太阳辐射变化对长江中下游地区水稻产量的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1本课题的意义

近年来，由于空气污染以及自然与人类活动的加剧，大气中的气溶胶含量增加。气溶胶粒子会吸收、散射太阳辐射和地面辐射出的长波辐射，影响地－气辐射收支，削弱到达地表的短波辐射量。同时，大气气溶胶中含有的硫酸盐、硝酸盐、铵具有吸湿作用，也会使得辐射量减少^[1]。1995-1999年，美国、欧洲和印度等国的200多位科学家在印度和印度洋开展的国际大气科学试验发现，在亚洲南部上空经常笼罩着一层3km厚的棕色气溶胶云，受其影响的地区日照量减少了10%到15%^[2]。另有研究表明，20世纪50以来，全球地表接收的太阳辐射以1.3%的速度在下降，而我国在20世纪的最后40年，太阳辐射以每年2.54%的速度下降，这种趋势在70年代以后愈发明显^[3]。

太阳辐射是农业生态系统的能量源泉，是作物生长发育的基础。作物依靠太阳辐射提供的能量进行光合作用，将水和co2转化成其生长所需的有机物，进而完成各生育期的发育。太阳辐射收入的多寡和群体转换效率的高低决定了农作物的群体生产力^[4]。到达地表的太阳辐射降低,会阻碍农作物的太阳辐射吸收量,因而不利于作物的生长发育及产量形成,直接威胁粮食安全。有相关研究成果得知，光照强度为80%自然光时，水稻的产量最高降幅达41.21%^[5]。chameides等^[6]在研究中指出,辐射的降低量与冬小麦、水稻等作物的产量呈1:1的线性关系，每10年产量损失达5%-30%。就整个长江三角洲地区而言，气溶胶增多导致水稻的籽粒产量减少了9%左右，当气溶胶光学厚度增加一倍（aod=1.56）时，水稻籽粒产量将减少8%左右^[7]。如此一来，不断降低的太阳辐射量将会对我国生态平衡和农业生产造成显著影响，太阳辐射减弱对农作物生长发育和产量的影响也已经引起了人们的广泛关注。

2. 研究的基本内容和问题

2.研究的目标、内容和拟解决的关键问

2.1 研究目标

本研究旨在通过观测和数值模拟方法明确我国太阳辐射变化对水稻产量的影响，并进行产量的定量评估，为应对太阳辐射变化对我国水稻产量的影响提供理论依据，进而指导农业生产采取合理措施应对当前的气候变化。

3. 研究的方法与方案

3.研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

3.1研究方法

本研究采用各观测站点近20年的辐射和水稻产量数据，采用统一分类标准和数理方法，对各站点的年际、年代际和季节的地面太阳总辐射、直射辐射和散射辐射的变化趋势、水稻产量的年际变化趋势以及辐射和产量变化的相关性进行系统分析。

4. 研究创新点

4.特色或创新之处

当前，太阳辐射减弱对农业生产的影响已经受到了人们的广泛关注，但目前的研究多集中在短期的影响，关于太阳辐射长期变化对水稻产量影响的研究鲜见报道。此外，本研究将资料进行归一化处理，分析结果更具有可比性、代表性。

5. 研究计划与进展

5.研究计划及预期进展