Shuttleworth-Wallace模型模拟陕北枣林蒸散适用性分析

在生态脆弱的陕北黄土丘陵区,林地耗水是生态学者长期关注的热点问题,准确测算植物耗水量是环境水分研究的关键。根据陕北山地枣林的立地条件和蒸散过程特点,结合2012年的实测资料,确定了相关模型参数,实现了Shuttleworth-Wallace(SW)和Penman-Monteith(PM)模型对枣林蒸散量的模拟,并利用2013年茎流计监测的蒸腾量和水量平衡原理推求的蒸散量,对这2个模型进行了比较和检验。结果表明:就整个枣树生育期10 d尺度蒸散量而言,SW模型模拟精度优于PM模型。此外,2模型精度随枣树生育期变化而变化,且萌芽展叶期精度均最低。SW模型日蒸腾量模拟精度满足要求,但易受到天气状况影响,晴天模型精度优于雨天。SW模型精度在陕北山地枣林里得到验证,是半干旱区山地枣林耗水规律研究的有效工具。     

夏玉米生育期叶面蒸腾与棵间蒸发比例试验研究

利用大型称重式蒸渗仪测定夏玉米生育期的总腾发量,用小型蒸发器测定棵间蒸发量,用茎流计测定叶面蒸腾量。通过3种设备实测数据的对比分析,得到夏玉米生育期的总耗水量为436.3 mm,其中叶面蒸腾316.4 mm,棵间蒸发119.9 mm,棵间蒸发占总腾发量的比例达到27.5%。茎流计所测得的蒸腾量与大蒸渗仪和小蒸发器联合测得的蒸腾量相关性良好,从而验证了用茎流计法测定叶面蒸腾方法的可行性。根据茎流计实测数据分析了叶面蒸腾的日变化过程,发现夏玉米叶面蒸腾与净辐射密切相关,呈周期性变化。     

冬小麦蒸发系数变化规律研究

作物蒸发蒸腾量(ET)是进行合理灌溉和水资源配置的重要依据。为了更方便地估算作物蒸发蒸腾量,以大型称重式蒸渗仪实测的冬小麦蒸发蒸腾量(ET)为依据,分析了水面蒸发量(E0)与实测蒸发蒸腾量(ET)的相关性,并研究了蒸发系数的变化规律。结果表明:水面蒸发量(E0)和蒸渗仪实测值(ET)呈线性关系,冬小麦全生育期内二者的相关系数R2=0.7708,蒸发系数α=1.37。在冬小麦的整个生育期内α先是由大变小,接着再增大直到在抽穗—灌浆期达到最大值,之后再慢慢减小。     

不同时间尺度节水灌溉水稻腾发量特征与影响因素分析

利用自制小型蒸渗仪系统在江苏省昆山市试验研究基地测定了2015年水稻生育期稻田蒸散量和土壤蒸发量,分析了节水灌溉稻田蒸散量、水稻蒸腾量和土壤蒸发量在水稻生育各期的日变化规律和稻季逐日变化趋势及分配特征,分别讨论了不同时间尺度上蒸腾量和蒸发量与净辐射(Rn)、叶面积指数(LAI)、饱和水汽压差(D)、空气温度(Ta)、风速(V)和表层土壤含水率(W)的相关关系。结果表明,节水灌溉稻田蒸散量(ET)与水稻蒸腾量(T)均呈明显的倒"U"型单峰变化趋势,变化规律也基本保持一致。土壤蒸发量(E)在水稻生育前期也呈倒"U"型单峰变化,之后没有明显的日变化特征。夜间蒸腾量正负波动,水汽凝结对蒸渗仪的测量产生了不可忽视的影响。水稻生育期的T与ET逐日变化趋势及波动状况也都基本一致,总体上为先增加后减小,高峰期出现在分蘖后期。以分蘖后期为界,之前稻田蒸散以蒸发为主,之后以蒸腾为主。从水稻移栽到乳熟,E/ET从接近1逐渐减小至0.19,黄熟期略有增加。在小时和日时间尺度上,影响节水灌溉稻田蒸腾量与蒸发量的主要因素不完全相同,影响程度也不相同。Rn和LAI分别是小时和日尺度上水稻蒸腾量最主要的影响因素,而LAI和D则分别是两尺度上土壤蒸发量最主要的影响因素。在所有因素中,LAI对两时间尺度蒸腾量和蒸发量均有显著影响(α0.001)。尺度差异的分析对田间水分管理及水转化研究都有重要的现实意义。     

