气候变化对草地畜牧业的影响.ppt

1 气候变化对草地畜牧业的影响 中国农业大学潘学标 中国适应气候变化项目会议 theimpactofclimatechangeonpasturehusbandryinchina panxuebiaochinaagriculturaluniversity 2 提纲outline 1气候变化对北方草地畜牧业地区边界有影响impactsofclimatechange cc onregionalborderofgrasslandandpasturehusbandry2气候年际变化牧草生物量的影响ccongrassbiomass3气候对牧草物候期的影响与动态模拟cconpastureandgrassphenologicalperiod4基于spacsys模型的牧草生育模拟与情景分析cconfeedcropdevelopmentandgrowthwithspacsysmodel5结论conclusion 3 1气候变化对北方草地畜牧业地区边界有影响impactsofclimatechange cc onregionalborderofgrasslandandpasturehusbandry 总体上变暖变干 中东部降水减少warmeranddryer lowerprecipitationinmiddleeast农牧交错中段西部南界南移theborderoffarming pastoralecotonemovessouthwards 4 内蒙古1961 1990年t 0 积温分布图distributionofaccumulativedegreedayininnermongolia1961 1990t 0 全区有气候变暖趋势 5 内蒙古1991 2005年t 0 积温分布图 全区有气候变暖趋势 内蒙古1991 2005年t 0 积温分布图distributionofaccumulativedegreedayininnermongolia1991 2005t 0 6 内蒙古1961 1990年t 0 期间降水量分布图distributionofprecipitationduringt 0 ininnermongolia1961 1990 7 东部降水减少 干旱带东移 内蒙古1991 2005年t 0 期间降水量分布图distributionofprecipitationduringt 0 ininnermongolia1991 2005 8 内蒙古1961 1990年湿润系数分布图distributionofcoefficientofhumidityininnermongolia1961 1990 9 全区中东部变干 西部有所缓解 内蒙古1991 2005年湿润系数分布图distributionofcoefficientofhumidityininnermongolia1991 2005 10 图3 71971 2000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themovingofborderoffarming pastoralecotone 图3 81976 2005年北方农牧交错带边界移动情况 该分析中以1961 1990年划定的边界为基准 分别讨论1971 2000年与1976 2005年北方农牧交错带的边界移动情况 11 2气候年际变化对牧草生物量的影响impactofcconpastureandgrassbiomass 12 野外考察结果 fieldsurveyover3years样地草地生物量年际差异大biomasswasverydifferent xilinhotsonidzuoqidarhanmumingganqi biomass 13 3气候对牧草物候期的影响与动态模拟impactsofcconphenologicalperiodofgrassanditssimulation 14 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 chinaleymusandneedlegrass dateofleymusbeginninggrowth dateofneedlegrassbeginninggrowth needlegrass leymus dateofgrassscorch 15 巴雅尔吐胡硕地区羊草 冰草和萎陵菜1995 2007年返青期和枯黄期的变化趋势changeoftheperiodofseedlingestablishmentandthebrownperiodfrom1995to2007inthreegrassspecies chinaleymus wheatgrass cinquefoil thebrownperiod periodofseedlingestablishment 16 察右后旗羊草和克氏针茅的物候期变化趋势changeofthephenologicalperiodintwograssspecies chinaleymusneedlegrass chinaleymusneedlegrass chinaleymus chinaleymus needlegrass needlegrass maturitydate floweringdate seedlingestablishment thebrownperiod 17 镶黄旗冰草返青期与温度 开花期与和降水的相关关系correlationoftheperiodofseedlingestablishmentandtemperatureinspring a correlationoftheperiodoffloweringandprecipitation b ofwheatgrassatxianghuangqi springtemperature precipitationinjuly 18 冷蒿 糙隐子草和芦苇物候期与气候因子相关性分析correlationanalysisofclimaticfactorandphenologicalperiodinthreegrassspecies p 0 05 p 0 01 19 建立天然草地模型 可分别对羊草 针茅进行模拟developmentgrasssimulationmodeltosimulatedevelopmentofleymusandneedlgrassetal 20 牧草物候阶段划分及其形态指标phenologicalstageindexsystem 21 天然牧草物候期基本模型phenologicalperiodmodel 22 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dsi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 牧草物候模型的计算机模拟原理 23 温度和光照对发育的影响impactoftemperatureandlightongrassdevelopment 24 模型的参数parameters 典型牧草物候模型主要参数列表 25 牧草不同物候阶段的温光指标范围rangeofindexvalueforeachphenologicalperiod 26 模型参数调试modellingtest 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 27 牧草物候模型验证validationofphenologicalperiodsimulation observation observation needlgrass leymus simulation simulation 28 察右后旗和鄂温克旗针茅返青期模拟值与实测值的比较comparisonofsimulatedphenologicalperiodandmeasuredphenologicalperiod 29 呼伦贝尔牧业试验站羊草产量变化 gm 2 