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第77 卷第9 期 地 理 学 报 Vol.77, No.9 2022 年9 月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA September, 2022 气象干旱对中亚棉花产量的影响 1, 2 3 1, 2 1, 2 徐 杨 ，李秀芬 ，葛全胜 ，郝志新 （1. 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室，北京 100101； 2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 沈阳农业大学农学院，沈阳 110866） 摘要：极端干旱事件频发对中亚棉花生产具有重要影响。本文利用乌兹别克斯坦赞格阿塔实 验站棉花大田试验数据评估了APSIM-Cotton 模型的适用性，根据CMIP6 气候模式模拟的 SSP1-2.6、SSP3-7.0 和SSP5-8.5 等3 种共享社会经济路径下的气候变化数据集，分析了2021— 2090 年SPEI-3 干旱指数的变化特征，进而利用APSIM-Cotton 模型模拟了考虑CO 肥效作用的 2 气象干旱对棉花产量的影响。结果表明：APSIM-Cotton 模型能够准确模拟乌兹别克斯坦塔什 干地区的生育期和产量变化趋势；未来塔什干地区呈现温度明显升高、干旱发生频率明显增加 的特征；气象干旱将导致棉花产量下降，SSP1-2.6、SSP3-7.0 和SSP5-8.5 等3 种排放情景下，严 重气象干旱导致2021—2050 年棉花产量较1961—1990 年分别下降28.0% 、29.6% 和32.1% ， 2061—2090 年棉花分别减产31.5% 、33.1%和35.7% ，在SSP3-7.0 和SSP5-8.5 情景下，极端气象 干旱导致2061—2090 年棉花产量分别下降41.3%和54.2% ；CO 浓度升高可提高棉花产量，贡献 2 率为14.9%~25.0% ，但浓度达到750 µmol/mol 以上时，棉花增产幅度将不再持续增加。 关键词：气象干旱；中亚；棉花产量；APSIM ；CMIP 6 共享社会经济路径 DOI: 10.11821/dlxb202209014 1 引言 1965—2014 年中亚地区升温速率明显高于全球或北半球同期平均水平，且模拟数据 也显示未来百年中亚发生极端高温事件和极端降水的频率将显著增大，这将对中亚农业 [1-2] 生产产生不利影响 。中亚大湖区的棉花产量位于世界第三位，其中乌兹别克斯坦素有 “白金之国”之称，2000 年以来棉花年均产量约110.6 万t ，是中国棉花的主要进口国之 [3] 一 。乌兹别克斯坦属于典型的大陆性气候，夏季高温少雨；南部7 月平均温度为 37 ℃，北部为32~33 ℃，且1950年后气温超过40 ℃的天数一直呈增加趋势；平均年降 [4] 水量191 mm 且主要集中在冬季和春季 。由于生长季降水缺乏，乌兹别克斯坦难以发展 雨养农业，特别是近些年水资源短缺和高温导致的气象干旱已经成为限制棉花生产的重 要因素。因此在全球增温的背景下，研究气象干旱对棉花产量的影响将有助于深入认识 中亚棉花产业的发展前景、科学预测中国与中亚棉花产业的合作潜力。 已有研究发现干旱胁迫严重限制了棉花的生长发育，如株高、叶干重、茎干重、叶 [5-6] 面积指数、果节数、纤维质量、冠层和根系发育等均受