智墒在云南省农业用水效率监测中的应用研究

为分析智墒在云南省土壤墒情监测中的适用性,推广智墒监测技术在云南省用水定额和灌溉水有效利用系数中的应用,在云南元谋作物需水试验区,采用烘干法对试验小区的土壤水分进行实测,并与智墒同步监测的土壤含水量数据进行对比分析,总结分析智墒的主要功能。研究表明智墒适用于云南省土壤墒情的监测,其误差的绝对值均小于±3.5%。智墒能够实时监测土壤含水量连续变化,自动计算作物逐天的实际耗水量Et和参考作物蒸发蒸腾量ET0、能够动态反映出土壤中的有效储水量和蓄水潜力、识别当前作物的虚拟根系深度和分层计算逐天逐层耗水量及耗水比例、准确计算灌溉水有效利用系数等。研究结果能够为智能精确灌溉提供一定的参考价值。     

基于TRMM降水数据的云南干旱分析

根据2008~2012年TRMM3B43降水数据,通过计算TRMM降水距平和累积降水距平,分析云南省不同时间尺度下干旱的时空分布特征。结果表明,云南省干旱受降水影响显著,干旱主要发生在1、2、11和12月,其中特旱主要出现在11和12月,重旱主要出现在11、2、12和1月,中旱主要发生在12和2月,轻旱主要发生在2月,而在干旱频发月份中,干旱主要出现在滇中和滇西南地区;从云南省干旱累计来看,干旱主要出现在10月~次年1月,且主要出现在滇中地区;TRMM数据可用于中长期的旱情监测与评估,相对站点实测数据更适合于大尺度空间上宏观性的干旱监测。     

气候变化下滇中地区水稻需水量与灌溉需水指数时空变化研究

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（ET_c）、有效降雨量（P_e）、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ET_c、P_e、IR和IRI平均值分别为546.34、235.96、310.38 mm和0.57，ET_c和P_e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%。ET_c减小趋势主要集中在滇中I-2区和干热河谷Ⅵ区，P_e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，ET_c、P_e和IRI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ET_c呈分蘖期>抽穗开花期>乳熟期>拔节孕穗期>返青期>黄熟期，P_e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ET_c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，P_e和IRI则呈相反的变化特征。P_e是影响ET_c、IR和IRI变化的主导因素。     

昆明市气温日较差变化特征及其对作物生长的影响

【目的】探究气候变化对作物生长的影响。【方法】利用1961—2013年昆明市及其周边24个气象站点逐日最高和最低气温资料,计算了昆明地区的气温日较差(DTR),分析了DTR的时空变化特征及其与作物生长期(GSL)和作物产量的关系。【结果】1961—2013年昆明市年平均DTR呈显著减少趋势,减少幅度为0.134℃/10 a,通过M-K检验得到年平均DTR突变年份约为1986年,且1991年以后DTR呈极显著减小趋势,春季、秋季和冬季DTR呈减少趋势,其中春季DTR减少幅度最大,秋季DTR减少幅度最小,夏季DTR则呈上升趋势;不同时间段上DTR整体上呈现出由东南向西北递增的分布特征,且年平均、春季、秋季和冬季DTR减少幅度基本上呈东高西低的趋势,夏季DTR上升幅度较大的地区主要集中在中南部,减少幅度较大的地区主要集中在东南部和东北部;DTR与GSL基本呈负相关,且春季DTR变化对GSL影响较为显著;昆明市玉米气候产量整体呈增长趋势,且由中部向西北部和东南部气候产量增加趋势越来越显著,相对气候产量与不同时间段内的DTR呈显著或极显著相关。【结论】春季、秋季和生育期DTR减小,夏季DTR增大,均能够促进作物增产。     

抚仙湖水质评价及其变化特征分析

基于2008—2014年抚仙湖5个监测站的水质监测资料,开展水体污染程度评价,并分析各水质指标的变化特征,结果表明:2008—2014年抚仙湖各监测站水体综合污染指数均呈先上升后下降的趋势,汛期水体污染指数明显高于非汛期和全年平均,且在空间上呈现出北高南低的趋势。抚仙湖总体水质为I类水,但总磷和总氮浓度的变化较为明显,其中总氮浓度上升的趋势较为显著;在月际变化方面,各指标浓度最高值出现的时间相对于降水最多月份(6—8月)滞后1个月,即7—9月,而最低值出现时间与降水最少月(12月至次年2月)基本吻合。     

不同灌溉方式对生菜蒸发蒸腾量及作物系数的影响

为了解云南省滇中地区生菜生育期内蒸发蒸腾量、作物系数、水分利用效率对微喷灌、不覆膜滴灌和覆膜滴灌的响应规律,于2020年11月至2021年1月、2021年11月至2022年1月在云南省灌溉试验中心站开展了生菜灌溉试验。结果表明：对于蒸发蒸腾量及日蒸发蒸腾强度而言,在全生育期及各生育阶段覆膜滴灌模式下最大,其次为不覆膜滴灌,最小为微喷灌。覆膜滴灌、不覆膜滴灌和微喷灌模式下全生育期蒸发蒸腾量,2020年分别为82.1、60.2和52.0 mm;2021年分别为88.4、77.2和72.8 mm。生菜作物系数,在全生育期覆膜滴灌模式下最大,其次为不覆膜滴灌,最小为微喷灌;在各生育阶段,不同年景生菜作物系数变化规律存在差异。受灌溉方式的影响,覆膜滴灌下的生菜产量及水分利用效率大于不覆膜滴灌和微喷灌,不覆膜滴灌下的生菜产量及水分利用效率大于微喷灌。覆膜滴灌、不覆膜滴灌和微喷灌模式下生菜水分利用效率,2020年分别为45.65、42.01和41.58 kg·m^-3,2021年分别为50.33、45.86和36.82 kg·m^-3。     

