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相似文献
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1.
为解决传统蒸散发计算中模型参数、模型缺陷和不确定性等问题,基于最大熵增蒸散发(MEP)模型的模型假设,针对我国不同植被覆盖下的蒸散发(潜热)通量进行估算,并分析半小时、日、周、月等不同时间尺度下的模型表现,以期获得适合我国区域的蒸散发计算方法。结果表明:MEP模型具有较好的模型计算表现,与多个站点的涡度相关实测数据较为接近;MEP模型在半小时尺度上应用更优,所有站点的潜热通量平均决定性系数(R2)为0.75,周、月尺度上潜热通量精度较显热通量高。对MEP模型的两个输入参数(表面温度和比湿)分析表明,表面温度对预测结果影响较大。MEP模型精度高且具有所需输入参数少的优势,研究结果可用于对各种植被覆盖地表的蒸散发估算。  相似文献   

2.
运用温室葡萄水热平衡观测资料,分析了东北日光温室葡萄的能量平衡和能量分量日变化、生育期变化以及分配规律,同时也分析了潜热通量(λET)对环境因子的响应。结果表明:水热通量各分量在整个生育期日变化总体上呈现为单峰趋势,净辐射(Rn)的峰值最大为618.75 W·m-2λET峰值最大为242.73 W·m-2,感热通量(H)峰值最大为327.93 W·m-2;在新梢生长期,白天λET较小,为34.55 W·m-2,随着生育期推进,λET逐渐增大,在果实着色成熟期达到最大值(78.49 W·m-2)之后减小;H在各生育期能量中均占了绝大部分;白天潜热通量占净辐射的比例(λET/Rn)在新梢生长期最小,为25.28%,在果实着色成熟期最大,为44.17%;感热通量占净辐射比例(H/Rn)整个生育期几乎都达50%以上,土壤热通量占净辐射比例(G/Rn)相对较小,变化范围为4.46~12.32 W·m-2;在整个生育期能量比率大小依次为H/Rn>λET/Rn>G/Rn。在不同生育阶段瞬时尺度上,Rn是影响潜热变化最主要的气象因子,R2高达0.88。在日尺度上,各气象因子对潜热通量的影响在逐渐变弱,相对湿度(RH)与λET相关系数仅为0.28。但无论从瞬时尺度还是日尺度,Rn都是影响潜热通量最主要的气象因子。各气象因子对潜热通量的影响大小依次为:Rn>VPD>Ta>RH。  相似文献   

3.
基于1961—2013年滇中地区48个气象站逐日气象数据和2014—2018年5个水稻灌溉试验站的水稻生育期观测资料,利用Penman-Monteith公式和单作物系数法,并结合线性趋势和Mann-Kendall法计算分析了近53 a滇中不同分区水稻不同生育期需水量(ETc)、有效降雨量(Pe)、净灌溉需水(IR)和灌溉需水指数(IRI)的时空分布特征。结果表明:1961—2013年滇中地区ETcPe、IR和IRI平均值分别为546.34、235.96、310.38 mm和0.57,ETcPe均呈显著减少趋势,IR和IRI呈波动上升趋势,每10 a其变化幅度分别为-4.358、-6.468、1.2 mm和0.8%。ETc减小趋势主要集中在滇中I-2区和干热河谷Ⅵ区,Pe减小趋势主要集中在滇中I-3区和滇中I-4区,IRI上升趋势主要集中在滇中I-3区和滇中I-4区,ETcPeIRI显著变化主要出现在拔节孕穗期、分蘖期和乳熟期。1961—2013年滇中水稻ETc呈分蘖期>抽穗开花期>乳熟期>拔节孕穗期>返青期>黄熟期,Pe呈抽穗开花期>分蘖期>拔节孕穗期>乳熟期>返青期>黄熟期,IRI呈返青期>分蘖期>黄熟期>乳熟期>拔节孕穗期>抽穗开花期。滇中水稻不同生育期ETc呈现中北高中东低,减小幅度高值区主要分布在中北部,上升幅度高值区主要分布在中东部,PeIRI则呈相反的变化特征。Pe是影响ETcIR和IRI变化的主导因素。  相似文献   

