1961—2010年东北农作区春小麦需水量的时空变化特征

利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的逐日气象数据,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型分析气候变化背景下东北农作区春小麦生育期内作物需水量(Crop evapotranspiration,ETc)和灌溉需要量(Evapotranspiration of applied water,ETaw),以及典型站点春小麦的灌溉需求指数(Irrigation demand index,IDI)的时空变化特征。结果表明:近50年来,东北农作区日平均温度呈显著上升趋势,平均降水量下降趋势不明显,平均太阳辐射及作物蒸散量呈显著下降趋势。春小麦生育期作物需水量和灌溉需要量呈下降趋势,其分布均表现为西多东少。50年来春小麦作物生育期需水量下降主要集中于松辽及兴安岭南部地区,东部地区变化趋势不明显;生育期灌溉需要量下降集中于松辽及兴安岭地区,三江平原地区略有增加,长白山地区多年保持平稳。     

河南省夏玉米生育期有效降雨量和需水量时空分布特征

依据河南省15个夏玉米主产区1961—2015年的气象资料,计算夏玉米生育期的需水量和有效降雨量,进而得到夏玉米生育期的灌溉需水量,并利用线性倾向估计和空间插值法对河南省夏玉米生育期降雨量、有效降雨量、需水量和灌溉需水量的年际变化趋势和空间分布特征进行分析,以期为河南省夏玉米生产中水资源合理分配和灌溉方案制定提供科学依据。结果表明,在时间分布上,1961—2015年,河南省夏玉米生育期降雨量和有效降雨量年际间整体上变化趋势平稳,而需水量和灌溉需水量整体上呈明显的下降趋势。在空间分布上,河南省夏玉米生育期年均降雨量整体上由东南向西北递减,年均有效降雨量从西南向东北递减;豫西夏玉米生育期年均需水量相对高于其他区域,而豫北灌溉年均需水量明显高于其他地区。     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。     

近35年吴桥县夏玉米水分亏缺变化趋势分析

为探讨自然降雨和有限灌溉条件下提高夏玉米的产量和水分利用效率。本研究利用1981—2015年吴桥气象数据和SIMETAW模型,分析黑龙港流域夏玉米全生育期及播种-出苗、出苗-拔节期、拔节-吐丝期和吐丝-成熟期4个生育阶段的有效降水量、需水量、降水耦合度和水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势,同时分析水分亏缺对夏玉米产量的影响。结果表明:1)近35年来夏玉米全生育期水分亏缺指数呈不显著下降趋势;降水耦合度呈不显著上升趋势;需水量呈显著上升趋势。生育期延长是夏玉米需水量上升的主导因素,30年来生育期延长20多天;2)夏玉米全生育期干旱程度主要为无旱和轻旱,概率分别为51.43%和45.71%,播种-苗期和吐丝-成熟期水分亏缺指数最高;3)一般年份,夏玉米需水量与降水耦合度高,降水基本能满足夏玉米生产;水分亏缺严重的年份,应在吐丝-成熟期补灌1次。     

黑龙港流域夏玉米生育期需水量变化特征及影响因素

为了更好地了解黑龙港流域夏玉米需水变化特征及气候影响因素,提高降水利用率,减少灌溉用水,本文利用黑龙港流域1960—2010年的气象资料分析了当地玉米生长季需水量、缺水量及气象因子对需水量的影响。结果表明,黑龙港流域夏玉米各生育时期需水量均呈减少趋势,生长发育期是其需水高峰期,整个生育期多年平均需水量为417.42 mm,气候倾向率为-5.92 mm·(10 a)^-1;多年平均缺水量为122.02 mm,随时间推移整体呈现上升趋势,气候倾向率为14.24 mm·(10 a)^-1;日最高气温、日照时数和平均相对湿度在4个生育时期均与夏玉米需水量呈显著相关,日最高气温、日照时数与需水量呈显著正相关,平均相对湿度与需水量呈显著负相关。平均气温在夏玉米初始生长期和生长发育期与需水量均呈显著正相关,降雨量在夏玉米初始生长期与需水量呈显著负相关。黑龙港流域夏玉米生育期需水量减少的主要原因与日照时数减少有关。夏玉米生育期缺水量的增加会导致未来干旱风险增加,因此,本区域种植夏玉米应当选择抗旱品种及节水栽培措施来规避干旱风险。     

华北棉区棉花需水量时空变化研究

为分析气候变化背景下华北地区棉花需水量和水分生态适宜性时空变化特点,本研究利用华北棉区47个气象站点逐日气象数据,通过SIMETAW模型分析1986—2015年棉花生育期需水量(ETc)、有效降雨量(Pej)和灌溉需水量(ETaw)及变化趋势。结果表明:近30年来,棉花生育期需水量和灌溉需水量呈减小趋势,生育期有效降雨量呈增加趋势;6—8月棉花需水量最大,不同站点月均需水量在80~160mm;7月和8月是棉花灌溉需水量最小的月份,华北棉区平均灌溉需水量接近零,灌溉需水量最大的月份是6月,多年平均灌溉需水量为56.50mm;华北棉区地下水超采区与非超采区灌溉需水量分别为144.41和70.41mm,降水量的不同是造成这种差异的主要原因;华北棉区棉花生育期多年平均需水量、有效降雨量和灌溉需水量分别为560.19、467.32和98.75mm,棉花一年一熟制的灌溉需水量小于传统的冬小麦-夏玉米模式,而经济收益大于春玉米一年一熟制,在华北地区超采区适当增加棉花的种植面积,有利于缓解华北地区水资源缺乏的现状。     

