气候变化对水稻生育期及灌溉需水量的影响

以辽宁营口灌区为例,考虑作物生育期随气温升高而缩短,研究了气候变化对灌溉需水量影响.结果表明,过去近60年间水稻生育期缩短了12.7 d,下降趋势显著.由于气温上升引起的参考作物腾发量的上升及降水量的下降,不管是否考虑生育期长度变化,灌溉需水量都呈上升趋势.如果不考虑生育期缩短,灌溉需水量呈极显著的上升趋势;如果考虑生...     

龙川江流域农业灌溉需水变化趋势分析

利用龙川江流域内南华、楚雄、牟定、大姚、姚安、元谋、永仁共7个气象站1961—2007年的逐月气象资料和楚雄、蜻蛉河和元谋等灌区的1961—2007年的农业综合灌溉定额系列,运用Mann-Kendall法,研究了流域内的主要气象因子、参照作物腾发量ET0、农业综合灌溉需水定额的变化趋势。结果表明,除大姚站外月最高温度是龙川江流域ET0变化的主导因素。近50年来龙川江流域降水量增多、湿度增大,导致除南华外的其余站点年ET0显著降低,农业综合灌溉需水定额也呈下降趋势。     

北疆地区棉花生育期需水量变化特征及成因分析

探讨北疆地区棉花生育期需水量和灌溉需水量的变化趋势进而分析了变化趋势与气象因子的关系.选用北疆26个气象站1961-2016年的逐日气象数据,参考作物蒸散量计算方法和相关作物系数,计算北疆棉花56 a来的作物需水量和灌溉需水量,并分析了对气候变化的响应.结果表明:近56 a北疆地区棉花需水量和灌溉需水量都呈下降趋势,尤其是花铃期下降趋势很显著,气候倾向率依次为-0.635、-0.643 mm/a;棉花花铃期平均需水量为305.02 mm,灌溉需水量平均值为289.95 mm.气象因子与棉花各生育期作物需水量和灌溉需水量相关,其中,降雨对灌溉需水量的影响最大.从气候变化来看,北疆地区棉花作物需要水量呈减少趋势,随着降雨量的增加,灌溉需水量也呈减少趋势.     

变化环境下泾惠渠灌区净灌溉需水的响应

灌溉需水是科学制定灌溉计划和水资源规划的依据,气候变化和种植结构等变化环境是灌区灌溉需水变化的驱动因素。基于泾惠渠灌区4个气象站近30年逐日气象资料和作物种植面积资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算灌区主要作物需水量、净灌溉定额及灌区净灌溉需水量,分析气候变化和种植结构调整对灌区净灌溉需水量的影响,采用多元线性回归法研究灌溉需水量变化的主要因子。结果表明:气候变化使灌区降雨呈减少趋势,ET0呈增加趋势,导致主要作物净灌溉定额呈增加趋势;种植结构的调整,减少了粮食作物和棉花的种植面积,增加了其他经济作物的种植面积,使灌区净灌溉需水量呈减少趋势;在总种植面积下降、种植结构调整和气候变化的综合作用下,灌区净灌溉需水量呈小幅度的增加趋势;影响净灌溉需水量变化的主要因子是ET0和种植面积;除1996和2003年湿润年份外,各年净灌溉需水量比实际灌溉水量大,灌区存在缺水。未来应进一步调整种植结构,以适应气候变化,缓解灌区水资源供需矛盾。     

参考作物腾发量长期年际变化规律及其机理探讨

运用Penman-Monteith方法,对北京昌平、开封惠北及湖北团林3个灌排试验站的近几十年参考作物腾发量(ET0)进行计算,结果显示,惠北及团林站年均ET0在近几十年呈现随时间而下降的趋势,而昌平站年均ET0则随时间而上升。ET0与同步气象资料变化分析表明,ET0的上述变化是由于气象环境变化所引起,其中相对湿度是最主要原因,其次为温度及日照时数。对昌平站,由于相对湿度的降低和风速的增加,ET0表现出上升的趋势;对惠北及团林站,由于相对湿度的增加和日照时数的减少,ET0表现出下降的趋势。     