4.
参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是计算作物需水量的基础,一般用FAO推荐的Penman-Monteith公式(PM公式)计算。但是在河套灌区部分地区缺少辐射数据的观测,因而无法利用PM公式计算ET0。本文选用河套灌区临河气象站1990—2012年的气象资料,分析了利用PM公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET0与气象要素的关系,发现对ET0影响最大的气象因素为净辐射,其次为饱和水气压差和平均温度。建立了基于饱和水气压差、温度和风速的ET0估算公式,验证结算显示相关系数、纳什效率系数和总量平衡系数分别为0.96、0.92、1.00。在风速缺测的条件下,也建立了基于饱和水汽压差和温度的ET0估算公式。以上两个公式为河套灌区缺资料条件下ET0的估算提供了简单且准确的估算方法。  相似文献   

5.
为实现大田作物灌溉的精细化管理,研究了基于气象因素的生育期ET0预测模型。采用灰色理论对ET0与日均、日最高、最低温度,日均风速,相对湿度以及日照时数进行灰色关联度分析,结果表明ET0与温度(包括日均、最高、最低温度)及相对湿度的灰色关联度较高。在分析ET0与上述气象因素间的相关系数基础上,采用日均温度、日均风速以及日照时数作为模型的输入,ET0作为输出,建立了BP神经网络(BPNN)预测模型;采用日均温度、日均风速、日照时数及灰色关联度作为输入,建立了模糊最小二乘支持向量机(FLSSVM)预测模型。研究结果表明,BPNN模型的训练值决定系数为0.8643,平均相对误差6.29%,预测值决定系数为0.8099,平均相对误差7.83%;FLSSVM模型的训练值决定系数为0.9684,平均相对误差2.89%;预测值决定系数为0.9663,平均相对误差3.43%。BP神经网络与FLSSVM模型的精度均较高,可以用来预测ET0日值,这为大田作物的精细化灌溉管理提供理论与技术支持。  相似文献   

6.
利用云南省31个气象站1961—2016年逐日气象资料,计算各站点相对湿润指数(MI),采用Mann-Kendall检验、GIS反距离加权插值和偏相关系数法分析了云南省气象干旱时空变化特征及成因。结果表明:(1)云南省年平均MI为-0.08,平均干旱站次比为30.39%,年干旱呈上升趋势;冬季MI最小(-0.73),干旱站次比最高(52.58%);夏季MI最大(0.69),干旱站次比最低(6.12%)。春旱呈减弱趋势,夏旱、秋旱、冬旱呈增强趋势。(2)年尺度上,除会泽、沾益等少数地区外,均处于无旱等级;全省春季以中旱、轻旱为主;夏季、秋季无干旱发生;冬季以重旱为主。年干旱频率呈自西南向东北递增趋势,平均频率为54.9%,春旱频率在80%以上,夏旱频率小于20%,秋旱也呈西南低东北高的趋势,平均频率为35.6%,冬旱平均频率达92.6%。(3)相关性分析显示,降水量、相对湿度与MI呈极显著正相关(P<0.01),日照时数与MI呈极显著负相关(P<0.01),均是云南省MI的主要驱动因子,温度对MI的影响较小。  相似文献   

7.
为准确估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量,在测定气象数据的基础上,以水量平衡法的实测蒸发蒸腾量(ET)为参考,分析判断波文比-能量平衡法估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量的适用性以及整个生育期内葡萄ET的变化规律,分别采用单作物系数法(Kc)、双作物系数法(Kcb)估算半干旱半湿润地区葡萄ET。结果表明:全生育期内波文比-能量平衡法与水量平衡法之间的均方根误差(RMSE)与纳什系数(NSE)分别为0.54与0.64,决定系数为0.82,说明波文比-能量平衡法可以较好地应用于半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾估算,双作物系数法比单作物系数法估算结果更为精确,计算出的双作物系数0.85、1.07、0.71可以作为本地区值。  相似文献   

