新疆气候干湿变化特征及其影响因素

基于新疆56个气象站1961—2019年逐日地面观测数据,分析了过去59 a间新疆干湿变化特征及其成因,主要结论如下：(1)新疆正经历显著的由干向湿的转变。在1961—2019年期间,区域平均干燥度指数(Aridity Index,AI)以0.01·(10a)^-1的速率上升(P<0.01),并于1987年前后发生突变。全区呈显著上升趋势的站点占比为57.1%。(2)1961—2019年间新疆年降水量以8.6 mm·(10a)^-1的速率显著增加,突变时间与AI突变时间一致。年参考作物蒸散量(reference evapotranspiration,ET₀)在1961—2019年可检测到显著的下降趋势,变化速率为-15.7 mm·(10a)^-1。但值得注意的是,年ET₀在1990年前后发生转变,1990年以前持续下降,1990年后转为波动上升。(3)ET₀的变化主要受风速与相对湿度两种气候因子的控制。在1961—2019年间,全区风速基本呈下降趋势,有接...     

川中丘陵区参考作物蒸散量时空变化特征与成因分析

为深入认识川中丘陵区参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)变化特征,使用联合国粮农组织1998年推荐的Penman-Monteith公式计算川中丘陵区13个气象站点近52 a(1961-2012年)的逐日ET0,利用GIS克里金插值法和Mann-Kendall趋势检验法分析川中丘陵区ET0时空变化特征;在此基础上,使用基于通径分析原理的指标敏感性分析方法研究ET0的变化成因。结果表明:近52 a来川中丘陵区ET0年际间整体下降明显,ET0年内变化呈单峰曲线,主要集中在每年3-10月,占全年ET0的85.82%;ET0空间分布整体上呈现自东北、东南向中部递减趋势;在指标敏感性分析中,分别去掉日照时数(n)、风速(u2)、相对湿度(relative humidity,RH)和温度(T)后,剩余3个气象因子对回归方程估测可靠程度(E)由0.89分别降为0.596、0.81、0.84和0.88,表明ET0对n最为敏感,其次为u2、RH和T。因此,日照时数和风速是引起川中丘陵区ET0变化的最主要气象因子,相对湿度次之,温度对ET0的影响最小。当使用各季度平均温度代替逐日温度计算ET0时,各季度估算结果同实际计算结果间决定系数分别达到了0.93、0.97、0.96和0.94,表明估算精度较高,因此在资料缺乏情况下可以使用各季度平均温度替代温度计算ET0。该研究可为川中丘陵区的农田水分管理提供科学依据。     

极端干旱区葡萄园蒸散量的日间变化研究

利用波文比能量平衡法对新疆吐哈盆地葡萄园葡萄蒸散量进行了测定.结果表明,在晴朗无云的条件下,葡萄蒸散速率日变化呈单峰型.蒸散从8:00时以后出现,迅速增加,到13:00-14:00时达到峰值,随后蒸散速率迅速下降.净辐射对植物蒸散起决定作用,蒸散速率的变化趋势与净辐射变化基本一致,其日变化具有相同的峰型.在干旱区,热量垂直传输的昼夜变幅较大,净辐射的大部分能量用于土壤蒸发和植物蒸腾,因而日间蒸散速率的变化趋势与净辐射变化基本一致.葡萄蒸散量随风速的增加而增加,当风速超过4m/s时,由于风速的变化引起水汽压差的变化紊乱而导致蒸散速率变化过程比较复杂.相关分析表明,环境因子对蒸散速率影响的贡献依次为:净辐射>风速>空气温湿度.     

基于蒸散平衡的封闭式温室节水效果分析

为了更好地提高温室的节水潜力,以西班牙的封闭式温室（Watergy项目）为研究对象,系统介绍了温室的闭路结构、节水节能与水处理等特点;以蒸散为基本原理设计2套水平衡公式,评估了温室的内外2套水平衡系统,论证了温室提高纯净水的可能性。结合试验期内的农作物产量,综合评价了封闭式温室的节水与农业生产能力。以2个月为试验周期,计算出总输入水量与总输出水量之差为244 L,节水效果明显。农作物产量方面,同一时期种植的四季豆的水分生产效率要比同期在开放温室中生长的类似作物高出5倍（51 kg/m3）。最后提出了提高纯净水产量的几点建议并分析了封闭式温室的应用前景与问题。     

喷灌对冠层水汽交换的影响

以冬小麦为研究对象,研究了喷灌对冠层内外水汽交换的影响。研究结果表明喷灌影响了冠层内外水汽交换的过程。喷灌对冠层顶部的蒸发力影响不显著,对冠层内的蒸发力影响较大,喷灌冠层内的农田蒸发力小于地面灌冠层内同一高度的农田蒸发力。在地面灌和喷灌同时灌溉的情况下,地面灌农田的土面蒸发量大于喷灌农田;与白天相比,夜间地面灌和喷灌农田的土面蒸发都大大减少。喷灌农田的作物蒸散量通常小于地面灌农田。喷灌小麦晚上出现凝结水的量大于地面灌农田。     