冬小麦、春玉米间作条件下作物需水规律

通过田间试验研究了冬小麦、春玉米间作条件下各生育期的作物需水规律.结果表明:与单作相比,第1个试验期内冬小麦全生育期内间作麦田土壤蒸发量增加34.63 mm,作物蒸腾量减小65.81 mm, 蒸发蒸腾量减小31.18 mm.第2个试验期内冬小麦生育期内间作麦田土壤蒸发量增加26.00 mm,作物蒸腾量减小64.81 mm, 蒸发蒸腾量减小40.81 mm.与单作春玉米相比,间作春玉米的土壤蒸发减少了40.94 mm,作物蒸腾增加了147.73 mm,ET值增加了106.79 mm.可为间作种植的水分管理提供参考.     

金丝小枣蒸散和作物系数变化规律研究

采用Probe12植物茎液流计和小型蒸发器分别测定了金丝小枣生长期间的日蒸腾和棵间蒸发。蒸腾存在日变化和季节性变化,果实膨大期蒸腾的日变化呈双峰曲线,萌芽展叶期、开花坐果期、果实成熟期和落叶期的日变化呈单峰曲线;萌芽展叶期、开花坐果期、果实膨大期、果实成熟期和落叶期的蒸腾量分别占生长季总耗水量的12.2%、16.5%、48.1%、13.2%、10.1%,金丝小枣生育期总蒸腾量346.8 mm,棵间蒸发231.7 mm,总蒸散578.5mm;棵间蒸发占总蒸散量的40.1%。枣树的作物系数随生育期变化从前期的0.27,到中期0.92,后期0.71,作物系数与冠层覆盖度呈显著正相关关系,决定系数为R2=0.758 6(P<0.01)。     

西北地区夏玉米不同生育期蒸发蒸腾量模拟模型适用性评价

【目的】蒸发蒸腾量(ET)是农业生产的主要参数,ET的准确估算对农田精准用水管理和区域水资源优化配置具有重要意义。【方法】利用2012—2013年夏玉米作物指数与气象因子,采用基于参考作物蒸发蒸腾量(ET0)经验模型(Schendel、Hargreaves-M4(H-M4))的单作物系数法、单源模型(Priestley-Taylor(P-T))和双源模型(Shuttleworth-Wallace、Two-Patch)对作物蒸发蒸腾量进行模拟,并对比分析各估算模型模拟情况。【结果】基于不同生育期实测和平衡蒸发蒸腾量均值的比值修正P-T模型经验系数?,P-T修正模型对夏玉米全生育期ET模拟值与大型称质量式蒸渗仪实测值拟合的平均绝对误差(MAE)、决定系数(R2)、平均相对误差(MRE)、相对均方根误差(Relative root mean-squared error,RRMSE)和整体评价指标(GPI)排名分别为0.977 5 mm/d、0.5689、0.843 4、0.450 4和1,苗期分别为0.959 2 mm/d、0.332 0、0.478 4、0.481 1和3,拔节抽雄期分别为1.038 8 mm/d、0.507 8、0.551 7、0.429 0和1,成熟期分别为0.548 1 mm/d、0.774 6、0.915 8、0.423 9、0.692 1和1;H-M4模型对灌浆期ET模拟MAE、R2、MRE、RRMSE和GPI排名分别为1.344 3 mm/d、0.727 9、2.298 3、0.491 0和1。模拟结果均达到极显著(P<0.01,P代表显著性水平)。【结论】P-T和基于单作物系数法的H-M4均具有输入较少参数获取较精确ET估算值的优势,因此P-T可作为全生育期及苗期、拔节抽雄期和成熟期蒸发蒸腾量最优模拟模型,H-M4可作为灌浆期蒸发蒸腾量最优模拟模型。     

双作物系数法计算华北地区桃树蒸散量的可靠性评价

为评估双作物系数法计算华北地区果树蒸散量和作物系数的可靠性,采用液流法和水量平衡法在2012—2013年对桃树蒸散量和作物系数进行了大田小区试验测定。结果表明,双作物系数法计算的蒸散强度与液流法和水量平衡法测定的蒸散强度在果树生育期内均随时间呈先增大后减小的趋势,计算值与2种实测法测定结果之间均显著相关。全生育期蒸散量计算值与实测值的相对误差小于4.5%,但土壤蒸发量计算值比测定值小59.5%~64.8%,而蒸腾量计算值则比测定值大25.6%~26.0%。双作物系数法计算的作物系数与液流法和水量平衡法测定的作物系数也均随生育期呈先增大后减小的趋势,3种方法获得的整个生育期平均作物系数分别为0.90、0.89和0.95。通过对均方根-实测值标准偏差比(RSR)和纳什效率系数(NES)的分析,认为双作物系数法是估算充分灌溉条件下干旱-半干旱地区桃树蒸散量和作物系数的一种有效方法。     