鲁中地区夏玉米水分盈亏及灌溉需水量的时空变化特征

利用1980—2014年鲁中地区气象资料和夏玉米生育期资料,采用Penman-Monteith模型和单作物系数计算夏玉米各生育阶段需水量,利用美国农业土壤保持局推荐方法计算有效降水量、水分盈亏系数(CWSDI)和灌溉需水量,分不同生育期进行时空变化分析探讨。结果表明:近35年来,鲁中地区夏玉米全生育期和各生育期需水量均随时间变化呈减少趋势,拔节—抽雄期是需水量最大的阶段,随时间变化减少幅度最大,全生育期需水量主要空间变化规律一致,减少强度中心在中北部地区。全生育期和各生育期有效降水随时间变化呈增加趋势,2003年是突变增加的开始年份,全生育期增加强度中心在南部山区,拔节—抽雄期增加强度中心在中部平原。全生育期CWSDI随时间变化呈增加趋势,拔节—抽雄期增加幅度最大,自南向北递减。为满足夏玉米需水要求,全生育期平均灌溉需水量228 mm,拔节—抽雄期是灌溉需水量最大的阶段,随时间变化呈减少的趋势,减少强度中心在中部地区。研究结果可为鲁中地区夏玉米干旱监测评估、适时灌溉和提高水分利用效率提供数据支撑。     

气候变化背景下冀西北半干旱区玉米水分盈亏变化特征

为研究气候变化条件下冀西北半干旱区玉米水分盈亏情况,本文基于1991-2020年气象数据,分析玉米需水量的主要影响因素和变化特征,通过水分盈亏指数(CWSDI)研究玉米生育期内各月份的水分供应情况。结果表明：玉米全生育期多年平均相对湿度、日照时数和平均风速随着年际的变化不断降低,平均温度则呈上升趋势,其中日照时数变化尤为显著。生育期内玉米需水量呈先增后减的抛物线趋势,需水量与日照时数和平均温度呈显著正相关,与平均相对湿度呈显著负相关。多年降雨量呈先降后升的变化趋势,仅存在一个突变点,未出现“反复震荡”变化趋势。玉米全生育期不同月份有发生干旱的可能性,其中7~8月份正值灌浆期,应及时监测玉米水分情况,防止水分亏缺造成减产。本研究以期为冀西北半干旱区玉米科学灌溉提供参考。     

河南省葡萄需水量的时空变化趋势及影响因素分析

基于河南省1960—2015年的17个基本气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算了河南省葡萄需水量;并利用线性趋势分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对葡萄生育期需水量和不同月份需水量的年际变化趋势进行了分析。同时,也对其与气象因子的相关性进行了探讨。结果表明,1960—2015年,河南省葡萄生育期平均需水量为451.71 mm。56 a来,除4月份葡萄需水量呈不显著的上升趋势外,其他月份的需水量均呈下降趋势,尤其是6月、7月和8月的需水量均呈显著下降趋势。葡萄生育期需水量的空间分布特征为自西北向东南逐渐降低,豫西葡萄生育期平均需水量最高,为460.82 mm,豫南葡萄生育期平均需水量最低,为438.15 mm。对影响河南省葡萄生育期需水量的气象因子进行相关性分析表明,日照时数和平均风速与葡萄生育期需水量有极显著正相关性,平均相对湿度与生育期需水量呈极显著负相关性。     

气候变化对三湖连江灌区水稻生育期和灌溉需水量变化的影响

为研究气候变化对三湖连江灌区水稻生育期和灌溉需水量变化的影响,利用FAO Penman-Monteith公式计算了嘉鱼县三湖连江水库灌区1982—2021年的水稻灌溉需水量,并通过MK检验和时间序列分解。结果表明：在过去40年里,气温呈极显著上升趋势,而相对湿度、平均风速和日照时数明显下降;水稻生育期平均缩短14.75 d;水稻生育期内ETc上升,占全年的37.6%;多年平均有效降雨量下降,灌溉需水量增大,灌溉需求指数为0.42。水稻生育期缩短和灌溉需水量的增大是由气温、风速、相对湿度、日照等共同作用的结果,有效降水量和灌溉需水量呈相反增长趋势。     

新疆石河子垦区主要作物需水特征及水效益比较

根据新疆石河子垦区50年气象数据资料,计算分析了主要作物需水量变化及自然降水条件下农田水分平衡状况,并对主要作物水分生产效率效益进行了比较.结果表明:春小麦、冬小麦、春大豆、春谷子、苜蓿需水量均呈上升趋势,其中春小麦增加幅度最大,每5 a平均增加6.6 mm,而春玉米、水稻、棉花需水量呈下降趋势.粮食作物中以水稻亏水量最高,冬小麦、春玉米次之,而春大豆、春谷子、春小麦、薯类作物相对较小,经济作物中以糖类作物亏水量最高,其次为加工番茄、苜蓿、棉花,而瓜类、麻类、油料作物相对较小.不同灌溉方式下作物水分利用效率效益差异较大,粮食类作物如春小麦、春玉米水分利用效率高于其他作物,而果菜类作物如葡萄、蟠桃、线椒水分经济效益最高.     

