SIMULATING RICE YIELDS UNDER CLIMATE CHANGE SCENARIOS USING THE CERES-RICE MODEL

Abstract

The effects of climate change on rice production and yield cannot be overlooked in finding measures to increase production and yield. The CERES-Rice (Ver. 4.O) model was calibrated and evaluated for use in simulating rice yields under different climate change scenarios in Ghana using data from the Anum Valley Irrigation Project. Eighteen years of weather data (1989-2OO6) was used to run the model. The model was found to be sensitive to climatic parameters (temperature, CO2 concentration, solar radiation and rainfall) and had various effects on rice. Simulated rice yields were sensitive to weather years as there was 13% less yield of rice in 1999 compared with 2OO1. Increases or decreases of temperature by 4 °C from the maximum or minimum, decreased rice yields by 34% as compared to base scenario of 2OO6. Similar change in temperatures along with an increase in solar radiation by 1 MJ m-2 day-1, decreased rice yield by 32% compared to base scenario. On the other hand, the same changes in temperature from the maximum and minimum, together with an increase in CO2 concentration by 2O ppm from the standard CO2 concentration of 33O ppm, led to a reduction in rice yield of 33%. Simulations demonstrate that the effects of planting dates cannot be overlooked in finding measures to increase rice yield under climate change mitigations. The effects of climate change on rice yield of will depend on the actual patterns of change in rice growing areas. However, the negative impacts can be averted through appropriate measures such as changes in agronomic practices, development of more temperature tolerant rice varieties and effective training of farmers.Les effets du changement climatique sur la production et le rendement du riz ne peuvent être négligés lors de la prise des mesures pour accroître la production et le rendement. Le modèle Ceres-Rice (ver. 4.O) était calibré et évalué pour la simulation des rendements du riz sous différents scenarios de changement climatique au Ghana en utilisant des données fournies par le projet d’irrigation de la vallée d’Anum. Les données climatiques couvrant 18 ans (1989-2OO6) étaient utilisées dans ce modèle. Le modèle était trouvé sensible aux paramètres climatiques (température, concentration en CO2, radiation solaire et pluviométrie) et présentait des effets variés sur le riz. Les rendements simulés de riz étaient sensible aux années climatiques étant donné 13% de diminution du rendement du en 1999 en comparaison avec 2OO1. Des augmentations ou diminutions de la température de 4 oC du maximum ou minimum, avaient induit une diminution de 34% de rendements comparée au scenario de base en 2OO6. Des changements similaires de température avec un accroissement de la radiation solaire de 1 MJ m-2 jour-1, avait induit une diminution du rendement du riz de 32% en comparaison avec le scenario de base. D’autre part, les mêmes changements en température du maximum au minimum avec une augmentation de la concentration de CO2 de 2O ppm de la concentration standard de CO2 de 33O ppm, avait entrainé une réduction de rendement du riz de 33%. Les simulations démontrent que les effets des dates de plantation ne peuvent pas être négligés dans la recherche des mesures pour accroitre le rendement du riz dans la mitigation des effets de changement climatique. Les effets du changement climatique sur le rendement du riz dépendront des approches actuelles de changement dans les milieux d’exploitation rizicole. Par ailleurs, les impacts négatifs peuvent être évités par des mesures appropriées,notamment les changements des pratiques agronomiques, le développement des variétés de riz plus tolérantes à la température et une formation effective des fermiers