8.
黄河源区近40年参考作物蒸散量变化特征研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
选取位于黄河源区10个气象台站1971—2010年观测资料,运用彭曼—蒙蒂斯公式计算出各站参考作物蒸散量(ET0)。通过数学统计、相关分析、小波分析等方法对黄河源区ET0分别作了空间分布、年内变化和年变化等特征分析,结果发现源区ET0空间分布不均匀,呈现西北部大于东南部。年内ET0逐月变化表现为典型的单峰型;源区ET0的四季分布差异较大,夏季蒸散量最大,冬季最小,春、秋季次之。各季节ET0与气温和日照呈显著正相关,而与降水量和相对湿度呈明显负相关。ET0年际变化为逐年波动式上升趋势,整个源区年平均ET0以6.1 mm·10a-1的气候倾向率逐年增大。40 a间ET0曾出现过两次较为明显的准周期变化,分别在20世纪70年代中期至80年代中期,约为准8 a周期,1990年以后基本表现为准5 a周期变化。  相似文献   

9.
利用中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)验证了2015—2016年土壤水分主动-被动微波数据集(SMAP)在河套灌区的适用性,基于土壤水分亏缺指数(SWDI )和干旱周百分比(PDW)分析了作物生育期内灌区农业干旱时空演变规律,通过两个参考指标检验了SWDI在河套灌区的精度。结果表明:(1)SMAP在河套灌区的适用性较好;区域尺度上,SMAP和CLDAS的相关系数为0.65;栅格尺度上,约有69%的栅格表现良好(R>0.5),且多集中在灌区西南部和东北部。(2)严重干旱主要发生在4月下旬到5月中旬、7月下旬到8月下旬以及9月中旬到10月中旬,主要集中在灌区的西南部、中部和东部;2015—2016年PDW值略有增大,干旱事件的持续时间有所延长。(3)大气水分亏缺量(AWD)表征的气象干旱在时间上显示2 a内灌区干旱月份为5—8月;空间上,除去地形原因,SWDI和AWD的相关性较为显著,且有一半格点通过了显著性水平为0.01的显著检验,表明基于SWDI对河套灌区进行干旱状况分析具有较高的可信度。  相似文献   

10.
圆形喷灌机条件下变量灌溉对苏丹草产量与品质的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
以苏丹草为研究对象,于2019年5—8月在河北涿州中国农业大学教学实验场开展了圆形喷灌机条件下变量灌溉对苏丹草产量与品质的影响研究。依据土壤表观电导率(ECa)差异划分出3个灌溉管理小区(1区、2区、3区),并分别对其进行变量灌溉(VRI)和均匀灌溉(URI)处理。结果表明:全生长季内,URI和VRI处理之间年产量没有显著性差异(P>0.05),但VRI处理比URI处理节水13.4%,灌溉水分利用效率提高了17.5%,尤其是在第二茬雨季VRI处理的灌溉水分利用效率提升了43.8%(P<0.05);第一茬,VRI处理与URI处理苏丹草粗蛋白含量与相对饲喂价值没有显著性差异(P>0.05),但在降雨量较大的第二茬VRI处理可以显著提高苏丹草的粗蛋白含量(提高9.5%,P<0.05)和相对饲喂价值(提高3.5%,P<0.05)。  相似文献   