森林生态系统主要水文过程研究进展

森林蒸散、土壤水分运移和土壤含水量动态变化等主要水文过程是森林生态系统水文循环的重要组成部分，对评价森林生态系统耗水、水土保持和水源涵养能力等有重要意义。笔者总结目前森林生态系统主要水文过程的研究进展，主要包括森林蒸散过程（林冠截留、林分蒸腾和林下蒸散）、土壤水分运移过程（土壤入渗、产流）和土壤含水量动态3个方面，同时对今后森林水文过程研究提出建议。     

华北土石山区荆条潜在蒸散量及作物系数分析

[目的 ]研究荆条灌丛的潜在蒸散量及作物系数变化趋势，为半干旱区水资源管理及植被建设提供依据。[方法 ]利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外观测站2021年5—10月份的蒸渗仪数据、逐日气象数据、荆条叶面积指数(LAI)及新梢生长量数据，利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0)，分析生长状况基本一致、水分充足条件下的荆条不同生育期的潜在蒸散量、作物系数的变化趋势及其与生长指标的关系。[结果 ](1)在荆条生育期内，ET0值整体呈下降趋势，5、6月份较高，7月份后开始下降，ET0总值为630.86 mm，日均值为3.43 mm·d^-1。(2)荆条生育期内荆条灌丛的潜在蒸散量呈抛物线式变化，表现为开花期最大，总值为336.26±18.19 mm，日均值为5.51±0.30 mm·d^-1；结果期和展叶期次之，落叶期最小，总值为41.57±3.61 mm，日均值为1.98±0.17 mm·d^-1；整个生育期的总值为716.47±40.21 mm，日均值为3.89±0.22 mm·d^-1     

基于SPEI的陕西省干旱特征及其对玉米产量的影响

基于陕西省1971-2020年32个气象站实测气象资料，计算不同尺度玉米生育期标准化降水蒸散指数（SPEI），利用旋转正交经验函数法、趋势分析法和小波分析法分析玉米不同生育期的干旱时空特征。结合陕西省9地区1990-2020年玉米单产数据，借助HP滤波法分离出玉米气象产量，采用交叉小波分析和线性回归法分析了干旱对玉米气象产量的影响。结果表明：(1)研究区干湿空间分布在玉米生育期可划分出关中、延安、榆林和陕南西南部4个干旱敏感区域；(2)在1971-2020年内，全生育期关中、榆林和延安地区呈干-湿交替变化，1990s末陕西大部分地区干旱较严重；(3)铜川、宝鸡、咸阳和渭南地区玉米气象产量与花丝期干湿状况密切相关，其余地区受全生育期干湿状况影响最大。玉米气象产量与干旱状况呈显著的正相关，且在1994-2000年存在1～4 a的共振周期；(4)榆林、铜川和渭南地区玉米气象产量随SPEI值增大而增加，而延安、宝鸡、咸阳、安康、汉中和商洛当SPEI值大于1.6或小于-0.4时会发生轻度及以上程度的减产。     

青海草地生态系统水分利用效率特征及其影响因素分析

水分利用效率(Water use efficiency, WUE)是深入理解生态系统碳水耦合的重要指标。本研究基于卫星遥感数据及青海草地系统分类数据，分析2000—2018年青海草地生态系统WUE变化特征，探讨净初级生产力(Net primary production, NPP)、蒸散(Evapotranspiration, ET)和气候因子对WUE年际和年内的变化影响。结果显示：2000—2018年，青海草地WUE均值为0.48 g·kg^-1,其中，62.0%的区域WUE显著减小(P<0.05)。年际尺度上，WUE受ET、降水量、风速和地表温度的影响，其中与ET呈显著负相关关系(P<0.1,R²=0.45)。月尺度上，WUE受ET,NPP、水热等气象条件影响，其中WUE与ET和NPP呈极显著正相关关系(P<0.01),其相关系数R²分别为0.90和0.49;月WUE与气温、降水量、地表温度、水汽压、空气相对湿度极显著正相关(P<0.01),其相关系数R²均大于0.55。本研...     

基于称重式蒸渗仪的辽西花生需水量及作物系数研究

准确掌握辽西花生全生育期及各发育阶段需水量，及时准确预报其蒸散量，对优化水资源管理和开展花生精准气象服务具有重要意义。本研究依托锦州农业气象试验站，基于2022年大型称重式蒸渗仪观测数据，确定花生各发育阶段需水量；通过应用单作物系数法修正花生作物系数至旬尺度，进而提高花生蒸散模拟准确性。结果表明：花生全生育期总需水量385 mm,各发育阶段需水量为下针-结荚期>结荚-成熟期>开花-下针期>播种-开花期；花生作物系数k_c在花生出苗后开始增加，在下针-结荚期达到最大，随后开始减小。本研究对逐日作物系数k_c值进行旬平均，进而给出花生作物系数旬值；与FAO56推荐作物系数比较，作物系数修正后可以提高3.6%的蒸散模拟准确性。本研究为花生节水灌溉和开展精准蒸散预报服务提供了理论依据。