水分胁迫条件下羊草群落生育期双作物系数计算方法的验证

基于浑善达克沙地2005-2006两个不同水文年对羊草、拂子茅、冰草构成的羊草群落生育期生境中气象因子及生理因子野外观测试验数据，用联合国粮农组织FAO-56分册中介绍的方法计算了羊草群落生育期基本作物系数和土壤蒸发系数，并对基本作物系数进行了地区气象因素和牧草单叶气孔阻力校正。用校正后的作物系数模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。结果表明：计算的蒸发、蒸腾量与实测结果基本接近。考虑水分胁迫时，有条件的地区应该对作物系数进行地区气象因素和单叶气孔阻力校正。     

水分胁迫条件下羊草群落生育期双作物系数计算方法的验证

基于浑善达克沙地2005-2006两个不同水文年对羊草、拂子茅、冰草构成的羊草群落生育期中气象因子及生理因子野外观测试验数据,用联合国粮农组织FAO-56分册中介绍的方法计算了羊草群落生育期基本作物系数和土壤蒸发系数,并对基本作物系数进行了地区气象因素和牧草单叶气孔阻力校正。用校正后的作物系数模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。结果表明:计算的蒸发、蒸腾量与实测结果基本接近。考虑水分胁迫时,有条件的地区应该对作物系数进行地区气象因素和单叶气孔阻力校正。     

利用作物冠气温差估算农田蒸散量

准确估算农田蒸散量,对于促进节水型农业和旱地农业的发展、科学管理有限的水资源、评估环境变化对农业生态系统的影响等具有重要意义。利用河套灌区解放闸灌域农田连续观测的玉米、向日葵的冠层温度和田间气象要素等数据,采集并计算出Seguin和Itier简化模型中日蒸散量ETd、日净辐射Rnd和冠气温差(Ts-Ta),并对模型中参数a、b进行了回归和拟合,检验其在当地的适用性。结果表明,该简化模型可以用于估算玉米和向日葵的日蒸散量,以每日13∶00时数据拟合效果最优,决定系数R2分别为0.690和0.864;日蒸散量估算模型中玉米田块参数a和b分别为-0.859和-0.116,向日葵田块参数a和b分别为0.548和-0.343。研究结果可为大面积遥感反演区域农田耗水提供参考依据。     

河套灌区玉米农田蒸散动态变化及其影响因子的通径分析

采用大型称重式蒸渗仪研究了内蒙古河套灌区玉米蒸散动态规律,并运用通径分析法探讨了玉米蒸散量ET与各影响因子间的相关关系.结果表明:充分灌溉处理下玉米生育期(播前-收获)累积蒸散量为593.72 mm,亏缺灌溉处理下为395.21 mm,日平均蒸散量分别为4.24和2.82 mm/d.由各生育期的分布情况可知苗期蒸散量最小,分别占全生育期的3.7%和5.8%;拔节期开始,蒸散量逐渐增大,在抽雄期达到峰值,2种处理总蒸散量分别为279.38和166.76 mm,日平均蒸散量分别为8.47和5.05 mm/d,分别占整个生育期蒸散总量的47.1%和42.2%.由小时尺度蒸散量变化规律可知,玉米日蒸散量变化规律表现为早晚低、中午高的“单峰型”曲线特征.通径分析表明:2种灌溉处理下,饱和水气压和平均气温对ET的综合决定能力较大,是2个主要的环境驱动因子;2种灌溉处理下对蒸散作用最小的因子均为风速,且风速对ET的影响以间接作用为主.影响河套灌区玉米蒸散的主要气象因子为饱和水气压与气温.     

稻田蒸散估算方法及灌溉影响分析

【目的】寻找合适的蒸散模型及其敏感因子。【方法】以稻田生态系统为研究对象,根据江西省余江县试验区的净辐射、土壤热通量等小气候数据及相关农学观测数据,进行了不同时间尺度3种蒸散模型(Penman-Monteith、Priestley-Taylor和Hargreaves模型)拟合效果的比较以及蒸散对气象因子的敏感性分析,并研究了灌溉对潜在蒸散的影响。【结果】逐日尺度上,Penman-Monteith模型的拟合效果最优,其次为Priestley-Taylor模型,Hargreaves模型较差且低估了实际蒸散值;逐时尺度上,拟合效果较好的是Penman-Monteith模型和Priestley-Taylor模型。【结论】不同时间尺度,蒸散对各个气象因子的敏感性不同,逐日逐时蒸散对净辐射和水汽压较为敏感。不同灌溉处理,Penman-Monteith模型潜在蒸散变化显著,Priestley-Taylor模型变化不明显。     

