近53 a长江流域气温的时空变化特征分析

根据长江流域108个气象站点1961―2013年逐日气象观测资料,计算最高温度(T_(max))、最低温度(T_(min))、平均温度(T_(mean))等气象因子的倾向率,通过Mann-Kendall突变检验(MK检验)和ArcGIS反距离权重插值法定量分析其年、季及主要作物生长季时空变化特征。结果表明:近53 a长江流域T_(max)、T_(min)、T_(mean)年值分别在19.1~21.0、10.2~11.7和14.7~16.4℃间变化,年尺度上分别呈现0.150、0.221、0.186℃/10 a的上升趋势,均在20世纪90年代出现了突发性上升;同时,T_(max)、T_(min)、T_(mean)均呈现夏季上升趋势最弱(0.069、0.161、0.115℃/10 a),T_(max)、T_(mean)春季上升趋势最明显(0.218、0.216℃/10 a),T_(min)冬季上升趋势最明显(0.294℃/10 a);空间上,T_(max)、T_(min)、T_(mean)均呈现由东南部向西部、北部递减的规律,T_(max)年值有17.6%、18.5%的站点升幅分别达显著(P0.05)、极显著水平(P0.01),T_(min)年值有7.4%、78.7%的站点升幅分别达显著(P0.05)、极显著水平(P0.01),T_(mean)年值有16.7%、63.9%的站点升幅分别达显著(P0.05)、极显著水平(P0.01);T_(max)、T_(mean)倾向率的空间分布仅夏、冬2季相似,其他季节间差异明显,T_(min)倾向率的空间分布的季节差异较小,均表现为东、西部较大,中部较小的规律。研究结果对于未来长江流域农业水资源管理与种植制度优化适应气候变化具有重要参考价值。     

不同冲洗措施下迷宫流道灌水器泥沙运行分布机理研究

评估了3种冲洗流速（0.25、0.50、0.75m/s）和5种冲洗频率（2d冲洗1次、4d冲洗1次、7d冲洗1次、10d冲洗1次和无冲洗对照组）对内嵌式齿形迷宫流道灌水器抗堵塞性能的影响,利用激光粒度仪对水源泥沙、滴头排出泥沙、滴头内滞留泥沙进行级配对比和粒径分析,并对不同冲洗处理下灌水器的相对流量和灌水均匀度进行拟合。结果表明：冲洗处理对齿形迷宫流道灌水器抗堵塞性能有显著影响,12种冲洗处理提高了内嵌式齿形迷宫流道灌水器的输沙能力,使滴头使用年限平均提高了39.58%;在冲洗作用下,泥沙凝聚沉降的机会降低,流道内小颗粒泥沙及时排出,没有形成体积较大的团聚体,滴头堵塞形成缓慢,灌水均匀度和流量系数下降缓慢;冲洗处理能有效减少毛管内泥沙堆积,降低大颗粒泥沙进入迷宫流道的机率,从而提高了齿形迷宫流道灌水器的抗堵塞性能。     

太阳能节水灌溉系统的应用研究进展

太阳能节水灌溉系统是涉及到太阳能采集与转换、电力电子、水泵和灌溉等多门学科专业综合配套的一种新兴节水灌溉系统,因其符合绿色新能源战略发展的需要而受到广泛关注和重视。对其发展历史、节能效率、系统组成与运行、太阳能抽水恒压控制、太阳能灌水均匀性控制和可行性分析等方面进行综述,从新的高效太阳能电池、3S技术和最大功率跟踪结合方面探讨了太阳能节水灌溉系统在农业灌溉中应用的重点研究方向。     

不同ET0计算方法在川中丘陵地区的比较及改进

为了获取川中丘陵地区参考作物蒸散量(ET0)在气象资料短缺条件下不同类型的简化计算方法,选用FAO-56Penman-Monteith(PM)法、Hargreaves法、Hargreaves校正法、Priestley-Taylor法和Irmark-Alleen拟合法计算简阳站1999-2005年逐日的ET0。以PM公式为标准,对其他4种方法进行评价及改进。结果表明,Hargreaves校正法计算误差最小,Irmark-Alleen拟合法和Hargreaves法次之,Priestley-Taylor法计算误差最大。通过灵敏度分析,得出川中丘陵地区影响ET0的主要气象因子是相对湿度,因此该文对在湿润气候条件下应用的Priestley-Taylor法和Irmark-Alleen拟合法的参数进行逐月修正,改进后的计算方法精度得到明显提高。Hargreaves校正法、该文提出的Priestley-Taylor修正法和Irmark-Alleen拟合改进法可以作为川中丘陵地区气象资料短缺条件下ET0的简化计算方法。     

