中国农业气象 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5): 669-681.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2025.05.008
基于CLM5模型CO2升高及水肥限制对春小麦生长影响的验证
周文慧,张少波,吕雅琼
ZHOU Wen-hui, ZHANG Shao-bo, LV Ya-qiong
摘要:
研究陆面过程模式最新版本(CLM5)中作物生长对CO2浓度升高、灌溉以及氮肥限制等条件的响应是否合理,对作物模块的进一步发展具有重要作用。本文利用位于美国亚利桑那州全球首个自由大气CO2浓度加富实验场(FACE实验)的春小麦观测数据,验证CLM5模型春小麦生长对CO2浓度升高、灌溉和氮肥限制的响应及其相互作用。结果表明:(1)经参数调整,CLM5模型能合理模拟春小麦生长发育动态;平均地上生物量模拟结果被高估,差异为92.0g×m−2,平均籽粒产量模拟结果被低估,差异为39.0g×m−2。(2)CO2浓度增加利于春小麦生长和产量提升,CO2浓度增加下实际产量平均增加14.3%,模拟产量增加22.7%,模拟结果相较于实际观测存在一定程度高估。(3)水分和氮肥限制不利于春小麦生长,导致春小麦产量下降,实际产量分别减少28.5%和22.4%。增加CO2浓度能缓解由水分限制引起的减产,但会加剧氮肥限制导致的减产效应。CLM5模型可捕捉到环境变化对春小麦产量的影响,但存在一定偏差,水分限制条件下春小麦模拟产量减少5.5%,氮肥限制条件下模拟产量减少44.5%,较实际情况存在低估。CLM5模型能较合理地模拟春小麦生长,一定程度上可较好地表达CO2浓度升高以及水肥限制对春小麦生长和产量的影响。