豫北地区参考作物需水量的随机模拟

河南省新乡市1971~2000年共30年的逐旬气象资料,用Penman-Monteith方法计算了逐旬的ET0,并采用时间序列方法,对该地区的ET0进行了分析和模拟,结果表明豫北地区的逐旬ET0变化趋势并不显著,周期性可用Fourier级数加以描述,对随机的变化可建立AR(1)模型。所建立的随机模型能很好的模拟出历年逐旬ET0的变化动向,同时随机模型的建立也为以后该地区实时灌溉预报和农田用水提供依据。     

大型灌区作物需水量计算与气象影响因素分析

依据1981-2012年灌区气象监测数据,基于Penman修正公式建立作物需水量数学模型,预测大型引黄灌区农作物生长发育期间的作物需水量,分析作物需水量与各气象因子之间的关系。研究表明:灌区小麦、棉花和玉米3个主要作物需水量变化规律性比较明显,其中小麦年内需水量最大值在5月,棉花和玉米的年内需水量最大值在七八月;灌区主要作物波动变化周期具有较好的一致性,小麦、棉花和玉米在15和20a时间段均出现明显的波动;作物需水量主要受平均风速、平均相对湿度、日照时数的影响,主要影响作用大小为平均风速平均相对湿度日照时数。     

建三江主要作物需水量变化趋势与关键影响因子识别

基于建三江垦区1995—2018年逐日气象数据,采用Penman-Monteith公式结合单作物系数法计算其主要作物水稻、玉米、大豆生育期的需水量,利用去趋势预置白(TFPW)的Mann-Kendall(TFPW-MK)研究3种作物需水量变化特征,并通过重标极差(R/S)分析法预测作物未来需水量变化趋势;借助通径分析法研究6个气象因子与作物需水量的相关性,识别了作物需水量变化的关键影响因子,并分析了关键影响因子变化与作物需水量变化趋势间的关系。结果表明：建三江垦区主要作物水稻、玉米、大豆全生育期需水量存在显著差异,3种作物多年平均需水量分别为484.84、425.91、319.11 mm;影响水稻、玉米和大豆需水量的关键影响因子为平均气温、净辐射和日照时长,对作物需水量有明显增进作用;风速、相对湿度通过与其他因子协同作用对作物需水量有一定限制作用;在1995—2018年时间序列中,水稻和大豆的全生育期作物需水量呈上升趋势,玉米的全生育期需水量呈下降趋势;未来,水稻和大豆全生育期需水量呈上升趋势,玉米全生育期需水量呈降低趋势。研究可为该垦区作物灌溉水量分配和灌溉制度的制定提供决策依据。     

作物需水量模糊决策系统的设计与研究

设计了由作物蒸腾量和土壤湿度共同来确定作物需水量的模糊推理系统。该系统以作物蒸腾量和土壤水势为输入，以作物需水量为输出，通过对输入变量的模糊化、模糊推理和解模糊化，获得了在一定的作物蒸腾量和土壤水势下作物的需水量。仿真实验结果表明，该系统能快速、准确地计算出作物的需水量，因而应用到灌溉管理工程中很有实用价值。     

甘肃景泰提水灌区作物需水量与灌溉制度研究

依据甘肃景电一期灌区节水改造规划，利用当地19年的逐日气象资料，计算了灌区不同水平年的作物需水量和净灌溉需水量。利用计算机模型对灌区主要作物的现行灌溉制度进行了模拟和评价，并针对现行灌溉制度中存在的主要问题提出了改进方案。     

作物需水量计算模型组件研究与应用

作物需水量的计算在农业用水、水资源与环境评价、作物生长模拟等方面的研究应用有着重要作用,国内外已形成了众多的研究成果与计算方法。通过对目前比较成熟的作物需量计算方法进行收集和筛选,在不同计算模型的特点和适应性分析基础上,对模型进行分类和归集,采用COM技术研究建立了通用性强、应用面广、内容齐全的计算模型组件。模型组件包...     

