寒地不同熟性品种水稻产量对CO2浓度和温度升高响应的模拟

摘要：

选择黑龙江省作为研究区域,根据主栽水稻生育期内所需积温选取3个代表性品种,重点分析增温和大气CO2肥效作用对不同熟性品种水稻产量的影响.采用2013年的逐日气象资料及开顶式气室(OTC)(3个CO2浓度:390、450和550 μmol·mol-1)试验资料对品种的遗传参数进行调试;然后采用经验证的CERES-Rice作物模型分别模拟了3个CO2浓度水平下,伴随温度升高1、2、3和4℃时早、中、晚熟品种水稻产量.结果表明:随CO2浓度升高,不同品种水稻产量均上升;随温度升高,早熟品种产量持续下降,中、晚熟品种产量先上升再下降.若不考虑CO2肥效作用,除了中熟和晚熟品种在增温1℃时会有3.1％和0.27％的小幅增产外,其余均表现为减产,其中早熟品种减产幅度最大,增温4℃时减产高达57.7％,而中熟和晚熟品种减产10％左右.若考虑CO2肥效作用,450 μmol·mol-1 CO2浓度下,中熟和晚熟品种在增温2℃时仍增产0.75％和3.2％;550 μmol·mol-1 CO2浓度下,中熟品种在增温3℃时仍增产4.5％,晚熟品种在增温4℃时仍增产0.39％.而无论是否考虑CO2肥效作用,早熟品种在增温作用下均表现大幅度减产.与不考虑CO2肥效相比,大气CO2肥效作用有效提高了水稻产量,但CO2肥效对增产的贡献率在不同品种间差异不明显,且贡献率均小于10％.

关键词：寒地水稻、CO2和温度、OTC、CERES-Rice作物模型

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资助基金：本文由国家自然科学基金项目31571565、中国科学院百人计划项目Y24002101A、中国科学院-第三世界科学院卓越中心项目Y3YI2701KB和中国科学院CAS-RADI 1-3-5培育重点项目Y3ZZ15101A资助 This work was supported by the National Natural Science Foundation of China 31571565,One Hundred Person Project of the Chinese Academy of Sciences Y24002101A,Project of C AS-TWAS Centre of Excellence Y3YI2701KB and 1-3-5 Cultivate Key Project of CAS-RADI Y3ZZ15101A.

在线出版日期：2016-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1153-1162