CERES-Wheat模型中两种蒸发蒸腾量估算方法比较研究

基于CSM-CERES-Wheat模型中Priestley-Taylor(PT)和FAO56 Penman-Monteith(PM)2种蒸发蒸腾量估算方法分别模拟了冬小麦2011—2012年和2012—2013年2个生长季的累积蒸发蒸腾量、日蒸发蒸腾量、土壤含水率、地上干物质以及籽粒产量,并对2种方法的模拟结果进行了评价和比较。对2种方法模拟的蒸发蒸腾量值与试验区域内大型称量式蒸渗仪的实测结果进行了比较,结果表明,基于PT和PM方法的CERES-Wheat模型均可以准确地模拟干旱-半干旱地区冬小麦的蒸发蒸腾量,累积蒸发蒸腾量和日蒸发蒸腾量的误差分别小于5.4%和3.4%。同时,模型还可以模拟土壤水分动态情况,在0~20 cm土层,CERES-Wheat模型的模拟值与实测值的标准化均方根误差(RRMSEn)为39.38%,模拟结果较差,但20 cm土层以下,2种方法的模拟值与实测值的RRMSEn均小于23.1%,且对40~60 cm土层的模拟结果最好。CERES-Wheat模型基于PT和PM方法对冬小麦在2011—2012年和2012—2013年生长季地上生物量的模拟值与实测值的RRMSEn分别为13.57%和22.76%,产量的RRMSEn分别为11.80%和15.42%,模拟结果均较好。另外,CSM-CERES-Wheat模型基于PT方法模拟的蒸发蒸腾量小于基于PM方法的模拟值,而PT方法对土壤含水率的模拟结果高于PM方法的模拟结果,且PT方法对地上生物量以及产量的模拟结果高于PM方法,用2种方法模拟的成熟期地上生物量及产量的RRMSEn值均在25%以内。总之,CSM-CERES-Wheat模型采用2种方法对蒸发蒸腾量、土壤含水率及干物质和产量的模拟结果均较好,表明该模型在我国干旱-半干旱地区的应用性较好,可为该地区不同水分条件下冬小麦的生长情况提供理论支持。     

西北干旱地区葡萄园作物耗水规律研究

通过大田试验,分析土壤蒸发、作物蒸腾和总耗水的变化。结果表明,葡萄园土壤蒸发、作物蒸腾和总耗水平均日变化均呈"钟型"曲线;全生育期葡萄园耗水420 mm,其中土壤蒸发量193 mm,占46%,作物蒸腾量227mm,占54%;日均总耗水、土壤蒸发和作物蒸腾分别为2.32、1.08、1.24mm/d。微型蒸渗仪结合茎流计测定的耗水与涡度相关仪测定的在小时和日尺度上均比较接近,差异不足10%;灌溉和降雨使土壤蒸发加剧,作物蒸腾对灌溉的响应滞后于土壤蒸发,而对降雨无明显响应。     

基于机器视觉的种子质量检测新型算法

在分析已有区域标记算法的基础上,提出了一种新的二值图像连通区域准确标记算法。顺序扫描和标记二值图像的各个像素点,准确判断标记过程中出现的标记冲突,并建立标记冲突的模型,在算法中增加回溯扫描算法,消除标记冲突引起的标记误差。实验证明:该算法可以准确地标记出各种形状的连通区域,与已有算法相比,扫描重复率低,运行准确,速度快,具有很好的应用前景。     

井灌区地下管道输水灌溉工程设计的研究

近几年来,井灌区地下管道输水灌溉(以下简称“管灌”)工程发展很快。保证“管灌”工程质量,发挥其应有效益,提高“管灌”工程设计水平非常必要。本文就井灌区地下硬塑管、混凝土管输水灌溉工程设计的依据、方法,水力计算,管径选择,设计灌溉面积等方面,从实际应用角度提出研究意见。     

西藏自治区养蜂产业发展问题探讨

发展西藏自治区特色养蜂产业，可探索高寒地区养蜂技术和积累高寒养殖经验，同时可培育特色蜂产品品牌，发展西藏特色产业。但发展西藏蜂产业应做好几个方面的工作：规划好全区产业布局，培训养蜂人才，建立资源保护基地，培育龙头企业和产品品牌，加大政策扶持力度。     