基于正交投影法改进TOPSIS模型的宁夏农业干旱风险评价

【目的】科学有效对宁夏农业进行干旱风险评价。【方法】基于自然灾害风险理论,利用宁夏5市气象和社会经济等方面的数据,从农业干旱危险性、暴露性、脆弱性和抗旱能力4方面选取32个评价指标构建宁夏农业干旱风险评估指标体系;通过主成分分析将指标简化为10个相互独立的主成分,采用熵权法确定主成分权重,并基于正交投影法改进TOPSIS模型,得出各主成分"垂面"距离Pi,依据Pi值越小风险越大的原则,对宁夏5个市的农业干旱风险进行评价。【结果】银川、石嘴山、吴忠、固原和中卫的主成分到正理想解的"垂面"距离Pi分别为0.045、0.035、0.037、0.026、0.033,农业干旱风险由高到低依次为固原中卫石嘴山吴忠银川,与雷达图法分析的近1949—2013年的实际旱情程度及空间分布较为一致,表明改进TOPSIS模型适用于宁夏农业干旱风险评价。【结论】为有效降低未来潜在的农业干旱风险,宁夏全区需树立"以水定结构、以水定面积、以水定产量"的农业灌溉用水管理理念,适当调整与优化作物种植结构,大力发展高效节水灌溉,加快建设库坝窖池井工程联调体系,按照"北部节水、中部调水、南部开源"的治水思路对水资源进行合理调配,同时加快旱情监测网络建设及抗旱服务体系建设。     

基于云模型的西北地区辐射时空分布研究

为研究西北地区辐射(R_s)时空分布特性,基于西北地区16个辐射站点4个分区(Ⅰ区,新疆北部、甘肃河西走廊中西段、宁夏中北部、内蒙古西部;Ⅱ区,新疆南部;Ⅲ区,青海省;Ⅳ区,甘肃东南部、宁夏南部、陕西关中地区与陕北地区)1995—2015年实测日R_s与日照时数(n)率定?ngstr?m-Prescott(A-P)模型参数a、b,使用A-P模型4种不同参数率定方法(M1:分月率定,M2:分季率定,M3:分半年率定,M4:多年率定),选取其中精度高且简便的方法计算4个分区1961—2015年共55a的R_s,并用云模型描述西北地区R_s时空分布特性,结果表明:(1)各分区4种方法计算的R_s值与实测值在日尺度和月尺度上拟合结果均较好。(2)各分区4种方法计算R_s的RMSE、nRMSE分布相似,MBE略有差异,t检验结果表明Ⅰ区和Ⅲ区使用M1、M2、M3计算的R_s值与实测值无明显差异,Ⅱ区使用M1、M3计算的R_s值与实测值无明显差异,Ⅳ区使用M1、M2计算的R_s值与实测值无明显差异。(3)Ⅰ区R_s时间分布的不均匀性较小但不稳定,Ⅱ区、Ⅲ区R_s时间分布的不均匀性较小且较稳定,Ⅳ区R_s时间分布的不均匀性较大且不稳定。(4)西北地区R_s空间分布不均匀,4个季节均表现为Ⅲ区(青海省)R_s较大;与R_s在时间上的分布特性相比,其在空间上的分布特性更不均匀、不稳定。该研究结果可用于构建完整的西北地区R_s时间序列,为西北地区R_s时空变化研究提供科学参考。     

改进Hargreaves－Samani模型预测广西盆地参考作物蒸散量

准确估算参考作物蒸散量(ET0 )对于区域水资源管理和灌溉决策有着重要意义. Hargreaves－Samani模型(HS)是目前公认结构最简单且精度较高的ET0估算模型.为了进一步提高HS模型预测精度,采用蜂群理论和广西盆地20个气象站(1961—2019年)数据对HS模型全局校准,使用1961—2000年数据对HS...     

