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夜间增温和增雨实验平台
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科学问题

1850年以来,全球地表平均温度已经上升了0.85摄氏度,并且到本世纪末,将继续增加1-3.7摄氏度(IPCC2013)。模型和观测数据已经证实温度的上升主要是因为夜间温度的变化。通过分析1948-2010年间的历史数据,在世界的大多数地区,夜间温度的增加速率要高于白天温度的增加速率(Xia et al., 2014)。中国北方夜间温度极端偏低的日数显著趋于变少;白天温度偏高的日数则区域增多,只有华南北部例外。同时伴随着全球变暖,在高纬度,赤道太平洋地区和中纬湿润地区,降雨量将会出现增加的趋势。以夜间温度升高和降雨量增加为特性的气候变化将会影响作物产量的并直接危害粮食安全。华北平原是我国重要的粮食作物产地,研究夜间增温和增加降雨对华北平原作物产量的影响对我国农业发展具有重要意义。本研究通过被动式夜间增温装置和人工增加30%自然降雨来模拟未来气候变化下中国华北平原作物产量的变化,以期对华北平原粮食生产乃至中国未来农业发展提供参考

实验设计

该农场成立于2010年,而本实验在2016年进行,采用完全随机的区组设计。实验分为四个处理:对照(C),被动式夜间增温(W7:00pm-7:00 am),增加30%自然降雨(P)和被动式夜间增温结合增加30%自然降雨(WP)。每个处理重复四次,共计16个样方。每个样方大小为5m×6m 。夜间增温处理通过人工地在每日日落之后将玻璃纤维布(可反射96%的直接辐射和95%的散射辐射2,3)通过特定装置1覆盖在作物冠层上方30cm处,并在早晨日出前将布揭开。在夜间出现大风和降雨等不良天气状况时,暂停增温处理。增雨处理是在自然降雨之后,人工的增加相当于降雨量30%的灌溉水。处理从作物播种后开始一直持续至作物收获。作物的品种为夏季花生(白沙),冬季小麦(周麦)。

 

实验人员

刘向辉,张要军,王文娟。

 

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