贵州喀斯特山区雨水资源化途径探讨

雨水资源的合理开发利用是解决喀斯特山区生产、生活、生态用水的有效途径之一。介绍了贵州喀斯特地区雨水开发利用的意义及依据；提出了以通过增加入渗集水、坡面集水、富集雨水叠加利用、开发收集屋顶雨水等作为雨水资源化途径的技术和方法，以解决贵州喀斯特山区生产和生活用水问题。     

近52a石河子地区ET_0变化特征

基于石河子地区逐日气象资料,对1954—2012年ET0的时间变化特征及其未来可能变化趋势进行了预测。结果表明,近52a,石河子地区年际和年内各季节ET0都呈增加趋势,其中,春季ET0增势最为明显,冬季增势不明显。年代变化上,年ET0和春季、夏季、秋季ET0在20世纪80年代都达到年代最低值,在21世纪00年代都达到年代最高值,而冬季ET0则相反。空间上,乌拉乌苏地区ET0呈减少趋势,石河子市、莫索湾和炮台ET0都呈增加趋势。年、夏季、秋季、石河子市、乌拉乌苏、莫索湾和炮台ET0都发生了明显突变,春季和冬季ET0无突变发生。年际和年内各季节ET0都存在明显25a左右的变换周期。研究区域年际和年内各季节有可能从不断增加的趋势转变为减少趋势。     

区域农业机械化发展问题研究

从我国区域农业机械化发展所处不同阶段和不同发展速度的角度出发,分析了目前我国农业机械化区域发展格局。认为区域农业机械化发展水平、主要作物关键环节区域生产机械化水平、区域农机社会化服务水平差异较大,以及农业机械化发展配套政策不完善是当前农业机械化发展中存在的主要问题。研究提出应重新研究制定农业机械化区划,实施农业机械购置区域性差别补贴措施,重视先进适用中小型农业机械的研发创新与示范推广,扶持农机社会化服务和农机服务组织的发展,加强农田整治与基础设施建设,完善农业机械化支持政策体系。     

南方集约型稻作区面源氮素浓度变化规律初步研究

以张家港市永联现代粮食生产基地为依托,选择两块试验田同步采集田面水和河道水,初步研究了南方集约型稻区水稻田面水、河道水中氮素变化规律。结果表明:①封闭的灌水河道具有积聚营养物质的作用,氮素浓度远高于田面水氮浓度,其中氨氮浓度甚至达到田面水氨氮浓度的12倍;②降雨后第1天田面水氮素浓度骤降,氨氮、硝氮分别减少86%、89%,降雨过程扰动河道底泥使大量氮素扩散到河水导致氮素浓度会有小幅度升高。因此在降雨过程应控制向稻区外界河流排水,否则易造成面源氮污染。     

加入WTO后东北地区水稻生产发展方向研究

水稻是东北地区的丰要粮食作物，近几年呈不断增长趋势。随着中国加入WTO，东北地区水稻的生产和销售均受到一定影响。如何在激烈的国际市场竞争中，保证东北稻米的竞争优势和占有一定的市场份额，同时降低成本增加农民收入，是东北地区水稻生产发展中的重要课题。     

山地滴灌下矮化密植枣树氮磷钾施肥效应模式研究

采用氮、磷、钾三因素D饱和最优设计,研究了黄土高原山地滴灌下矮化密植枣树氮、磷、钾施肥肥效与优化施肥模式。结果表明,施肥明显促进了枣树地径的增加(单施钾肥除外),显著提高了红枣坐果率;施肥促进了新梢的生长,其中施氮和氮磷钾配施影响显著,而单施磷、单施钾影响不显著。施肥明显提高红枣产量,氮、磷、钾肥对红枣产量的影响为氮肥钾肥磷肥;氮肥与磷肥、氮肥与钾肥之间有正交互作用,磷肥与钾肥无明显交互作用。山地滴灌工程下矮化密植枣树(1 650株/hm2)目标产量为20 000~24 000kg/hm2的优化施肥方案为:N、P2O5、K2O施用量分别为271.36~374.88、128.36~217.94、124.44~228.58kg/hm2。     

辽宁省县域生态文明建设的路径选择

在构建中华民族生态文明的伟大进程中,辽宁省大有可为,也应当大有作为,应结合省内各地生态实际,积极主动地为辽宁省县域生态文明的建设开展工作。