滴灌水钾一体化对猕猴桃光合特性的影响

为探明不同滴灌水钾一体化管理对猕猴桃光合特性的影响，以8 a生金艳猕猴桃为试材，设置对照处理CK（在果实膨大期即III期、果实成熟期即IV期灌水量分别为31.2、26.4 m³·667m^-2，施钾量分别为6.0、7.8 kg·667m^-2），在III、IV期分别设置3个亏水水平（即轻度、中度、重度水分亏缺，记为LD、MD、SD，灌水量分别为CK的80%、60%、40%）和2个施钾水平（即低钾、高钾，记为LK、HK，施钾量分别为CK的60%和80%）。结果表明：果实膨大期、果实成熟期不同滴灌水钾一体化处理的光合指标日变化趋势相似；LD处理下叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、瞬时水分利用效率（WUEi）、羧化速率（CE）均随施钾量增加而增大，果实膨大期LDHK处理的Pn、CE较LDLK处理分别高15.71%、16.80%，果实成熟期LDHK处理的Pn、Gs较LDLK处理分别高6.07%、12.76%，差异达显著水平（P<0.05）；SD处理下，除胞间CO₂浓度（Ci）外各光合指标均较CK显著下降（P<0.05）；MD处理下，除Ci、WUEi外各光合指标均较CK显著下降（P<0.05）；施钾量一定时，除Ci、WUEi外各指标均随灌水量增加而显著增大（P<0.05），增幅为11.42%~64.40%；与CK处理相比，果实膨大期LDHK处理Pn提高11.38%（P<0.05），WUEi提高3.06%，CE提高10.83%；IV-LDHK处理Pn提高0.96%，WUEi提高2.00%。综合比较采用果实膨大期LDHK处理及果实成熟期LDHK处理，可在相应生育期节水节肥20%，日光合能力较强，是猕猴桃较适宜的滴灌水钾一体化管理模式。     

西北地区冬小麦腾发量估算模型适用性评价

为实现对西北地区冬小麦腾发量(ET)的准确估算,在对不同生育期ET的影响因子进行分析后分别采用双作物系数模型、单作物系数模型和Priestley-Taylor(PT)模型模拟ET,并以大型蒸渗仪实测ET为标准值对比其精度.结果表明:气象因子是播种-返青(Ⅰ期)和抽穗-乳熟(Ⅲ期)ET的主导因子,作物因子是乳熟-收获(Ⅳ期)ET的主导因子,2种因子对返青-抽穗(Ⅱ期)和全生育期ET的驱动作用相近;Ⅰ期双作物系数模型、单作物系数模型和PT模型的R²分别为0.511 8,0.239 3,0.374 2,RMSE变化范围为0.284 6~0.366 3 mm/d,总体评价指标GPI排名分别为1,3,2;Ⅱ期3个模型的R²均在0.700 0 以上,RMSE为0.540 9~0.844 0 mm/d,双作物系数模型模拟效果最好;Ⅲ期各模型的R²均高于0.600 0,RMSE为0.828 8~1.258 7 mm/d,双作物系数模型GPI排名第1;Ⅳ期3个模型的R²分别为0.799 1,0.671 6,0.270 8,RMSE为0.968 1~1.946 2 mm/d,作物系数模型模拟精度明显高于PT模型;全生育期各模型RMSE为0.551 5~0.893 6 mm/d,双作物系数模型的R²达到0.902 2.     

基于改进Makkink模型的四川盆地参考作物蒸散量估算

为了有效提高四川盆地参考作物蒸散量ET₀的预报精度,选取四川盆地16个代表性气象站点1961-2019年逐日气象数据,基于差分进化算法(DE)对辐射模型的经验参数校准改进Makkink模型并估算四川盆地ET₀,在日、月尺度上对改进的Makkink模型(M1-M6)和Jennsen-Haise(JH)及Irmak(IK)模型评价.结果表明:在日尺度上,改进的Makkink(M1-M6)模型(R²为0.77~0.87)模拟结果比JH和IK模型(R²为0.74~0.76)更精确,改进的Makkink模型中,M4模型估算精度最高,综合性指标GPI中位数为1.05;在月尺度上,改进的Makkink模型模拟结果(误差为3.59~15.71 mm/月)也优于JH和IK模型(误差为6.84~25.31 mm/月),其中M4模型估算精度最佳,综合性指标GPI为1.72.总体而言,推荐以温度和相对湿度作为输入数据的M4模型模拟四川盆地ET₀.