基于无人机热红外遥感的夏玉米蒸散量估算及其影响因子

农田蒸散量(ET)是土壤—作物—大气连续体水分运移的关键参数,与作物生理活动和产量有着极为密切的关系,准确实时估算田间作物蒸散量对研究作物生长发育至关重要。基于无人机热红外传感器反演夏玉米的冠层温度,基于反演的冠层温度构建夏玉米蒸散模型(ET_(d,t))并验证了模型反演作物蒸散量的精度,分析了ET_(d,t)相关影响因子。结果表明:以热红外冠层温度作物蒸散模型计算的ET_(d,t)最低值出现在幼苗期为3.42 mm/d,最高值出现在灌浆期为10.94 mm/d,并与涡度相关实测值ET_(d,e)、FAO Penman-Monteith模型计算值ET_(d,f)进行验证,在P0.01水平上呈显著线性关系(R~2=0.739、0.742,RMSE=0.676、0.109 mm/d),ET_(d,t)估算精度达到80%以上。ET_(d,t)的计算受日净辐射、风速、气温、降雨等气象因子影响,不同气象条件的ET_(d,t)不同。叶面积指数(LAI)为夏玉米农田最主要的生物因子,LAI与ET_(d,t)呈线性正相关关系(R~2=0.700),空气动力学阻抗(r_a)是最主要的环境驱动因子,r_a与ET_(d,t)呈线性负相关关系(R~2=0.696)。随着植被覆盖度(NDVI)的变化,ET_(d,t)呈现相同变化趋势(R~2=0.656)。因此,基于无人机热红外反演的冠层温度计算的(ET_(d,t))能较好的反映田间夏玉米蒸散变化过程,从而为利用无人机热红外遥感估算作物蒸散量提供了科学依据。     

节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征研究

为探究节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征,建立能准确反映水稻蒸腾与棵间土壤蒸发分摊关系的计算公式,采用自制的微型蒸渗仪系统观测2015年和2016年水稻生育期稻田蒸散量（ETCML）和蒸发量（E）,分析了典型天气和各生育期ETCML、E和蒸腾量（T）的日/稻季变化特征及E与T的比例变化。结果表明：晴天ETCML、T和E变化趋势相同,但E易受生长阶段与环境的影响;阴天ETCML和T呈多峰变化;雨天测量值有明显误差,微型蒸渗仪会因降雨、灌水、强风、水汽凝结、边界效应、水稻生长等因素而影响数据的可靠性。节水灌溉稻田T决定了ETCML的大小和变化规律,E仅在初期呈倒“U”形。ETCML和T逐日变化随净辐射（Rn）先增后减,在分蘖中后期达到峰值,存在明显的物候特征。蒸发量与蒸散量的比值(E/ETCML)由水稻生长初期的0.95逐渐减小,全生育期平均为0.37。 E/ETCML可用其与水稻移栽时间和叶面积指数(LAI)的对数关系进行描述,决定系数均大于0.88。研究蒸发蒸腾比例特征对田间水分管理及指导灌溉具有重要意义,可为双源蒸散模型的改进与拟合提供重要的数据支撑。     

浑善达克沙地东南缘重叠植被生态需水量分析研究

重叠植被非生育期生态需水量是霜期、持续冰冻期地表有效自由水蒸发量,它维系越冬生境。基于2005~2006年对黄柳-扁蓄豆构成的重叠植被生境中气象因子及生理因子野外观测试验数据,用单、双作物系数法计算了重叠植被2个不同水文年生态需水量。这个基础数据对决策重叠植被建设规模、对区域需水预测模提供了基础数据。     

基于冠层温度变化的冬小麦蒸散模型

冠层温度是反映作物蒸散的重要指标,基于2006-2011年冬小麦田间试验资料,分析了小区及冠层尺度K-p模型参数的差异,对比了两种冠层温度表达式的冬小麦蒸散量计算模型的模拟效果,得到了基于冠层温度变化的冬小麦蒸散模型.结果表明:不同尺度(小区和冠层)K-P模型参数存在一定差异,冠层阻抗(rc)与临界阻抗(r*)的比值和临界阻抗(r*)与空气动力学阻抗(ra)的比值呈显著线性关系,且与冠层尺度K-P模型参数的差异小于不同尺度(小区和冠层)K-P模型参数的差异.以冠层温度的表达式(rc/ra、rc/r*)计算的作物蒸散量与采用田间水量平衡计算的作物蒸散量呈显著线性关系,以rc/ra参与计算的作物蒸散量明显高于田间实测值,而以rc/r*参与计算的作物蒸散量与田间实测值更为接近.因此,以rc/r*代替rc/ra参与作物蒸散量的计算更能反映田间冬小麦蒸散变化过程.     

