摘要
小麦是我国三大粮食作物之一，其播种面积占全国农作物播种面积的20％左右，占粮食产量的20％-25％。过度使用水肥资源降低了农业生产的可持续性，并造成了严重的环境危害。在全球气候变暖背景下，降低水肥投入的同时提高区域作物产量将是我国农业领域的重要研究方向。本文分析了RCP8.5情景下冬小麦生育期不同气候要素的变化，并运用DSSAT-CRESS-Wheat模型模拟了RCP8.5情景下不同水分和水肥互作处理对气候变化的适应能力，得到的主要研究结果如下: (1)RCP8.5情景下，相较基准期，冬小麦生育期内最高温度呈增加趋势，近期增温幅度为0～2℃，中期增温幅度为2.7～4.5℃。相较基准期，冬小麦生育期内最低温度呈增加趋势，近期增温幅度在0～2℃之间，中期增温幅度在3.5～4.5℃之间。降水增幅为0％～10％（近期）和10％～30％（中期）。近期年平均辐射量相较于基准期呈降低趋势，降幅在2％以内，中期呈增高趋势，增幅在10％以内。 (2)冬小麦潜在产量主要呈从东北向西南逐渐降低的趋势。冬小麦雨养产量主要呈从东南向西北逐渐降低的趋势。区域潜在干旱减产率呈明显的南北差异，北部区域潜在干旱减产率高于南部，并且由南向北逐渐增高。河北、河南、山西、山东的潜在干旱减产率高于区域平均水平，河北地区的潜在减产率最大，近期和中期的潜在干旱减产率分别达68.35％和71.71％。而湖北、安徽、江苏和四川的潜在干旱减产率较低。 (3)不同水分处理下冬小麦产量和干旱减产率呈明显南北差异，南部冬小麦产量高于北部，北部减产率高于南部。相较于W1，W2下北部地区的冬小麦产量增幅较高，之后增产幅度由北向南逐渐降低;北部减产率降幅较高，之后减产率降幅随区域由北向南逐渐降低。在W3下，全区域内产量和干旱减产率基本保持稳定。在W4下，北部产量降低明显，中西部次之，南部基本不变;干旱减产率与之相似，北部减产率增幅明显，中西部次之，南部基本不变。 (4)不同水肥处理下，湖北和四川外，其余地区产量呈由南至北逐渐降低，减产率呈由南至北逐渐增高的趋势。在减水或减肥条件下，河北和山东省的冬小麦产量和减产率基本保持稳定的处理有N1W3、N2W1、N2W2、N2W3和N3W2，河南、甘肃、陕西、山西省的产量和减产率基本保持稳定的处理有N1W3、N1W4、N2W1、N2W2和N2W3。因此冬小麦主产区仍有较高的节水节肥潜力。 因此，通过本研究明确了气候变化对冬小麦影响的程度和适应机制，为保障国家粮食安全提供科学依据。
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