新疆水分区划及农业开发潜力的估算

水分资源是重要的农业气候资源。一般用干燥度或湿润度来评价。它可以相对地反映地区间干湿程度的差别,与自然景观和农业生产状况结合分析,可用以划分农业气候区域。然而在干旱的灌溉农业区,由于降水特少,用0.16∑t 与降水量的比值表示的干燥度可达到60以上,将其分为不同量级用作农业气候区划指标,对农业生产已不可能有任何指导意义。在这里,农田的湿润状况不仅取决于农田蒸散量和降水量,还取决于灌     

甘肃陇东黄土高原陆面实际蒸散测算方法比较研究

为了更好地研究甘肃黄土高原比较接近实际蒸散的估算方法,运用西峰农业气象试验站1981~2010年土壤湿度测量资料及西峰国家基准气象站蒸发、气温、降水、相对湿度、日照时数、风速等资料。分析了实际蒸散变化特点及与蒸发量、彭曼方法蒸散量计算值及降水量的关系。结果表明,1981~2010年100 cm土层实际蒸散量存在着13年的周期变化。30 cm、50 cm土层实际蒸散量分别占100 cm土层实际蒸散量96%和98%。3~6月、10~11月,蒸散量大于降水量,为土壤的失墒期;7~9月,降水量大于蒸散量,为土壤收墒期。降水量拟合实际蒸散量效果较好,其次为蒸发量及彭曼蒸散量。浅层贮水量与实际蒸散量相关性比深层显著,蒸散对上层土壤水分的影响较大。     

由瞬时遥感蒸散量估算农田蒸散日总量的模式

在农田蒸散量日变化规律的基础上，导出了一个由瞬时遥感蒸散量估算农田蒸散日总量的计算模式。并用吴忠春小麦和民勤棉花的田间试验资料对导出的公式进行了验证。结果表明，利用真太阳时９：００～１５：００之间一日一次的瞬时遥感蒸散量由该模式可以较地的估算农田蒸散日总 量。     

莱州湾地区蒸散量研究

利用莱州湾地区及其周围气候站１９８１－１９９０年地面气象观测资料，计算了该区域９种下垫面的实际蒸散量，分析了实际蒸散量的时空变化规律，并探讨了蒸散量和降水量之间的关系。     

中国农田水分盈亏分区

<正> 一、农田水分盈亏量计算方法及其分布以农田降水量(R)与农田作物最大蒸散量(ETm)之差值定义为农田水分盈亏量(ΔW),则有ΔW=R-ETm其中,ETm=KcET_0。Kc 为作物系数,本文取 Kc=1。ET_0为参考蒸散,相当于彭     

黄土高原南部农田水量平衡分析研究

本文依据长期田间实验资料,分析了黄土高原南部裸地及农田水量平衡特征,研究了不同水文年对其影响,得出在平水年年蒸散量与降水量呈平衡状态;在干旱年份年农田蒸散量远大于裸地,说明农田具较高的调节能力,有利于作物生长,干旱年作物影响到农田水量平衡的全过程。干旱年农田水量平衡值为负。台塬区作物(冬小麦)对农田水量平衡的强烈影响为3～5三个月;高原区为4～6三个月;与作物发育相一致。无论平水年还是丰水年,作物对年农田水量平衡值仅在作物旺盛生长时期有较大影响。高原区裸地、农田年蒸散量均高于台塬区,干旱年高原区农田蒸散量与平水年相等,说明高原区更利于作物的生长。     

冬小麦拔节抽穗期作物系数的研究

在2000～2004年4个冬小麦生长季节研究了冬小麦拔节抽穗期农田蒸散量和参考作物腾发量（FAO56 PM方法计算）的关系，以及作物系数和叶面积指数及作物株高的关系。研究发现在冬小麦拔节抽穗前期，参考作物腾发量要大于或者接近于农田蒸散量，而在后期则要明显小于农田蒸散量。作物系数随着叶面积指数的增加和株高的增加而增加。用2003和2004年的数据回归建立了叶面积指数和株高与作物系数的数学表达式，并计算了2001和2002年的农田蒸散量。结果显示用叶面积和株高两种方法都能够很好的估算农田蒸散量。但是当农田蒸散量小于3 mm/d时，计算值要小于观测值。用叶面积指数和株高两种方法计算的农田蒸散量没有明显差别，说明用株高计算农田蒸散量是可行的。     