浅埋条件下天然羊草群落生育期蒸散量的计算方法

该文以荷兰Wageningen农业大学等单位开发的土壤-水分-大气-作物系统模拟模型(SWAP模型)为基础,模拟计算浑善达克沙地地下水浅埋区天然羊草群落生育期蒸散量。为了确保模拟精度,首先在2003年野外试验以及室内试验所得的土壤水分数据基础上,利用2005年实测气象资料及作物指标,以2005年实测的土层剖面水分数据,对SWAP模型的参数进行率定,得到适合当地条件的模型参数;然后用2006年的数据对选定的模型参数进行检验和确定。结果表明:SWAP模型有良好的精度,可用于模拟地下水浅埋区蒸散量。     

气候变化影响下作物模型的不确定性

作物生理生长过程准确描述及产量的精确估计在社会食品安全和农业生产中起着至关重要的作用.作物生长模型作为一种监测作物生长的数值模拟方法,已被证明是作物生长、产量预测和情景分析的有力工具.然而,在当前气候变化背景下,气候走向的不确定性以及极端气候事件的增加,都对粮食生产产生了重大影响,如何对作物生长进行准确模拟成为当前的热点关注话题.同时,除了气候变化的不确定性外,由于作物模型本身是实际作物生长过程的简化,物理结构并不完美,同时数据采集的随机性和初始条件的区域异质性,导致模拟结果不确定性较大.因此,在论述作物模型的国内外研究进展的基础上,探讨气候变化的不确定性对作物模型的影响以及作物模型本身的不确定性,概述了模型-数据融合方法的类型及特点,以及区域尺度上作物模型与遥感数据结合所采用的减小不确定性的方法,以期为相关研究提供一定参考.     

Effects of rising atmospheric CO2 on crop evapotranspiration in a Mediterranean area

In the assessment of plant response to the climate changes, the effects of CO₂ increase in the atmosphere and the subsequent rise of temperatures must be taken into account for their effects on crop physiology. In Mediterranean areas, a decrease of water availability and a more frequent occurrence of drought periods are expected. The objective of this study was to assess the impact of elevated CO₂ concentration and high temperature on reference evapotranspiration (ETo) and crop evapotranspiration (ETc) in the Mediterranean areas. The Penman-Monteith equation was used to simulate the future changes of reference evapotranspiration (ETo) by the recalibration of the canopy resistance parameter. Besides, crop coefficients (Kc) were adjusted according to the future climate trend. Then the modified empirical model (ETc = ETo × Kc) was applied providing an effective quantification of the climate change impact on water use of irrigated crops grown in Mediterranean areas. In the studied area, water use assessment was carried out for the period from 1961 to 2006 (measured data) and for a period from 2071 until 2100 (simulated data), showing a future climatic scenario. Water and irrigation use of crops will change as a function of climate changes, thermal needs of single crops and time of the year when they grow. Climate simulation model foresees the tendency for a significant increase of temperatures and a decrease of total year rainfall with a change of their distribution. The temperature increase and the concomitant expected rainfall decrease lead to a rise of year potential water deficit. About the autumn-spring crops, as wheat, a further increase of water deficit, is not expected. On the contrary, for spring-summer crops as tomato, a significant increase of water deficit and thus of irrigation need, is foreseen. Actually, for crops growing in that period of the year, the substantial rise of evapotranspiration demand cannot be compensated by crop cycle reduction and partial stomatal closure.     

江苏省水稻高温热害发生规律及未来情景预估

基于江苏省1961—2010年历史气象资料和Can ESM2模式SDSM统计降尺度后的RCP情景数据,根据高温热害气象指标,分析了过去和未来江苏省水稻生育期内高温热害事件及其起始日期的发生规律和变化特征。结果表明,1961—2010年,各等级热害发生次数空间分布规律基本一致,均由东北向西南递增;2021—2070年3种RCP情景下,高温热害事件均呈增加趋势,以RCP 8.5情景增幅最大。高温热害事件起始时间变化不大,均在7月下旬。     

气候变化对长江流域早稻灌溉需水量的影响

选用长江流域种植早稻的35个站点1961-2003年气象数据,分析气候变化对长江流域早稻灌溉需水量的影响.结果表明,长江流域大部分地区早稻需水量、灌溉需水量均有减少的趋势.需水量、灌溉需水量同生育期年降雨量、日平均相对湿度呈负相关关系,同生育期日平均气温、日平均风速、年日照时数呈正相关关系,其中灌溉需水量与年降雨量呈极...     

