南非极端高温和干旱对玉米产量的建模影响

本研究评估了作物模型CropSyst的两个版本（即EMS，现有；MMS，修改版）在模拟南非玉米（Zea mays L.）产量方面的能力。MMS算法明确考虑极端天气事件（干旱、热浪、寒流、霜冻）对叶片发育和产量形成的影响。本研究的案例研究是在约翰内斯堡附近的一个实验站，使用2004年至2008年收集的实地数据对这两个模型版本进行了校准和验证。EMS和MMS的比较显示，在极端干旱和高温事件期间，两种模型版本之间存在显著差异。与EMS相比，MMS提高了约30%的粮食产量预测，表明其在不同条件下捕捉受压作物行为的能力更强。在对两种版本施加2030年和2050年的气候变化预测情景时，MMS的响应变异性也更大，随着干旱严重性和温度条件的增加，可能导致玉米产量下降。在2050年的预期条件下，MMS的产量（8 t ha–1）甚至低于EMS（11 t ha–1），相对于基线情景（2000年约13 t ha–1）。考虑极端天气事件影响的建模解决方案被视为支持南非及全球农业管理战略和政策决策的有前途的工具。