基于MOD16的洞庭湖流域2000－2014年地表蒸散时空变化分析

地表蒸散是决定土壤-植被-大气之间水循环与能量转换的关键因素,研究流域蒸散量的时空变化对水文、气象和农业等领域的治理和管理具有重要意义。该文基于时间序列MOD16数据集,分析了2000－2014年洞庭湖流域地表蒸散量时空变化,并利用多年降水量及气温数据,采用回归模型探讨了蒸散量与气候因子之间的相关性, 以期为洞庭湖流域热量平衡和气候干湿状况评价提供数据支持。结果表明：1）MOD16地表蒸散量产品数据的精度满足洞庭湖流域蒸散量时空分布研究的需求;2）洞庭湖流域年蒸散量值具有较高的空间分异性,呈现出东北部低、西部和南部高的趋势。洞庭湖流域各年蒸散量多年年平均蒸散量值为636.83 mm/a,多年年均蒸散量整体呈波动下降趋势;3）蒸散量的季节性变化明显,一年中夏季地表蒸散量平均值最高4）洞庭湖流域地表蒸散量年内分布显现为先增大后减小的单峰型分布趋势,蒸散量的高值区主要集中在5－9月,最高值出现在7月,最小值出现在12月;5）地表蒸散量值与降水量和气温的平均相关系数分别是0.67和0.41,表明地表蒸散量与降水量的相关性较高。基于已有的研究表明,总体而言,MOD16产品为全球变化研究提供了较为可靠的、长时间序列蒸散发产品,并可以用于全球范围地表蒸散研究。     

塔里木河流域白杨农田防护林蒸散量计算模式研究

在综合分析气候、植物生物学特性和土壤湿度三方面因素的基础上,利用多年的白杨农田防护林试验资料,建立了塔里木河流域白杨农田防护林蒸散量的计算模式,并利用白杨林实际蒸散量的测量值,对模式进行了验证。结果表明,该模式计算精度较高,可以作为计算塔里木河流域白杨农田防护林蒸散量的一种方法而使用。     

华北地区植被NDVI与不同气候指标的相关分析

对1982-2006年华北地区归一化植被指数(NDVI)与不同气候指标(年平均气温、年降水量、干燥度指数、生物热量指数和生物干湿度指数)的相关性进行了分析。结果表明,1982-2006年华北地区植被NDVI总体呈现上升趋势,其中农田和灌丛的植被NDVI上升趋势最明显;1982-2006年华北地区年平均气温和生物热量指数呈显著增加趋势,年降水量、干燥度指数和生物干湿度指数呈减少趋势;整体上华北地区植被NDVI年变化与当年的干燥度指数呈极显著负相关,与上一年的年平均气温呈显著正相关关系,其中草地植被NDVI与年均气温、年降水量呈现显著正相关,与干燥度指数呈极显著负相关,农田和灌丛植被NDVI与年均气温显著正相关。此外,华北地区植被NDVI与不同气候指标的相关性存在明显的空间差异。     

蒸散视角下护坡植被滴灌技术评价

为探明以复合型人造土壤为边坡种植土的植物蒸散对于高陡边坡生态恢复评价体系制定及水资源利用的重要意义，以黑麦草、高羊茅、早熟禾和"黑麦草+高羊茅+早熟禾"混合草种为研究对象，采用壤中滴灌技术，通过改进后的Penman-Monteith公式研究草本植物实际蒸散量与作物系数，以此评价壤中滴灌技术的生态效益。结果表明：高羊茅的作物实际蒸散量和作物系数最大，黑麦草其次，早熟禾最小，拟合的决定系数不小于0.847；养护初期各植物蒸散量相差较小，均保持在4.2 mm/d左右；养护结束后混合草种的蒸散量最大，早熟禾最小，分别约6.2、5.7 mm/d；养护前20 d，除早熟禾外，黑麦草、高羊茅、混合草种实际蒸散量均差异不显著，养护20 d后黑麦草、早熟禾、混合草种开始发生显著变化；30 d后各草种蒸散量均差异不显著；4类草本植物蒸散量差值随时间递增，前期混合草种蒸散量低于黑麦草、高羊茅，后期有明显的提升，50 d起混合草种作物系数大于单草种作物系数。以30 d为界，30 d作物系数相近；生长初期的作物系数变幅最明显，且月增幅随时间呈下降趋势，但黑麦草和高羊茅的作物系数在任意时段均相近。边坡模型试验前期，以坡面喷灌方式灌溉的植物生态值较高，植物生长情况优于壤中滴灌方式，但自养护中期开始，壤中滴灌技术在生态效益上凸显优势，比坡面喷灌技术高出40.7%～1 444.0%的生态值。     

