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探索未来主要气候情景下华北地区冬小麦需水量的时空分布可为农业水资源科学配置,科学应对气候变化对农业生产的影响提供基础数据支撑。本文基于华北及周边地区88个气象站1961-2010年的气象数据,采用统计降尺度模型预测2011-2100年温度、辐射、降雨数据,结合属地化订正的Hargreaves公式的作物模型,模拟了未来代表性浓度路径(representative concentration paths,RCP)RCP4.5和RCP8.5情景下华北地区冬小麦潜在产量、潜在需水量和灌水量,分析了Hargreaves公式中主要参数在典型时间尺度下的空间分布状况以及未来主要气象因子年际变化情况,明确了气候变化对华北地区未来冬小麦产量、需水量的时空变化规律,量化了未来冬小麦潜在产量、需水量、灌水量的变化程度。得到主要结论如下:(1)华北地区全年和夏季Hargreaves公式转换系数K变化趋势相同,均从西北向东南逐渐增大,春、秋、冬季变化趋势则相反;全年和夏季指数系数n变化趋势相同,均从华北地区东南向西北逐渐增加,春、秋、冬季则从东北向西南逐渐增加;温度偏移量Toff总体表现为从西南向东北逐渐增加。(2)未来两种气候情景下最低温度、最高温度、降雨均呈增加趋势,RCP8.5情景下增速远远大于RCP4.5情景下增速,且RCP8.5情景下增幅较大。基准期内太阳辐射呈明显减小趋势,未来3个时间段,RCP4.5情景下太阳辐射呈先减小后增大再减小的波动趋势,其变化速度与之相同,RCP8.5情景下太阳辐射变化情况与之相反,呈先增加后减小再增加趋势,其变化速度逐渐减缓。(3)未来两种气候情景下,华北地区参考作物需水量(reference evapotranspiration,ET0)整体上呈增加趋势;RCP4.5情景下ET0从河北与山东、河南三省交界处形成的“勺”状区域向四周逐渐扩散减小,在河北唐山与乐亭、江苏东台、河南驻马店附近达到最小值;RCP8.5情景下华北地区2020s(2011-2040年)、2050s(2041-2070年)ET0的空间分布和RCP4.5相似,2080s(2071-2100年)ET0的空间分布与之差异较大,最高值主要分布在山东惠民、河南新乡、安徽蚌阜和江苏盱眙附近。(4)RCP4.5和RCP8.5情景下华北地区2020s、2050s、2080s冬小麦潜在产量空间分布趋势相似,均从西北内陆向东南沿海逐渐增加,且随时间推移,潜在产量呈条带分布。RCP4.5和RCP8.5情景下华北地区2020s、2050s、2080s ETc的空间分布趋势相似,均从山东半岛以及河南中部向周围逐渐减小,在河北省东北和中部、河南省南部与安徽交界处、江苏省东南部附近达到最小值。(5)RCP4.5情景下未来3个时间段冬小麦潜在产量、潜在需水量和有效降雨量不断增加,灌溉量不断减小。RCP8.5情景下未来3个时间段冬小麦潜在产量、潜在需水量和灌溉量均呈先增加后减小趋势,有效降雨量呈先减小后增加趋势。