松辽流域灌溉用水过程模拟及分析

随着人类活动对于流域水循环过程影响的加深,水资源演化机制发生了深刻的变化,其中农业灌溉用水是最为重要的影响因素.研究流域农业灌溉用水模拟和分析方法,对于研究水资源评价、水资源合理配置具有重要的意义.基于二元流域水循环模式,采用联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式,利用已有的气候和作物资料计算了松辽流域30个三级区21 a逐日的参考作物需水量和逐旬的综合灌溉需水量,结合气象观测和用水统计资料对模拟结果进行了分析和验证.结果表明:松辽流域参考作物需水量ET0呈不显著增加的趋势,只有西辽河下游、柳河口以上、绥芬河3个三级区的ET0呈不显著减小的趋势,其他27个三级区ET0均呈增加趋势,其中3个三级区呈显著增加趋势,逐年灌溉需水量总体趋势表现为显著增加.     

白洋淀西部平原参考作物腾发量长期变化趋势及其成因

参考作物腾发量ET0是作物需水量计算的关键因子,是水循环研究的重要因素.研究气候变化背景下参考作物腾发量长期变化规律,阐明其主要成因,可为应对气候变化对农业产生的影响和区域水资源规划管理提供基础.采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算了淀西平原1955-2018年逐日ET0,分析了ET0及其构成项辐射项...     

鞍山地区参考作物腾发量演变特征

采用鞍山地区4个气象站1958--2006年的气象资料,应用Penman—Montieth公式计算参考作物腾发量（ET0）,并对ET0的年际变化特征、季节变化特征及趋势进行了分析。结果表明,49a来鞍山地区的ET0值呈缓慢下降趋势。     

气候变化背景下关中地区参考作物蒸散量变化趋势及敏感性分析

气候变化影响了区域水循环过程和水资源管理,研究参考作物蒸散量(ET0)变化特征及其原因对于灌溉农业地区水资源的合理配置具有重要指导意义。以关中地区为研究对象,根据研究区内8个站点1974-2016年逐日气象资料,通过Penman-Monteith公式计算ET0,利用Mann-Kendall检验和Sen斜率估计来检验参考作物蒸散量和气象要素的变化特征,并采用敏感性分析方法探讨影响ET0变化的主要气象因子。结果表明,近43年来关中地区平均气温和饱和水汽压差变化呈现显著增加趋势,而相对湿度和平均风速变化呈现显著下降的趋势,降水量、日照时数、辐射量下降趋势不明显,这些变化使得ET0呈轻微增加的趋势。关中地区ET0对气象要素的敏感性随时间和位置发生变化,夏季、秋季、冬季和小麦生长季ET0对平均风速最敏感,而影响春季和年尺度ET0变化的主要气象因子是平均气温。研究区西北方向影响ET0变化的主要气象因子是平均气温和相对湿度,而其他区域的ET0对平均风速最敏感。     

基于BP神经网络的大棚作物腾发量预测模型

在分析影响大棚作物腾发量的气象因子的基础上,以气象因子为输入向量,以大棚作物腾发量为输出向量,构建了气象资料不足情况下计算大棚作物腾发量的BP神经网络模型。利用鄂州节水灌溉实验基地逐日气象资料对所建模型进行反复训练和预测,并把预测结果与用传统的Penman Monteith公式计算而得的同期作物ET值相比较。BP神经网络模型的预测值与公式计算的ET值的相关系数为0．986。研究结果表明：构建的模型计算精度较高,方法简便可行,能满足实际生产需要。     

大理河流域参考作物蒸散量的时空分布特征及原因分析

基于Penman-Monteith公式计算了我国大理河流域3个气象站1963―2012年的ET0,对大理河流域ET0的时空变化进行了分析,并使用Mann-Kendall法对ET0变化趋势的显著性及突变点进行了探讨;最后,通过Peasron相关系数分析了导致流域ET0变化的主要气象因素。结果表明,1963―2012年大理河流域的ET0总体呈波动性递增,但变化趋势并不显著,突变点为1970、1975、1993年。大理河流域的气候在1963—2012年出现暖干化;ET0在年内分布不均,其最大值在6月,达到了173.8 mm;在流域空间上ET0分布基本呈现出自东北向西南递减的趋势;ET0与平均温度、平均日照时间、平均风速呈极显著正相关关系(α=0.01),与平均相对湿度呈极显著负相关关系。     