五莲县猕猴桃主要气象灾害及防御措施

基于猕猴桃全生育期对气候变化的敏感性,引用五莲县国家气象观测站气象数据资料和历史气象灾害资料,结合五莲县域内满足猕猴桃生长需求的外部环境条件,综合分析山东省五莲县引种猕猴桃以来发生冻害、高温、涝灾、风害和冰雹等主要气象灾害特点,提出相应的防御措施,指导果农积极主动防范气象灾害,增强猕猴桃种植对气候变化的防御能力,提高果实产量和品质。     

The impact of climate change on maize yields in the United States and China

This study analyzes the impacts of climate change on maize yields using an econometric model that incorporates climate, economic, and technology variables. The major finding is climate change will not universally cause negative impacts of maize yields in the United States and China. The results of a simulation of climate change on maize yields over the period 2008-2030 show that a combination of changes in temperature and precipitation can either bring positive or negative effects on maize yields. Furthermore, variation in regional climatic and economic conditions makes the impacts of climatic change on maize yields substantially different in different regions. In this research, the impacts of climate change on maize yields are not simply examined by climate factors. Economic and technology adaptation effects on maize yields are also incorporated. Thus, even with significant changes in climate conditions that alter the maize crop’s growing environment and affect crop yields, a decrease in maize supply due to a decrease in maize yields would lead to an increase in the maize price, which in turn would induce farmers to add more investments in production inputs to raise yields. Thus, the decrease in actual yields may not be as dramatic as predicted in only climate factor considered cases. In this research, findings gained from the study can be used for early-staged policymaking decisions and advanced problem prevention programs. To ensure the continuous increase in maize yields in the future, further studies and research, as well as efficient environmental policies and actions are required.     

基于统计降尺度的长春市未来气候变化趋势分析

应用统计降尺度模型SDSM（Statistical Downscaling Model）,对GCM输出序列进行降尺度处理,生成长春市未来气候变化情景,并利用线性趋势、滑动平均、Mann-Kendall趋势分析等方法分析对2020s（2010-2039年）、2050s（2040-2069年）和2080s（2070-2099年）3个时期的气温和降水的变化特征进行了分析。模拟结果表明,验证期（1976-1990年）内,长春市月平均日最高气温的实测值和模拟值拟合的很好,SDSM模型能够较好的模拟生成长春市未来气候变化情景。与基准期相比,2020s,2050s和2080s最高气温平均分别上升1.67℃、3.44℃、5.65℃,最低气温平均分别上升1.07℃、2.68℃、4.69℃,平均日气温倾向率变化为0.63℃/10年;年降雨量也呈增加趋势,倾向率变化为11mm/10年;研究区未来气温和降雨量年内变化情况呈现不均匀性,春季降水量呈下降趋势,夏季降雨量呈现显著增加趋势,倾向率变化为12.7mm/10年,且相对于其他季节,夏季对全年降雨量的增加贡献最大,秋季降雨变化不显著,冬季增加趋势较平稳;与其他各季相比,气温在夏季的增幅最显著。分析成果为进一步研究未来气候变化情境下长春市水资源状况提供理论基础。     

汾河兰村—二坝流域径流模拟及气候变化对径流影响研究

以汾河兰村—二坝区间流域为研究对象,建立研究区SWAT分布式径流模拟模型,并利用SWAT-CUP程序SUFI-2算法进行模型敏感性分析及参数率定,进一步将率定好的模型应用于气候变化条件下的径流响应分析,为区域水资源管理决策提供理论依据与技术支持。径流模拟结果表明:模拟期的各项精度评价指标均达到乙级,SWAT模型在研究区径流模拟的适用性较好。气候变化条件下径流响应分析表明:径流变化与温度变化呈负相关,且随着温度变幅的增加,径流减小速率减缓,温度影响效应减弱;径流变化与降雨变化呈正相关,且随着降雨变幅的增加,径流量增加速率加大,降雨影响效应加强;相同的径流响应,气温与降雨的变化基本呈线性变化关系,即气温增加0.5℃的径流效应与降雨平均减少0.49%(变化幅度0.38%~0.67%)的径流效应等效。     

The climatic potential for beef cattle production in tropical Australia: Part I—Simulating the annual cycle of liveweight change

This is the first of a series of papers dealing with a survey of the agricultural climate as it pertains to the beef cattle industry in northern Australia. Beef cattle production here, as in most of the tropics, is characterised by an annual periodicity of weight gain and loss in train with seasonal water supply and temperatures. Trends in a weekly growth index derived from a simulated water budget and mean daily temperatures were found to correlate with trends in liveweight changes. Criteria for estimating the start and cessation of a ‘green season’ and a ‘dry season’, corresponding to the main liveweight gain and loss periods respectively, are derived and validated using cattle liveweight data from seven locations and both native and improved pastures. Linkage between cattle liveweight change and climate was close on native grass pastures but not on legume-improved pastures.