北疆地区棉花生育期需水量变化特征及成因分析

探讨北疆地区棉花生育期需水量和灌溉需水量的变化趋势进而分析了变化趋势与气象因子的关系.选用北疆26个气象站1961-2016年的逐日气象数据,参考作物蒸散量计算方法和相关作物系数,计算北疆棉花56 a来的作物需水量和灌溉需水量,并分析了对气候变化的响应.结果表明:近56 a北疆地区棉花需水量和灌溉需水量都呈下降趋势,尤...     

基于RBF神经网络与BP神经网络的核桃作物需水量预测

采用RBF网络与BP网络的方法,利用MATLAB工具箱并结合气象资料中的相对湿度、平均气温和太阳日辐射量,建立了预测核桃作物需水量的神经网络预测模型.两种预测模型通过实例证实了预测的准确性,并且将这两种网络模型进行了比较分析.RBF神经网络预测作物需水量的绝对误差平均值为0.254 7 mm/d、相对误差平均值为5.47％,BP神经网络预测作物需水量的绝对误差平均值为0.320 6mm/d、相对误差平均值为6.97％,由此可见,RBF网络预测的精度比BP网络高.并且,通过程序记时显示RBF网络训练用时0.063 0 s,比BP网络训练所需的时间要短的多,因此RBF神经网络具有较好的实用价值,实现了精度与实用性的统一.     

地表太阳辐射经验值对参考作物需水量计算的影响

针对中国太阳辐射站点观测数据较少的客观条件,以联合国粮农组织(FAO)建议的通过Angstrom公式及其参数计算的地表太阳辐射(R_(s-c))对中国九大农业区基于Penman-Monteith(PM)公式计算的参考作物需水量(ET_(0-PM))的影响为目标,利用中国地面气候资料月值数据集和中国辐射月值数据集中的112个站点1957年1月—2017年3月的气象要素逐月有效观测日均值数据,通过对比分析和相关分析,讨论了站点R_(s-c)与观测的地表太阳辐射(R_(s-o))的时空差异,以及二者分别输入PM公式获得的ET_(0-c)和ET_(0-o)的时空差异。结果表明:基于年内时空尺度的各农业区R_(s-c)和R_(s-o)存在显著且不稳定的差异,R_(s-c)直接替代R_(s-o)参与计算ET_(0-c)可能出现较大的误差。基于R_(s-c)和R_(s-o)分别计算的ET_(0-c)和ET_(0-o),无论是在全国,还是各个农业区,均存在显著的线性相关性,R~2超过0.67,ET_(0-c)平均值只有0.06～0.26 mm/d的误差。考虑中国的农业地域类型,应对北方地区的春旱灌溉需求,可以直接以R_(s-c)计算获得ET_(0-c),而在全国范围内的夏季伏旱期,输入R_(s-c)计算的ET_(0-c)比输入R_(s-o)计算的ET_(0-o)偏大。在高精度的节水农业应用中,建议研究相应的校正模型对夏季ET_(0-c)进行校准。     

贵州地区主要作物需水规律与作物系数的研究

为了明确西南地区主要作物的需水规律和作物系数,根据贵州省修文县中心试验站2012年水稻、冬小麦、玉米、油菜和烤烟的田间试验资料,依据田间水量平衡方程和FAO-56Penman-Monteith公式计算出贵州地区主要作物需水量以及参考作物需水量,并对主要作物在不同灌溉模式下的需水规律和作物系数进行了研究。试验结果得出,贵州地区的水稻、玉米、冬小麦、油菜和烤烟在充分灌水条件下全生育期的作物系数分别为1.47、0.97、1.39、1.06和0.97,且各种节水灌溉模式均具有一定的节水效果,各处理条件下的玉米、冬小麦和烤烟的需水规律较一致,抽雄期、拔节抽穗期和旺长期分别是玉米、冬小麦和烤烟的生长旺盛期,需水量分别达70.42~96.14、90.7~97.4和182.49~238.34mm,而水稻和油菜的需水规律受灌溉模式的不同有所影响。研究结果以期为贵州地区农业节水灌溉和灌区水资源配置提供一定的科学依据。     