华北平原冬小麦相对蒸散与叶面积指数及表层土壤含水量的关系

冬小麦相对蒸散(农田蒸散量ET与自由水面蒸发量ET_0之比)表征冬小麦受土壤水分和作物生长状况制约下的耗水规律。冬小麦生长季利用大型蒸渗仪测定农田蒸散,用E601型水面蒸发器测定水面蒸发,并用平行观测方法测定叶面积指数,分析冬小麦相对蒸散与叶面积指数和表层土壤含水量的关系,并建立了冬小麦返青～收获期相对蒸散与叶面积指数和0～60cm表层土壤含水量的经验公式为。在田间条件下由RE和ET_0推算出小麦耗水量ET,并可用于冬小麦适时、适量灌溉管理。     

A model for estimating soil moisture changes as an aid to irrigation scheduling and crop water-use studies: I. Operational details and description

Abstract. A model was developed to predict evapotranspiration and soil moisture changes, which could be used either for scheduling irrigation or crop water-use studies. The general form of the model is reported here, and its validation for sugarbeet and potatoes is described in a subsequent paper. The soil characteristics required are depth of topsoil, texture or available water capacity of topsoil and subsoil, and whether a significant slope exists. The plant characteristics required are species and planting date. Meteorological data used to calculate potential evapotranspiration are obtained from the Meteorological Office synoptic network, but local rainfall data are preferred.
The model estimates potential evapotranspiration of a reference crop, and uses this to model canopy and root development for all crops at each location. Available options allow for observed data on canopy or root development to be incorporated into the simulations. Estimates of potential evapotranspiration for each crop are then adjusted to allow for the effects of water stress, taking soil characteristics, root depth and evapotranspiration demand into account.
The model enables growers to reduce the risks of under- or over-watering their crops and has proved successful in irrigation management.     

灌区遥感应用

随着遥感技术本身的发展及其在各领域、各种尺度应用的逐步推广,其在灌区的应用也正在并且将会发挥更大的作用,这主要表现在三个方面,一是有关灌区背景信息获取即水土资源环境的调查,如土地利用类型及其变化、灌区生态状况及其变化、地表及地下水资源调查等,二是灌区农作物信息获取,如农作物种植结构及种植面积调查、农作物长势监测、作物估产、作物灾情监测,三是灌区水平衡要素方面,如作物蒸腾发、区域降雨量、土壤湿度等最终可以服务于农作物需水量估算,辅助灌区灌溉配水方案决策.     

黄土高原不同降雨年型乔、灌木蒸散特征与影响因素

以黄土高原地区17个乔木和15个灌木测定点生长季观测数据为基础,结合气象资料,综合分析了降水量、土壤前期储水量、潜在蒸散量与乔、灌木实际蒸散量的关系,研究了不同降雨年型乔、灌木生长季实际蒸散的差异及其影响因素。结果表明,无论是丰水年还是干旱年,乔木生长季实际蒸散量均高于灌木。不同降雨年型影响乔灌木实际蒸散的主要因素不同,丰水年影响乔灌木生长季实际蒸散的主要因素为降水,其次为潜在蒸散量而干旱年影响乔灌木生长季实际蒸散的主要因素为前期土壤储水量,其次为降水因素。     

华北地区设施茄子蒸散量估算模型及作物系数确定

构建华北地区设施茄子蒸散量估算模型,可为制定其优化灌溉制度提供理论依据。本研究设灌水定额15 mm(W1)、22.5 mm(W2)、30 mm(W3)和37.5 mm(充分灌溉, CK)4个处理,在设施茄子苗期、开花座果期和成熟采摘期土壤含水率分别达田间持水量的70%、80%和70%时进行灌溉,以保证土壤供水充足。基于修正后的Penman-Monteith方程,通过分析CK处理的作物系数与叶面积指数的关系,建立了基于气象数据与叶面积指数的蒸散量估算模型,利用W1、 W2和W3实测蒸散量对其进行验证。结果表明:修正后的Penman-Monteith方程可用于设施参考作物蒸散量的估算,W1、W2和W3蒸散量的实测值与新建模型的模拟值平均相对误差分别为17.81%、18.31%和17.97%。作物系数与叶面积指数呈显著线性关系,可通过叶面积指数确定作物系数。分析W1、W2、W3和CK处理的产量和水分利用效率(WUE)得出, W2与CK产量差异性不显著,而WUE差异性显著,较CK提高31.59%,表明W2兼顾产量和WUE。W2处理下茄子的作物系数,苗期为0.21～0.46,开花座果期为0.62～0.94,成熟采摘期为0.70～0.92。本研究认为,新建模型在估算设施茄子实际蒸散量上具有较好适用性,计算出的作物系数在节水灌溉条件下具有实际应用价值。     