基于主成分BP人工神经网络的参考作物腾发量预测

影响参考作物腾发量的气象因素众多,且相关程度较高。基于主成分分析原理,将影响ET0的7个主要气象因素以及旬序数进行特征提取,形成3个综合影响因子,既可保证气象信息的完整性,又可避免气象信息的交叉重叠。以江苏省无锡市某区作物腾发量预测为例,经主成分分析并简化的参考作物腾发量BP神经网络模型具有结构简单、收敛快、精度高的特点,可用于ET0预测。     

基于RS和GIS的节水农业作物布局调整研究

我国农业用水占总用水量的65％，这使得农业节水研究成为热点问题。农业节水的核心为提高农作物的水分利用效率，农作物空间布局结构的调整是比较有效的途径之一。借助RS和GIS技术，利用1998、2005年2期TM卫星遥感影像资料，结合世行项目进行的海河流域土地利用／覆盖调查数据，采用计算机自动分类和目视解译相结合的方法，对天津市宁河县近7年来农作物种植结构调整情况进行了分析研究，认为调整作物布局是现阶段有效的节水途径。     

湖北省参考作物蒸腾量时空变异特征

根据湖北省20个测站1977—2007年的气象资料,应用Penman-Monteith公式计算了31年的逐日ET0。应用GIS技术和统计检验方法分析了参考作物蒸腾量的时空变异特征和气象因子对ET0的影响。结果表明,湖北省参考作物蒸腾量的空间分布呈西低东高的特征;随多年时间变化空间分布趋于均匀;年内ET0值分布以7、8月最高,12、1月最低;影响ET0的主要气象因子为风速,平均温度次之。     

An improved water use efficiency of cereals under temporal and spatial deficit irrigation in north China

Water shortage is the major bottleneck that limits sustainable development of agriculture in north China. Crop physiological water-saving irrigation methods such as temporal (regulated deficit irrigation) and spatial (partial root zone irrigation) deficit irrigation have been tested with much improved crop water use efficiency (WUE) without significant yield reduction. Field experiments were conducted to investigate the effect of (1) spatial deficit irrigation on spring maize in arid Inland River Basin of northwest China during 1997–2000; (2) temporal deficit irrigation on winter wheat in semi-arid Haihe River Basin during 2003–2007 and (3) temporal deficit irrigation on winter wheat and summer maize in Yellow River Basin during 2006–2007. Results showed that alternate furrow irrigation (AFI) maintained similar photosynthetic rate (P_n) but reduced transpiration rate (T_r), and thus increased leaf WUE of maize. It also showed that the improved WUE might only be gained for AFI under less water amount per irrigation. The feasible irrigation cycle is 7d in the extremely arid condition in Inner River Basin of northwest China and less water amount with more irrigation frequency is better for both grain yield and WUE in semi-arid Haihe River Basin of north China. Field experiment in Yellow River Basin of north China also suggests that mild water deficit at early seedling stage is beneficial for grain yield and WUE of summer maize, and the deficit timing and severity should be modulated according to the drought tolerance of different crop varieties. The economical evapotranspiration for winter wheat in Haihe River Basin, summer maize in Yellow River Basin of north China and spring maize in Inland River Basin of northwest China are 420.0 mm, 432.5 mm and 450.0 mm respectively. Our study in the three regions in recent decade also showed that AFI should be a useful water-saving irrigation method for wide-spaced cereals in arid region, but mild water deficit in earlier stage might be a practical irrigation strategy for close-planting cereals. Application of such temporal and spatial deficit irrigation in field-grown crops has greater potential in saving water, maintaining economic yield and improving WUE.     

参考作物蒸发蒸腾量的气象因子响应模型

基于江苏省南通市2000～2004年的旬气象资料,用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算了参考作物蒸发蒸腾量,研究了参考作物蒸发蒸腾量与最高气温、最低气温、平均气温、相对湿度、日照时数、风速和气压等气象因素间的关系,建立了参考作物蒸发蒸腾量的响应模型.结果表明,参考作物蒸发蒸腾量与"温度因子"的关系最强,其次为"湿度和日照因子","风速因子"也有一定的影响,"气压因子"影响作用则稍弱;建立的气象因子响应模型模拟精度较高,可以简化参考作物蒸发蒸腾量计算.     

