地理信息系统和模型在气候变化中的应用案例研究raybet雷竞技最新

本文概述了基于gis的系统在当前气候条件下农业气候分析中的应用。raybet雷竞技最新在一系列排放情景下运行的一系列GCM输出的可用性现在允许对潜在的未来气候采取类似的方法。raybet雷竞技最新使用任何此类方法都应始终牢记,来自地球环流模型的输出并不精确,不同模式和情景之间会发生变化。此外,对农业的评估也缩小了规模GCM结果通常是必需的,这引入了另一组不确定性。尽管存在这些警告,但这类研究的结果可以为可能发生的变化的潜在幅度和空间变异提供有用的指示。下面列举一些例子,以说明正在采取的各种办法。

raybet雷竞技最新气候变化与作物野生近缘(遗传多样性)

诸如FloraMap™和Homologue™等工具提供了一种有用的方法,通过这些工具可以确定野生生物相对多样性的环境生态位和优先区域。将未来的气候数据整合到这些工具中,可以提供支持野raybet雷竞技最新生近亲的环境可能如何变化的迹象。Jones和Beebe(2001)使用FloraMap™和HadCM3模型数据,研究了2055年中美洲野生大豆环境的预测。他们的结论是惊人的:在被研究的7个国家中,有5个国家的结果表明,到2055年,合适的野生大豆栖息地将几乎消失。雷竞技手机版appJarvis等人(2001)对南美洲的野生花生(花生的近亲)采用了类似的方法。预测的2055年情景再次令人震惊:17个物种中有12个将灭绝,剩下的5个物种中有4个可能受到危险威胁。在未来2055年气候情景下,花生(Arachis)、马铃薯(Solanum)和豇豆(Vigna)的野生近缘种的比较研究报告了类似的结果:高灭绝率、范围缩小和环境碎片化程度增加(Jarvis et al., 2008)。raybet雷竞技最新这些分析提高了人们对野生亲缘物种的潜在威胁以及随之而来的重要遗传多样性的丧失的认识。利用地理信息系统可以对适当环境的退化情况进行图形可视化,突出显示可能发生主要影响的地方,并提供碎片化模式的定量评估。

改变非生物和生物的压力分布

CIMMYT使用的先前描述的超级环境概念捕捉了与作物胁迫相关的信息。热胁迫是小麦产量的一个重要限制因素,这在一个超大环境定义(ME5)中得到了体现。

基于来自CCm3模型的未来气候数据重新定义的超级环境(Govindasamy等,2003年)表明,到2050raybet雷竞技最新年,南亚这些潜在的较低热压力环境将大幅扩张(Hodson和White, 2007年-见图13.3)。随后纳入的2020年额外GCM数据(来自HadCM3、CSIRO和加拿大气候模拟与分析中心CCCMA)也表明,热胁迫小麦生产环境也出现了类似的大幅扩张。raybet雷竞技最新

干旱压力是气候变化下的另一个主要问题。raybet雷竞技最新之前描述的失败季模型提供了一个展望未来场景的框架。Thornton等人(2006)使用2050年HadCM3 A1情景说明了撒哈拉以南非洲地区歉收季节频率的潜在变化。所获得的结果表明,整个非洲农业地区歉收季节的可能性显著增加。将模型嵌入到GIS环境中,可以清楚地显示不断变化的空间分布。

农业病虫害的分布、物种组成和发生时间的变化无疑是对全球变化作出反应的其他因素,但由于宿主和病虫害之间存在复杂的动态关系,病虫害对气候条件和二氧化碳水平的反应也有很大变化,因此很难预测趋势。从广义上讲,温暖潮湿的环境通常有利于害虫和疾病。climex等模型为确定未来气候情景下特定物种的适宜性指数提供了机会(例如Sutherst等,2000)。raybet雷竞技最新

非洲和拉丁美洲的玉米

Jones和Thornton(2003)使用csm-ceres-Maize研究了2055年气候变化对非洲和拉丁美洲玉米生产的影响。raybet雷竞技最新利用地理信息系统,他们排除了非玉米地区,并将土壤数据分配给与天气数据相关的每个像素。模拟考虑了四个不同生育期的玉米品种,种植日期根据生长季节的平均开始时间分配。仅施用50公斤氮肥/公顷,因此结果与低投入的小农农业相对应。结果表明,气候变化将使产量平均减少10%,但存在重要的raybet雷竞技最新区域差异,特别是在山区。

亚洲大米

一个常见的问题是raybet雷竞技最新气候变化研究是预测的影响对温室气体增加的预测和所使用的GCM的敏感程度。Masutomi等人(2009)以亚洲的水稻生产为测试案例,比较了14-18个GCMs中基于不同排放情景特别报告(SRES)的预测。在21世纪20年代,所有的情景都一致认为,气候减少产量的影响将足以抵消二氧化碳升高可能带来的好处。raybet雷竞技最新产量变异性也随着二氧化碳的增加而增加。总的来说,结果证实,虽然估计的影响因SRES和GCM而异,但趋势是一致的,即产量可能会下降,而产量的不确定性会增加。

美国中西部雨养和灌溉生产的低成本适应策略

伊斯特林等人(1992)详细研究了适应方案,考虑了种植日期、氮水平和引入休耕的可能性。他们的论文之所以引人注目,还因为潜在的改编是根据专家的意见选择的。然而,在21个潜在的变化中,只有10个可以用史诗模型模拟出来。提早种植、种植季节较长的品种和犁沟防堵将减少气候变暖的影响。当然,除了对单一作物物种的适应,人们还可以比较不同的作物或作物序列对气候变化的反应(O'Neal et al., 2005;raybet雷竞技最新Thomson等人,2006)。

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