11.
基于昆明站点1952—2013年逐日气象观测资料,根据联合国粮农组织1998年推荐的PenmanMonteith公式计算了昆明站近62 a来逐日的参考作物蒸腾量、水稻生育期需水量,利用Mann-Kendall趋势检验法研究作物需水量变化规律,同时根据水稻的水分亏缺指数(CWDI),采用通径分析方法研究各气象因子对水分亏缺指数的影响。结果表明:近62年来昆明地区平均旬需水量为32.55 mm;水稻生长季内干旱分布明显不均匀,随着生长季的推进,干旱级别从轻旱到重旱,干旱发生最严重时期是黄熟生育阶段,在整个水稻生长季内,水稻水分盈亏指数均值为38.07%,表明水稻处于重旱状态;在水稻生育期变异系数研究中,水分盈亏指数变异系数均较小,在返青、分蘖、拔节、抽穗、乳熟和黄熟六个阶段中,变异系数分别为1.8%、1.9%、1.3%、1.1%、0.8%、和0.8%,表明昆明地区近年干旱等级变化较小;影响水分盈亏指数最大正相关因素为日照,最大负相关因素为水汽压。  相似文献   

12.
水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明:半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm-2和16.8 kg·hm-2。生育期大气干湿条件(潜在蒸发量与降水的差值)对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时(潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm),产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm-2·mm-1,大气较为湿润时(潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm),斜率为20.1 kg·hm-2·mm-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。  相似文献   

13.
Spatio-temporal variations of vegetation phenology, e.g. start of green-up season(SOS) and end of vegetation season(EOS), serve as important indicators of ecosystems. Routinely processed products from remotely sensed imagery, such as the normalized difference vegetation index(NDVI), can be used to map such variations. A remote sensing approach to tracing vegetation phenology was demonstrated here in application to the Inner Mongolia grassland, China. SOS and EOS mapping at regional and vegetation type(meadow steppe, typical steppe, desert steppe and steppe desert) levels using SPOT-VGT NDVI series allows new insights into the grassland ecosystem. The spatial and temporal variability of SOS and EOS during 1998–2012 was highlighted and presented, as were SOS and EOS responses to the monthly climatic fluctuations. Results indicated that SOS and EOS did not exhibit consistent shifts at either regional or vegetation type level; the one exception was the steppe desert, the least productive vegetation cover, which exhibited a progressive earlier SOS and later EOS. Monthly average temperature and precipitation in preseason(February, March and April) imposed most remarkable and negative effects on SOS(except for the non-significant impact of precipitation on that of the meadow steppe), while the climate impact on EOS was found to vary considerably between the vegetation types. Results showed that the spatio-temporal variability of the vegetation phenology of the meadow steppe, typical steppe and desert steppe could be reflected by the monthly thermal and hydrological factors but the progressive earlier SOS and later EOS of the highly degraded steppe desert might be accounted for by non-climate factors only, suggesting that the vegetation growing period in the highly degraded areas of the grassland could be extended possibly by human interventions.  相似文献   

14.
LI Wei 《干旱区科学》2016,8(4):591-603
Being an important desert riparian forest in the lower reaches of the Heihe River Basin,Populus euphratica Oliv.forest functions as a natural barrier in maintaining and preserving the stability of local oases.Accordingly,accurately estimating the water use of P.euphratica is important for vegetation protection and water resource allocation.To date,little data are available for evaluating the hysteretic effects between sap flow and environmental variables,and for estimating the water use of desert riparian forest.In this study,we measured the sap flow velocity(V_s)of P.euphratica using the heat ratio method during the growing season of 2012.Based on the response of V_s to solar radiation(R_s)and vapor pressure deficit(VPD),we estimated the hourly Vsand daily V_s using the multivariable linear regression and a modified Jarvis-Stewart(JS)model,respectively.Hysteretic response of V_s to environmental variables was then evaluated using a sap flow model.We found the thresholds of V_s responses to R_s and VPD at both hourly and daily scales during the growing season,and successfully estimated the seasonal variations of hourly V_s and daily V_s using the JS model.At an hourly scale,the maximum V_s occurred earlier than the maximum VPD by approximately 0.5 h but later than the maximum R_s by approximate 1.0 h.At a daily scale,the maximum V_s lagged behind the maximum VPD by approximately 2.5 h while occurred earlier than the maximum R_s by approximately 2 h.However,hysteretic response of V_swas weakened when R_s and VPD were measured together using the JS model at both hourly and daily scales.Consequently,short-term and intensive field campaigns,where V_s and environmental variables can be measured,may be used to estimate short-run sap flow and stand transpiration using only two environmental variables.  相似文献   