风沙区参考作物需水量的计算

根据国内外相关的研究成果 ,分析选择并确定了适宜于风沙区参考作物需水量 (ET0 )的计算模式。利用典型风沙区的气象资料 ,对多年逐旬参考作物需水量及 2 0 0 1年春小麦与春玉米生育时段内逐日参考作物需水量进行了分析计算。结果表明 ,FAO最新修正的 Penman-Moteith公式可较好地用于风沙区参考作物需水量的估算 ,一般 ET0 值在年内与年际间变化较大 ,最高值发生在 6月上旬左右 ,多年平均为 5 .82 mm/ d,最低值发生在 1月上旬 ,多年平均 0 .43 mm/ d左右 ,年内各日 ET0 值受气象因素的影响变幅很大 ,因此 ,精确灌溉应设法提高短期天气预报和灌溉预报的精度     

干旱荒漠草原应用Penman-Monteith与Penman修正式计算ET_0的偏差分析

甘肃天祝草原位于我国西北干旱荒漠草原,应用天祝县二道墩试验站2005年的实测气象资料,利用Penman-Monteith公式和Penman修正式计算参考作物腾发量(ET0)并进行了比较。Penman修正式计算的参考作物腾发量ET0值略小于Penman-Monteith公式计算的值,最大绝对偏差0.5 mm/d。分析发现生育期辐射项ETrad是导致参考作物腾发量ET0产生偏差的主要原因。2种方法计算的空气动力项ETaero差别较小,最大绝对偏差不超过0.2 mm/d。导致计算偏差的原因在于2种公式采用了不同的辐射项和空气动力学项计算公式和参数。2个公式计算的参考作物腾发量具有显著的线性相关性。     

京郊平原参考作物腾发量及其与气象因子相关性研究

利用FAO56 Penman-Montieth公式和京郊平原区代表性气象站点的长系列、短时序气象资料计算了该地区的逐日ET0,对ET0及其各分项的时间变异特征进行了分析,采用相关分析法研究了ET0与主要气象影响因子间的关系。结果表明,研究区域近50年来ET0呈不显著的增加趋势,就其各分项来说,辐射项的年际变化幅度较小,而空气动力学项的年际波动较大,且与ET0的年际波动较为符合;ET0的年内变化呈"单峰形"分布,一年内的最大值出现在6月份,为162.6 mm,最小值则出现在12月份,为32.3 mm。从ET0的分项来看,5~9月份ETrad>ETaero,而其余月份ETrad相似文献   

Simulation of winter wheat evapotranspiration in Texas and Henan using three models of differing complexity

Crop evapotranspiration (ET) is an important component of simulation models with many practical applications related to the efficient management of crop water supply. The algorithms used by models to calculate ET are of various complexity and robustness, and often have to be modified for particular environments. We chose three crop models with different ET calculation strategies: CROPWAT with simple data inputs and no calibrations, MODWht for intensive inputs and limited calibrations, and CERES-Wheat with intensive inputs and more calibrations for parameters. The three crop models were used to calculate ET of winter wheat (Triticum aestivum L.) grown at two experimental sites of China and US during multiple growing seasons in which ET was measured using lysimeter or soil water balance techniques. None of the models calculated daily ET well at either Bushland or Zhengzhou as indicated by high mean absolute differences (MAD > 1.1 mm) and root mean squared errors (RMSE > 2.0 mm). The three models tended to overestimate daily ET when measured ET was small, and to underestimate daily ET when measured ET was large. The fitted values of daily crop coefficients (K_c), calculated from daily ET and reference ET (ET_o), were very similar to those of Allen et al. (1998) [Allen, R.G., Pereira, S.L., Raes, D., Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and drainage paper 56, Rome] although some K_c were overestimated (≥1.0). Leaf area index (LAI) was poorly calculated by MODWht and CERES-Wheat, especially when using the Priestley-Taylor method to estimate potential ET (PET). Poor overall ET calculation of three models was associated with poorly estimated values of PET or ET_o, K_c and LAI as well as their interactions. Therefore, this suggested that considerable revisions and calibrations of ET algorithms of the three models are needed for the improvement of ET calculation.