未来黄河流域的干旱风险持续存在，区域间存在差异，且西部呈现明显的干湿转变。 改进的DSSAT模型偏差修正方法使产量的nRMSE降低了4.00%，蒸散量的nRMSE降低了9.73%。 黄河流域各玉米生态区存在特定的阈值，主要出现在轻度至中度SPEI条件下。 与基准期相比，SSP585情景下显现的WUE阈值均有所降低。 Yield和ET对东、西部玉米生态区WUE的驱动性不同。
由于农业灌溉用水短缺，以及气候变化下干旱风险的增加，确定作物水分利用效率（WUE）沿干湿梯度的制约因素非常重要。本研究将CMIP6五个高分辨率气候模式与DSSAT-CERES-Maize模型嵌套，并采用网格化偏差修正方法对作物模型进行了优化，阐明了三种气候情景（SSP126、SSP370和SSP585）下的干旱风险，揭示了递阶干湿梯度的WUE阈值及其关键驱动因子。结果表明，黄河流域未来干旱风险将持续存在，2030s西南区（V）干旱频率最高，西北区（III）干旱频率最低，SSP126情景下2080s西南区（V）可能会出现转湿趋势。修正后的作物模型能够有效模拟作物产量和蒸散量（ET），nRMSE分别降低4.00%和9.73%。在不同气候情景和未来时段中，各玉米生态区均存在 WUE 阈值（1.96-8.41 kg ha−1 mm-1），主要集中在轻度和中度干/湿条件下。东部（I和II）的WUE 主要受产量要素驱动，而西部（III、IV和V）则主要受ET驱动。研究成果对未来气候变化下，黄河流域不同区域实施差异化水分管理并优化农业技术途径提供了科学支撑。
Fig. 3. Drought frequency, SPEI temporal trends and their spatial changes in historical periods, and drought frequency in future periods.
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第一作者：陈蔚，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所2023级博士研究生，在Journal of Cleaner Production、Carbon Balance and Management等环境科学领域主流期刊上发表了多篇SCI论文，主要研究方向为气候变化对作物水分利用效率的影响及其适应。
ResearchGate:
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https://orcid.org/0009-0001-4083-0813
论文信息
标题：Identification of thresholds and key drivers on water use efficiency in different maize ecoregions in Yellow River Basin of China
期刊：Journal of Cleaner Production
类型：Original Article
作者：Wei Chen, Hui Ju*, Di Zhang, & William D. Batchelor
时间：2023-11-12
DOI：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.144209