基于温室环境和作物生长的番茄基质栽培灌溉模型

为解决涵盖土壤蒸发和作物冠层蒸腾的土培作物蒸散模型不能直接应用于稻壳炭基质栽培番茄灌溉的问题,该研究首先通过修改Penman-Monteith模型的原始表达式来去除土壤蒸发部分,并引入TOMGRO模型来模拟番茄冠层生长,给出了阻抗参数的修正计算,得到了新的番茄基质栽培蒸腾模型。考虑到蒸腾模型中净辐射项削弱了室外太阳辐射对冠层及以下部整株植株的耗水影响,进而将新的蒸腾模型与太阳辐射线性比例供水模型结合建立蒸腾-辐射综合灌溉模型。结果表明,蒸腾-辐射综合灌溉模型对上海崇明A8温室番茄灌溉量的模拟结果与实际结果之间的相关系数高于0.95,平均相对误差小于20%。这说明蒸腾-辐射综合灌溉模型能够较好地估算温室稻壳炭基质栽培番茄的灌溉需水量,对深入研究温室灌溉实施具有参考价值。     

产芝水库灌区农田水分转化及节水灌溉模式分析

在长期田间试验的基础上,建立了产芝水库灌区典型农田的土壤水分运动模型。结果表明,常规灌溉条件下灌区农田水分的无效渗漏量较大,降水和灌溉与土壤深层渗漏和农田蒸散量之间存在明显的正相关关系。基于作物的土壤水分调节标准,模拟得到灌区不同降水年型的节水灌溉模式,与常规灌溉相比,节水灌溉模式在丰水年可节省水240 mm,平水年140 mm,枯水年为90 mm,并且农田渗漏量显著低于常规灌溉,丰水年、平水年和枯水年的全年平均农田渗漏强度分别减少了0.66、0.35和0.27 mm/d。在作物关键生育期合理控制灌水量,能够保证作物正常需水的同时减少土壤水的无效渗漏,从而提高灌溉水的利用效率。     

不同降水年型水氮运筹对冬小麦耗水和产量的影响

灌水和施氮是影响农田生态系统粮食生产的2个主要因素,但其增产效应和资源利用效率会受降水年型的影响。该研究基于2011—2014在陕西关中平原进行的3 a冬小麦水氮耦合试验,分析了不同降水年型下水氮管理对土壤含水率、籽粒产量、耗水量(water consumption,ETa)及产量与耗水量关系的影响。结果表明:7—9月总降水量每增加1 mm,小麦播前0~180 cm土壤底墒增加0.47 mm。随着灌水量增加,产量和ETa均增加,但仅在降水较少的2012—2013年增产显著,对水分利用效率(water use efficiency,WUE)的影响不显著;随着施氮量增加,ETa变化不显著,但其增产效果显著,使WUE显著提高,表明施氮增加了作物蒸腾占农田耗水量的比例。根据3 a各处理冬小麦产量和ETa数据,进一步探讨了在一定水分消耗下能达到的最大(边界)产量和WUE,建立了关中平原冬小麦的产量-耗水量边界方程;当ETa超过388 mm时,产量稳定在8 184 kg/hm2,WUE的最大值为2.52 kg/m3。研究可为制订合理的冬小麦水肥管理措施提供科学依据。     

人民胜利渠灌区净灌溉需水量时空变异及影响因子分析

为了揭示人民胜利渠灌区农业净灌溉需水量的变化规律,明确作物种植面积、降水以及潜在蒸散量对农业净灌溉需水量的影响程度,利用面向对象的变化检测方法提取人民胜利渠灌区作物种植面积信息,基于土壤水分动态随机模型构建农业净灌溉需水量计算模型,并对主要环境因素进行敏感性分析。结果表明:2005-2015年人民胜利渠灌区农业净灌溉需水量介于5.76×10~8~6.97×10~8 m~3之间,呈波动变化,西南、东北地区农业净灌溉需水量较高;潜在蒸散量是该灌区净灌溉需水量变化的决定性因素,敏感性变化幅度为22.5%,降水参数影响其次,日降水频率贡献率更大,敏感性变化幅度为-16.4%,作物种植面积对其影响较小,敏感性变化幅度在5%以下。研究结果对人民胜利渠灌区农作物种植结构调整和农业用水量合理配置具有参考意义。