河西绿洲灌区主要作物需水量及作物系数试验研究

利用Penman-Monteith公式计算了甘肃张掖绿洲主要作物各生育期参考作物蒸散量,利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,并计算比较了充分灌溉和非充分灌溉条件下不同生育期作物需水特征,确定了非充分灌溉条件下主要作物的作物系数。结果表明,非充分灌溉条件下,主要作物各生育期需水规律和充分灌溉具有一致变化趋势。非充分灌溉条件下,小麦、玉米、马铃薯全生育期作物系数平均值分别为0.81、0.7和0.73。在全生育期当中,随生育期的延续,主要作物叶面蒸腾比例逐渐增大,棵间蒸发逐渐减少。     

小子粒精少量排种器排种过程动力特性分析

针对研制的小子粒精少量播种机核心部件——多头异型螺旋槽排种器的设计参数确定,对小子粒种子在整个排种过程充种区、护种区和排种区的运动状态、受力情况和运动参数等动力特性进行了分析,并对多头异型螺旋槽及排种轮的几何参数进行了动力选择,以及比较分析了竖放形式的情况。获得了在正常播种行进速度下优化的排种轮设计参数,为小子粒精少量播种机设计提供了依据。      

山东省粮食产量波动的多时间尺度分析

以小波分析为基础,对1949～2005年山东省粮食产量波动进行了多时间尺度分析.研究结果表明:56年来,山东省粮食产量波动具有明显的3年、11年、27年的特征时间尺度和相应的周期性振荡特征,且有逐步增加之势,即粮食产量波动渐趋稳定;小波方差分析发现,山东省粮食产量波动具有明显11年和27年的主要周期,27年周期尤为显著;综合3年、11年和27年等3个时间尺度上小波系数的演变趋势发现,无论在大尺度还是小尺度上,未来几年内山东省粮食产量将进入新一轮减产期.针对粮食产量波动的未来演变趋势,分析了其中一些原因并提出相应建议,以期能引起决策部门和有关专家对粮食安全的注意.     

水足迹视角下黑龙江省粮食生产用水分析

运用水足迹理论,计算黑龙江省各地区2007—2012年的粮食水足迹,分析其粮食作物用水情况。结果表明:黑龙江省粮食生产用水量巨大,粮食作物灌溉用水量存在逐年增加的趋势,用于粮食生产的灌溉用水量占黑龙江省水资源消耗量的绝大多数。黑龙江省各地区的粮食水足迹在空间分布上存在显著差异,大体上呈东北部高,西南部低的趋势;粮食蓝水足迹明显低于绿水足迹,粮食生产对绿水的依赖度较高。黑龙江省粮食水足迹整体上小于单产需水量,部分地区粮食作物生产过程中缺水现象严重。空间自相关分析显示,黑龙江省2007—2012年的粮食绿水足迹和蓝水足迹均存在相似值之间的空间聚集性。黑龙江省农垦总局的粮食产量较高,但粮食蓝水足迹比例较高,粮食生产比较依赖灌溉水资源,水资源消耗量较大。由于2009年粮食作物单位面积产量显著降低,使得2007—2012年被分成2007—2008年和2009—2012年2个不同的时期,粮食水足迹在2个时期均存在逐年降低的趋势,粮食生产的用水效率逐年升高。     