changeofchinesewildryeproductioninhulunbertrialstation 30 呼伦贝尔牧业试验站牧草总产量变化 gm 2 changeofpastureproductioninhulunbertrialstation 31 呼伦贝尔9月30日生物量与年降水量的关系correlationofbiomassproductionon30thseptemberandannualprecipitationinhulunber 32 小结briefsummary 模型已能较好地模拟天然牧草物候期拟加入光合生产模型 以便能模拟草地生物量与气候变化结合 即可用于评估未来气候变化对草地物候和生物量的影响 33 4基于spacsys模型的饲草作物生育模拟与情景分析cconpasturedevelopmentandgrowthwithspacsysmodel 模型简介introductionofspacsysmodel模型案例application casestudy基于典型区域气候情景的模拟分析simulationofccimpactintypicalclimatesites 34 lianhaiwucrop soilsystemsresearchgroupsottishagriculturalcollege 多层multi soillayers 用户设定土壤层数 田间尺度fieldscale气候驱动weather driven日模拟dailysteps 作物生长和发育 包括地上和地下部分 可模拟单作或间作 plantgrowthanddevelopmentn c循环n ccycling土壤水运动soilwatermovement热量传递heatconduction spacsys模型作者及特点 35 precipitation surfacepool surfacerunoff groundwater percolation evaporation runoffloss n2o no transpiration soilwater soilheat litter manure co2 no3 microbial nh4 co2 co2 deposition fertiliser co2 leaching leaching canopystorage spacsys模型框架framework 36 leaves stems freshompool dompool humuspool manure runoff seeds translocaton microbepool abovegroundlitter rootlitter runoff runoff co2 co2 co2 co2 mortality c模块框架ccycling photosynthatepartitioningcouldbeoperatedeitherbydefaultequationoruse definedparameters 37 spacsys数据支持dataset 气象数据weatherdata 最高温度 最低温度 降水 风速 湿度 日照时数 总辐射 净辐射 土壤数据soilinformation 土壤理化性质 土壤容重 孔隙度 萎蔫点 ph值等 土壤分层 及各层的水分含量 温度 c n含量 作物参数cropparemater 发育 光合 干物质分配 等 固氮 3d根系可选 作物管理等plantmanagement 播种 灌溉 施肥 翻耕等 spacsys模型数据运行与管理可通过mssql msaccessormysql进行 38 spacsys数据输出output 作物模拟输出cropoutput土壤c n模拟输出soilc n水热传输模拟输出waterandheat根系模拟输出rootsystem 发育期光合速率作物器官生长作物器官衰老作物呼吸叶面积 豆科作物固氮no3 nh4 吸收作物吸水作物各器官含氮量 39 spacsys在模拟牧草上的应用application 案例case1 阿伯丁 苏格兰 aberdeen uk 2001 2003大麦 barley grass clovermixedpasture案例case2 欧洲气候背景下1 ris denmark19842 dijon france19993 copenhagen denmark2000豌豆 fieldpea 不同氮素肥料施用处理下的napplicationtreatments 40 spacsys模型验证对欧洲三个站点豌豆生长季内地上部分生物量模拟comparisonofsimulatedabovegrounddmandmeasurementinallthreesites横轴为实测值 纵轴为模拟值 1 1line spacsys在欧洲气候背景下应用 41 spacsys模拟初步评估气候变化影响cconfiledpeaininnermongoliabasedonscenarioofsresa2 地点 内蒙古试验站innermongoliafoursites grids 格点centralpointsofgrids站名纬度经度地形高度数据 单位 米 latitudelongitudealtitude m 武川wuchuan41 07111 381529 77四子王旗siziwangqi41 51111 411524 00锡林浩特xilinhaote43 89116 421198 85杭锦旗hangjinqi39 82108 441366 03 42 作物 豌豆 箭舌豌豆 filedpea材料material1 2008年内蒙古武川粮草轮作试验experimentaldatainwuchuansite1 发育期观测development2 开花期 结荚成熟期 成熟枯黄期 三个时期茎 叶 根 荚果干物重测定 最终产量biomasssampling3 气候监测数据 土壤数据等weatherandsoildata目的goal 作物参数调整cropparameterdetermination 43 情景分析weatherdatainputsresa2情景下hadam3驱动的precis第二组作业输出结果订正值及相应的气候基准时段订正值 其中风速为模式原始值 模拟modelling4月25日播种sowingdate25thapr 8月1日收获harvest1staug 1961 19902021 2050输出output 豌豆的生育期 产量 生物量变化development seedsproduction abovegroundbiomass spacsys模拟案例 44 武川豌豆出苗期 自播种后日数 随气候变化趋势 changeofemergenceinwuchuan daysaftersowing 45 武川豌豆开花期 自播种后日数 随气候变化趋势 changeoffloweringinwuchuan daysaftersowing 46 武川豌豆成熟期 自播种后日数 随气候变化趋势 changeofmatureinwuchuan daysaftersowing 47 武川豌豆发育期development 自播种后天数daysaftersowing 年代平均随气候变化趋势inwuchuan 48 武川豌豆籽粒产量 g m2 随气候变化趋势 changeofseedsproductionatharvestinwuchuan g m2 49 武川豌豆地上部生物量 g m2 随气候变化趋势 changeofabovegrounddmatharvestinwuchuan g m2 50 武川豌豆收获期生物量 g m2 年代平均随气候变化趋势changeofbiomassatharvest g m2 51 锡林浩特地区 cconfieldpeadevelopmentinxilinhaote发育期提早thewholegrowthlengthisshorten 52 利用气候情景模拟结果 锡林浩特地区 simulationofcconfiledpeainxilin