15.
Plant transpiration (T), soil evaporation (E), and the proportion of evaporation in evapotranspiration (ET), and their patterns of change were analyzed in a desert habitat along the middle and lower reaches of the Heihe River Basin, Gansu Province, China. Typical desert plants with different life forms were selected and small lysimeter observations were conducted; various species were measured under two soil water regimes using 50% (FC 50%) and 20% (FC 20%) of field capacity in 2 years. Under the FC 50% treatment the observed ratio of T to ET of desert plants was less than one-third, making the ratio of E to ET greater than two-thirds; the proportion of T to ET of desert plants increased to above 40%, and that of E declined to below 60% under the FC 20% treatment. The lowest T of desert plants was 130–140 mm based on the plant crown projection area. The characteristic coefficient of ET of desert plants was twice that of the characteristic coefficient of transpiration. This study found that when ET was measured for the same desert plant species growing in different regions, the ET differed significantly (P < 0.05) under the same water regimes; when comparing different plant species in the same region no obvious differences in the transpiration water requirement and ET were observed. The proportion of T in ET increased significantly and E in ET decreased markedly (P < 0.05), if the soil moisture content declined to where the plants experienced water stress.  相似文献   

16.
对冬小麦生育期干旱进行精细分析,可以为农业生产和水资源管理提供参考信息,为降水、地下水动态以及作物耗水关系提供研究基础。采用有效降水和综合气象干旱指数(CI)方法,分析了太行山前平原冬小麦56个生育期及各生育阶段(苗期、越冬期、返青期、拔节~成熟期)的平均有效降水和气象干旱发生频率。研究发现冬小麦生育期平均有效降水为55.43 mm,分别占年有效降水和生育期降水量的13.6%和52.5%。其中,5月和10月是生育期有效降水的主要贡献月,平均有效降水量分别占到生育期有效降水量的35.7%、27.1%。生育期平均缺水350 mm以上,并且有效降水的月际、年际间差异明显。逐月旱涝级别和频率分布显示,生育期干旱平均发生频率为58.5%,逐月发生干旱的频率均在50%以上。12月易发生轻旱,2、3月易发生中旱,4月易发生重旱。总体上,太行山前平原冬小麦生育期及各生育阶段的有效降水都表现出非稳定性,逐月平均有效降水量均不同程度小于需水量,干旱发生频率冬后大于冬前。  相似文献   

17.
基于SPEI和时空立方体的中国近40年干旱时空模式挖掘   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用1980—2019年中国612个气象站点逐月降水量和温度数据计算多尺度标准化降水蒸散指数(SPEI),根据中国气温条件划分7大地理分区并结合时空立方体、时空热点分析、时空聚类和时空异常值来探究中国近40年多尺度标准化降水蒸散指数SPEI的时空分布特征。结果表明:(1)通过干旱频率的计算,发现轻度干旱和极端干旱最为严重的地区为内蒙古草原地区,严重干旱和中度干旱在西北荒漠地区最为严重。(2)通过时空立方体展示出中国旱情在时空分布上差距较为显著,西北地区最为严重,其次是西南的西部地区和华北的北部地区;(3)对我国近40年SPEI 12的时空热点进行分析可得我国旱情的时空趋势,其中冷点地区和热点地区各有2个,热点主要分布在华中和东北地区的西部,冷点主要分布在华中的中部地区;4)对多尺度SPEI进行局部异常值分析得到,年尺度的华南西部和华中、华南湿润亚热带地区的中部呈低-低聚类,说明该地全年旱情相对更严重。  相似文献   