基于灌溉需求指数的滇中地区烤烟需水量时空变化分析

基于云南省滇中地区4个国家气象站点逐日气象资料和烤烟不同生育期作物系数,根据FAO 56推荐的Penman-Monteith公式和单作物系数法,计算了滇中地区近58 a(1956—2013年)参考作物蒸发蒸腾量、烤烟净灌溉需水量及净灌溉需求指数,分析了滇中地区烤烟生育期净灌溉需水变异特征;利用GIS普通克里金法,对滇中地区烤烟需水量、净灌溉需水量和净灌溉需求指数进行空间分布分析;采用通径分析法研究灌溉需求指数变化成因。研究结果表明,滇中地区烤烟净灌溉需求指数随生育期变化逐渐减少,即伸根期、旺长期、成熟期;其中,净灌溉需求指数大于零的年数占54%,表明烤烟区在平水年条件下需人工灌溉补给;影响净灌溉需水量最主要的气象因子为降水量。     

宁夏主要农作物生产水足迹及其变化趋势研究

【目的】探讨宁夏地区2008—2017年作物生产水足迹及其变化趋势为调整宁夏地区农业用水结构以改善水资源短缺问题提供理论依据。【方法】基于水足迹理论,本文利用气象和农业有关数据,对宁夏回族自治区2008—2017年主要农作物的生产水足迹进行了量化处理,并结合气象因素与作物产量,对其进行了时空分布及变化趋势分析。【结果】①宁夏地区10年研究期间各作物的生产水足迹总体上呈减小趋势,在5种主要农作物中,大豆的平均综合生产水足迹最大,为4.51 m^3/kg,玉米的平均综合生产水足迹最小,为0.91 m3/kg;②各作物蓝绿水足迹比例最高的是稻谷,为5∶1,最低的是大豆,为1.4∶1;③10年研究期各地区综合作物生产水足迹大小排序为:吴忠市(15.58m^3/kg)>中卫市(13.71m^3/kg)>石嘴山市(12.77m^3/kg)>银川市(9.46m^3/kg)>固原市(8.21m^3/kg);④各地区蓝绿水足迹比例从南到北依次递增,固原市最小为1.2∶1,石嘴山市最大为5∶1。【结论】在水资源十分缺乏的宁夏地区,需根据各作物耗水规律适当调整种植结构、灌溉模式等减少农业用水量以缓解水资源短缺问题。     

基于不同环境下的河南省典型区域土壤田间持水量研究

土壤田间持水量是衡量土壤墒情和干旱程度的一个重要指标。由于田间持水量的测定环境不同,如季节、环境等因素,可能导致相同区域的土壤其测定结果也不相同。通过颗粒分析实验,确定了全省122处人工墒情站的土壤类型,并从中选取了3个不同土壤类型的站点开展不同季节不同环境下的田间持水量试验。结果表明:①从全省范围来看,河南省的土壤以壤土类型为主,在防汛抗旱时要充分考虑该种土壤类型的蓄水特性;②通过分析试验数据可以得到,其田间持水量与干容重呈现线性反比关系;③3种土壤在不同的季节及实验室温度环境下,田间持水量测定结果差别不大,因此可以得出田间持水量基本不受温度季节的影响的结论。     

辽宁省主要作物播种面积变化规律分析

利用1980-2012年间的统计数据,对辽宁省主要作物播种面积变化规律进行分析。结果表明：农作物播种总面积呈现小幅度增加的趋势,主要是随粮食作物播种面积的增加而增加的。粮食播种面积基本稳定,近年略有增加,主要是由水稻和玉米面积增加导致的;经济作物表现为波动趋势,其中油料作物呈现出较为强烈的波动,主要是由花生和向日葵面积变化导致的。     

商丘试区水资源需求与粮食安全分析

商丘试区是我国粮食主产区,但水资源匮乏。在考虑人口增加、城市化影响、耕地面积逐年递减和试区经济发展的前提下,对当前和未来商丘试区各行业的需水进行了全面的预测,对不同水平年的粮食安全进行了分析,探讨试区水资源和粮食安全的发展战略,为合理开发水资源和粮食安全提供科学依据。