TvbTvb春化阶段的下限温度()TvcTvc春化阶段的上限温度()Tvo1Tvo1春化作用的最适下限温度()Tvo2Tvo2春化作用的最适上限温度()PLbPLb临界光周期(h)PLo
20、PLo最适光周期(h)感温性系数(无量纲)求初值后试错法调试主要修改的参数24牧草不同物候阶段的温光指标范围牧草不同物候阶段的温光指标范围 Rangeofindexvalueforeachphenologicalperiod 物候阶段TbTb()TcTc()ToTo()PLoPLo(h h)PLbPLb(h h)越冬-返青0.0-5.00.0-5.035.0-40.035.0-40.020.0-25.020.0-25.0-返青-春化-10.0-3.00.0-3.010.0-12.010.0-12.03.0-8.03.0-8.0-春化-抽穗-210.0-15.010.0-15.035.0-40.
21、035.0-40.025.0-30.025.0-30.014.0-16.014.0-16.08.0-13.08.0-13.0抽穗-开花15.015.035.0-40.035.0-40.025.0-30.025.0-30.014.0-16.014.0-16.08.0-13.08.0-13.0开花-成熟12.012.035.0-40.035.0-40.022.0-28.022.0-28.0-成熟-枯黄10.010.035.0-40.035.0-40.020.0-25.020.0-25.0-25模型参数调试模型参数调试 ModellingModelling test test不同牧草各物候阶段的模型
22、参数及参数调试结果统计检验不同牧草各物候阶段的模型参数及参数调试结果统计检验26牧草物候模型验证牧草物候模型验证 Validationof PhenologicalperiodsimulationObservationObservationneedlgrassLeymusSimulationSimulation27察右后旗和鄂温克旗针茅返青期模拟值与实测值的比较察右后旗和鄂温克旗针茅返青期模拟值与实测值的比较 Comparison of simulated phenological period and measured phenological period 28呼伦贝尔牧业试验站羊草产量变
23、化呼伦贝尔牧业试验站羊草产量变化(gm-2)ChangeofChinesewildryeproductioninHulunbertrialstation年代年代 (Year)/(Month/Date(Year)/(Month/Date)5 5月月3131日日6 6月月3030日日7 7月月3131日日8 8月月3131日日2002200222.6 22.6 30.3 30.3 78.1 78.1 92.5 92.5 2003200315.5 15.5 43.2 43.2 45.7 45.7 47.7 47.7 2004200423.0 23.0 26.5 26.5 20.3 20.3 30.0
24、 30.0 2005200518.5 18.5 49.0 49.0 54.8 54.8 61.3 61.3 平均平均19.9 19.9 37.3 37.3 49.7 49.7 57.9 57.9 均方差均方差3.58 3.58 10.60 10.60 23.90 23.90 26.40 26.40 变异系数变异系数0.18 0.18 0.28 0.28 0.48 0.48 0.46 0.46 29呼伦贝尔牧业试验站牧草总产量变化呼伦贝尔牧业试验站牧草总产量变化(gm-2)ChangeofpastureproductioninHulunbertrialstation年代年代/Year/Year5
25、 5月月3131日日6 6月月3030日日7 7月月3131日日8 8月月3131日日9 9月月3030日日年降水量年降水量(mm)(mm)19951995366.0 366.0 1494.0 1494.0 1920.0 1920.0 1615.0 1615.0 1294.0 1294.0 281.30 281.30 19961996410.0 410.0 1011.0 1011.0 1665.0 1665.0 1835.0 1835.0 928.0 928.0 394.30 394.30 19971997473.0 473.0 950.0 950.0 1508.0 1508.0 1542.0
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