18.
利用MOD16蒸散产品数据以及2001—2014年新疆气象站点数据,基于混合型线性双源遥感蒸散模型估算南疆绿洲地区地表蒸散,并对比验证MOD16蒸散产品、反演蒸散量与研究区气象站蒸发皿实测蒸发量之间的关系。定义了蒸散干旱指数EDI,计算EDI距平,分析绿洲地区干旱分布特点,同时对比降水距平来检验干旱监测的准确程度。结果表明:MOD16蒸散产品蒸散量、模型估算蒸散量与蒸发皿实测蒸发量数据的相关性较好,说明利用MOD16蒸散产品数据估算蒸散量可行,也说明估算的蒸散量可信度高;由于绿洲地区北部水分供应更充足,EDI值空间上由南至北呈减小趋势,EDI值年际变化明显且均大于0.6;EDI距平与EDI同向变化,与降水距平反向变化;南疆绿洲地区在2001、2007、2008、2009、2014年的EDI值大于0.66。因此,EDI距平定义了干旱轻重程度界限:EDI临界值为0.66;EDI值越大,EDI距平越大,降水距平越小,干旱程度越严重。  相似文献   

19.
Trees growing in a semi-arid sandy environment are often exposed to drought conditions due to seasonal variations in precipitation, low soil water retention and deep groundwater level. However, adaptability and plasticity of individuals to the changing drought conditions greatly vary among tree species. In this study, we estimated water use (Ts) of Mongolian Scots pine (MSP; Pinus sylvestris var. mongolica Litv.) based on sap flux density measurements over four successive years (2013-2016) that exhibited significant fluctuations in precipitation in a semi-arid sandy environment of northern China. The results showed that fluctuations in daily Ts synchronously varied with dry-wet cycles of soil moisture over the study period. The daily ratio of water use to reference evapotranspiration (Ts/ET0) on sunny days in each year showed a negative linear relationship with the severity of drought in the upper soil layer (0-1 m; P<0.01). The decrease in Ts induced by erratic drought during the growing season recovered due to precipitation. However, this recovery ability failed under prolonged and severe droughts. The Ts/ET0 ratio significantly declined with the progressive reduction in the groundwater level (gw) over the study period (P<0.01). We concluded that the upper soil layer contributed the most to the Ts of MSP during the growing season. The severity and duration of droughts in this layer greatly reduced Ts. Nevertheless, gw determined whether the Ts could completely recover after the alleviation of long-term soil drought. These results provide practical information for optimizing MSP management to stop ongoing degradation in the semi-arid sandy environments.  相似文献   

20.
关中平原干旱遥感监测指数对比和应用研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用2000-2016年5月份MODIS数据,构建NIR-Red特征空间,对比分析基于该特征空间的垂直干旱指数(Perpendicular Drought Index,PDI)、改进型垂直干旱指数(Modified Perpendicular Drought Index,MPDI)、土壤湿度监测指数(Soil Moisture Monitoring Index,SMMI)及改进型土壤湿度监测指数(Modified Soil Moisture Monitoring Index,MSMMI)这四种干旱监测指数的有效性,并与实测土壤湿度进行相关性分析;最后采用精度最高的SMMI分析关中平原的旱情时空分布特征和规律。结果表明:(1) PDI、MPDI、SMMI及MSMMI均与10cm深土壤湿度存在负相关关系,可决系数R2分别为0.60、0.40、0.64、0.40,表明PDI、MPDI、SMMI及MSMMI均可作为旱情监测指标,且SMMI略优于其它三种监测指数;(2)关中平原东部、中部、西部部分地区旱情严重,西南部地区旱情较轻,且旱情呈年际波动显著的特征;(3) SMMI与月平均气温呈正相关关系区域占75.66%,与月降水量呈负相关关系区域占74.34%,其中通过90%显著性检验区域分别占总面积的27.36%、17.26%,说明降雨和温度不是导致旱情变化的主要影响因子。  相似文献   

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