昆明市气温日较差变化特征及其对作物生长的影响北大核心CSCD

【目的】探究气候变化对作物生长的影响。【方法】利用1961—2013年昆明市及其周边24个气象站点逐日最高和最低气温资料,计算了昆明地区的气温日较差(DTR),分析了DTR的时空变化特征及其与作物生长期(GSL)和作物产量的关系。【结果】1961—2013年昆明市年平均DTR呈显著减少趋势,减少幅度为0.134℃/10 a,通过M-K检验得到年平均DTR突变年份约为1986年,且1991年以后DTR呈极显著减小趋势,春季、秋季和冬季DTR呈减少趋势,其中春季DTR减少幅度最大,秋季DTR减少幅度最小,夏季DTR则呈上升趋势;不同时间段上DTR整体上呈现出由东南向西北递增的分布特征,且年平均、春季、秋季和冬季DTR减少幅度基本上呈东高西低的趋势,夏季DTR上升幅度较大的地区主要集中在中南部,减少幅度较大的地区主要集中在东南部和东北部;DTR与GSL基本呈负相关,且春季DTR变化对GSL影响较为显著;昆明市玉米气候产量整体呈增长趋势,且由中部向西北部和东南部气候产量增加趋势越来越显著,相对气候产量与不同时间段内的DTR呈显著或极显著相关。【结论】春季、秋季和生育期DTR减小,夏季DTR增大,均能够促进作物增产。     

夏秋两季露地生菜耗水规律及作物系数

为了探究云南滇中地区夏、秋两季露地生菜耗水规律及作物系数,为该区域生菜生产提供更好的灌溉保障,于2019年在云南省灌溉试验中心站大田进行了夏季和秋季生菜耗水试验。采用水量平衡、Penman-Monteith公式计算了夏、秋季露地生菜耗水规律、作物系数,分别对其耗水量的影响因素进行了通径分析。结果表明：夏季和秋季生菜全生育期耗水量分别为76.47、44.54 mm,夏季生菜团棵期、莲座期、结球期、成熟采摘期的日耗水强度分别为0.74、1.23、2.26、2.52 mm,秋季生菜分别为0.40、0.73、0.86、1.15 mm;夏季生菜各生育期作物系数分别为0.17、0.31、0.74、0.75,而秋季生菜分别为0.18、0.25、0.37、0.81;夏季生菜耗水量的主要影响因素是0~40 cm平均土壤温度和降雨量,秋季生菜耗水量的主要影响因素是0~40 cm平均土壤含水率、日照时数。该试验得出了夏、秋季生菜作物系数,为云南滇中地区生菜灌溉定额和灌溉制度的制定提供一定的科学依据。     

滇中地区作物生长期时空变化特征及影响因子分析

为了探究气候变化对作物生长期的影响,根据1964—2013年滇中地区49个气象站点逐日的最高气温、最低气温和降水数据,采用M-K检验和小波分析,研究了滇中地区作物生长期的时空变化特征及其影响因素。结果表明,(1)滇中地区多年平均作物生长期(GSL)为362.58 d,1964—2013年GSL、无霜日和Tmin均呈显著上升趋势,其中GSL增幅约为0.371 d/10 a,Tmax呈微上升趋势,降水量则呈显著减少趋势,而通过M-K检验得知滇中平均GSL突变时间约为1988年,1999年后呈显著上升趋势,并具有9 a和25 a的周期变化;(2)滇中地区作物生长期空间上表现出中部高,东西低的分布特征,且GSL上升趋势从中南部向东西部越来越明显,尤其是东北部和西北部均呈现出显著上升的趋势;(3)GSL与无霜日和Tmin表现出极显著正相关性关系,且GSL变化受Tmin影响最为显著。     

基于干燥指数的近45年云南滇中地区干湿状况的变化特征

基于1970—2014年云南省滇中地区9个气象站点的气象数据,以Penman-Monteith公式为基础计算干燥指数,结合M-K检验法和5 a滑动平均法,分析了滇中地区干湿状况的时空变化规律。结果表明:（1）滇中地区实际蒸散量与潜在蒸散量呈显著正相关关系,说明Penman-Monteith公式计算的潜在蒸散量适合滇中地区;（2）滇中地区干燥指数多年平均值为1.55,属于半干旱区,近45年干燥指数整体呈上升趋势,上升幅度约为0.063/10 a,春季干燥指数呈减小趋势,减小幅度约为0.025/10 a,夏季、秋季和冬季均干燥指数呈上升趋势,其中秋季呈现显著上升趋势,上升幅度依次为0.024/10 a,0.111/10 a,0.476/10 a,M-K检验结果表明干燥指数发生突变的时间主要集中在20世纪70年代中前期和2009年左右;（3）滇中干燥指数受降水影响最为显著,整体上呈中间高,东西低的分布特征,冬季最干,春季较秋季干,夏季最湿;（4）在年尺度上变干趋势由中西部向东部越来越明显,春季变湿趋势由东部向中西部越来越明显,夏季变干趋势由中间向东西部越来越明显,秋季变干趋势由西北向东南越来越明显,冬季变润区主要分布在中部、东北部和东南部,变干区主要分布在西北部。