1961-2020年中国玉米需水量及水分盈亏的时空变化格局

为明确不同区域玉米需水量的时空变化,根据联合国粮食与农业组织(FAO)推荐的彭曼公式和作物系数法,利用1961-2020年558个典型气象站点的标准气象数据对我国不同区域玉米的生育期作物需水量进行计算,并结合玉米生育期内的降水量进一步分析不同区域玉米的水分盈亏时空变化.结果表明,全国玉米生育期内需水量在区域间呈现明显的...     

天水市农业气象灾害对主要粮食作物生产影响的量化评估研究

通过分析1978～2007年30年影响农作物（冬小麦、玉米为例）生产的干旱、春季低温冻（冷）害、春夏连阴雨、暴雨、冰雹5种农业气象灾害成灾变异率和相应的影响权重,进行了天水主要农业气象灾害灾情综合评价与年景评估。并采用统计学原理逐步回归和多因子回归的方法建立了影响天水市主要粮食作物生产的农业气象灾害量化评估模型,进行了农业气象灾害的量化评估,为有效防御农业气象灾害,最大限度减轻或减免农业损失提供了参考。     

渭北旱塬西部主要作物水肥效应指数的研究

在防雨棚控制条件下，采用最优设计和盆栽试验，研究水分和肥料对冬小麦、春玉米、夏谷子的产量及生物学产量效应指数，作为评判旱地水肥关系的量化指标。结果表明，冬小麦、春玉米的水肥效应是水分大于肥料，谷子则是肥料大于水分，并提出了作物的肥水需要量     

2012年福清市气候条件对甜玉米生长的影响

利用1981 ～2010年福清市气象资料,分析了福清市甜玉米种植适应性,并探讨了2012年福清市气候条件对甜玉米生长的不利影响.根据甜玉米生长发育对气候条件的要求及福清市气候规律,得出甜玉米种植的最佳播种期：春播在3月中旬播种较适宜,秋播选择在8月下旬至9月初播种较适宜.     

张掖大气降水的δ~（18）O特征及水汽来源

利用全球同位素监测网（GNIP）张掖站的大气降水环境同位素数据,分析了张掖大气降水中δ18O的变化规律,通过分析其与气温和降水之间的关系,发现δ18O月加权平均值表现出很好的温度效应,且其与降水成正相关关系,这与张掖干旱半干旱气候有关。对张掖大气降水线的研究发现,当地大气降水线（LMWL）比全球降水线（GMWL）及中国降水线的斜率和截距都低。冬秋季降水线的斜率低于春夏季,原因是局地蒸发的水汽在春夏季占有较大的比重,并且受海洋性水汽影响较大。利用降水同位素资料结合后向轨迹法（Backwards Trajectory）对张掖水汽来源进行推断,结果表明,张掖全年以西风带大陆性水汽为主,春夏季还会受到海洋性水汽的影响,同时由于较高的温度,春夏季受局地蒸发性水汽的影响相当明显。     

2004年山西省玉米丰收的农业气象条件分析

利用玉米生长期间的农业气象要素资料和地面观测站网的农情资料,对2004年山西省春玉米和夏玉米生长期间的农业气象条件进行了综合分析。结果表明,2004年山西省春玉米生长期间的农业气象条件完全符合玉米的理想生长条件;夏玉米则没有因为高温或干旱而影响产量,最终获得大丰收。     

气候变化对徐州市夏秋主要粮食作物的影响及对策研究

利用详实的气象资料,分析了徐州市1950～2008年半个多世纪以来主要气象要素的变化。结果表明,夏季降雨量增多23%,冬春季温度分别升高了1.9和2.5℃,说明徐州地区的气候发生了明显的变化。夏季降雨量增多,导致夏季涝渍灾害加剧,秋熟旱作严重减产;冬季变暖,导致小麦苗期旺长,抗冻能力降低,春季易脱肥早衰,从而影响高产稳产。这些都直接威胁到粮食安全和农民增收。通过小麦适播期的变化和水稻、玉米等旱作产量的对比分析,论证了调整作物品种、播期和布局的必要性,据此给出了应对气候变化的措施,并分析了该措施可带来的巨大经济效益。     

2012年山东省济阳县夏玉米生育期气象条件分析

通过对2012年山东省济阳县夏玉米生育期间的气象条件进行分析,探讨了夏玉米主要发育期有利和不利的气象条件,评价了气象条件对夏玉米生长和产量的影响.     

低温阴雨与春玉米产量关系分析及防御措施

通过分析来宾市兴宾区14年春玉米的产量与低温阴雨关系,结合春玉米生长所需的气象条件,得出春玉米产量与低温阴雨强度的关系,并提出了防御措施。