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干旱一直是世界上最具威胁的自然灾害之一,干旱会对我国粮食产量和国民经济造成严重的损失,从而对国家稳定发展产生影响。我国70%以上玉米的种植区域遭受到干旱的威胁,每年因此造成的产量损失超过1.5×10~7t。分析气候变化背景下干旱对玉米生产的影响,对相关农业部门制定有效的干旱应对措施,以满足未来人口增长背景下日益增长的粮食需求具有参考意义。本论文中参照气候分区和农业分区,将研究区种植玉米的站点分为西北地区（分区Ⅰ）、华北地区（分区Ⅱ）和东北地区（分区Ⅲ）;基于不同时间尺度标准化降水蒸散发指数（standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI）和土壤水分亏缺指数（soil moisture deficit index,SMDI）,结合CMIP6（coupled model intercomparison project phase）中的多模式GCM（global climate model）数据,在共享社会经济路径（the shared socio-economic pathway）SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,分析各分区历史时期（1961～2018年）和未来时期（2021～2100年）春/夏玉米生育期内农业干旱和气象干旱的时空演变规律;基于各站点实测的玉米物候期和产量数据,对DSSAT-CERES-Maize模型中玉米的遗传参数进行校准和验证,使用DSSAT-CERES-Maize模拟分析历史和未来时期玉米物候期、生育期内LAImax、地上部分生物量和产量,分析玉米生长和产量的变化规律;最后通过研究玉米的产量相关要素对干旱的响应规律,分析玉米生育期内气象和农业干旱对玉米生长和产量的影响,确定干旱对玉米生长和产量影响的关键月份、关键时间尺度,并选择最适宜反映玉米产量响应的干旱指标。论文获得的主要结论如下:（1）各分区玉米生育期内农业干旱和气象干旱的时空变化规律有一定相似度,但存在差异。历史时期（1961～2018年）,在分区Ⅰ与分区Ⅲ,10～40 cm土层深度的农业干旱程度较0～10 cm土层深度的农业干旱程度要高,在分区Ⅱ,0～10 cm和10～40 cm土层深度农业干旱的严重程度相似;玉米生育期内的气象干旱严重程度变化幅度较大,干湿交替的情况较多;而玉米生育期内的农业干旱严重程度变化幅度小,通常在整个生育期呈现一致的农业干湿状态。未来时期（2021～2100年）,SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分区Ⅱ玉米生育期内的7、8和9月发生气象干旱的频次减少,分区Ⅰ和分区Ⅲ干湿交替的情况增多;未来时期SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下,3个分区0～10 cm深度土层与10～40 cm深度土层的农业干湿状态基本一致,10～40 cm土层深度的农业干旱严重程度高于0～10 cm土层深度的农业干旱严重程度,2021～2060年期间年际间干湿交替的情况较多并且发生的农业干旱严重程度不高,2061～2100年期间农业干旱的频次增加;2021～2040期间SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下3个分区0～10 cm深度土层与10～40 cm深度土层的农业干湿状态不一致,当0～10 cm土层发生农业干旱的时候,10～40 cm土层却处在正常或较为湿润的状态,2021～2070年期间0～10 cm深度土层将长期处于农业干旱的状态,2065年以后10～40 cm深度土层发生农业干旱的频次增加;在SSP5-8.5情景下,2021～2070年0～10 cm土层深度将长期处于农业干旱的状态,并且约隔20年出现极端农业干旱。（2）春玉米和夏玉米的生长和产量在历史和未来时期呈不同的变化规律。DSSAT-CERES-Maize模型可以很好的模拟春玉米和夏玉米的生长和产量,观测值和实测值的R~2大于0.72,RRMSE在15%左右（＜20%）,DSSAT-CERES-Maize模型对玉米物候期的模拟效果比产量好。历史时期,分区Ⅱ和分区Ⅲ春玉米生育期内LAImax比分区Ⅰ高;各分区春玉米成熟期地上部分生物量相近;1961～2018年各分区春玉米产量和夏玉米产量有略微下降的趋势;春玉米生育期内LAImax、成熟期地上部分生物量和产量均高于夏玉米。在未来时期,2021～2060年期间,SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下玉米的关键生育期、生育期内LAImax、成熟期地上部分生物量和产量的差异较小,2061～2100年期间的差异较大;春玉米的开花期和成熟期会提前,SSP1-2.6到SSP5.8.5情景下春玉米开花期和成熟期提前的天数越来越多SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下春玉米产量都有下降的趋势;夏玉米的开花期和成熟期将推后,特别在2021～2060年期间,2021～2060年期间SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下夏玉米的产量有上升的趋势,在2061～2100年期间夏玉米产量下降。（3）干旱对春玉米和夏玉米的影响不同。整体上来说玉米生长和产量与气象干旱指标（SPEI）的相关关系好于农业干旱指标（SMDI）;农业干旱指标SMDI与玉米生长和产量的关系与气象干旱指标与玉米生长和产量的关系相比,存在明显的滞后现象;干旱指标线性斜率与夏玉米产量相关要素的线性斜率的相关关系中干旱指标线性斜率与产量线性斜率的相关关系最好,而干旱指标线性斜率与夏玉米产量相关要素的线性斜率的相关关系中干旱指标线性斜率与生育期内LAImax线性斜率的相关关系最好。历史时期,对于春玉米而言,开花～乳熟期（7～8月）的持续干旱对春玉米产量的影响最大;对于夏玉米而言,干旱在开花期前后（7～8月）对产量的影响最大;3个分区8月份4个月时间的SPEI能够较好地识别玉米生育期内的气象干旱。未来时期SSP1-2.6、SPP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5情景下干旱指标(SPEI、SMDI0~10和SMDI10~40)与玉米产量相关要素(生育期内LAImax、成熟期地上部分生物量和产量)正相关程度最高的月份和时间尺度与历史时期相似。在未来时期各气候情景下春玉米产量下降趋势明显,需改良春玉米品种,以适应未来时期的气候变化;在今后的农业生产过程中可使用8月份4个月时间尺度下的SPEI有效地识别春玉米生育期的干旱情况,采用DSSAT-CERES-Maize等作物模型预测玉米产量,以便为农业部门应对旱情提供参考。