新疆塔里木盆地西缘参考作物蒸散发模型的适用性评价

参考作物蒸散发(ET0)是计算植被耗水量、分析区域水分平衡、管理水资源的基本参数。由于区域间气象条件的差异,ET0模型在不同地区表现出不同的适用性。文中以新疆塔里木盆地西缘的阿克苏地区为例,以PM模型计算值为标准,评价了H-S、P-T与Mc Cloud模型在研究区的适用性。结果表明:太阳总辐射与ET0日值之间呈现极强的相关性与偏相关性,说明太阳辐射能量是驱动SPAC系统中水分从植被向大气运动的主要动力;由于模型输入参数的不同,在ET0日值计算中,H-S模型、P-T模型与Mc Cloud模型计算值显著小于PM模型,其中以H-S模型计算精度最高,均方根误差为1.058mm,平均偏差为0.212mm;通过对H-S模型、P-T模型与Mc Cloud模型进行修正,不同模型的计算精度均有所提高,修正后Mc Cloud模型的计算精度最高,且3种模型修正后ET0日值与PM模型计算值无显著差异。文中研究结果可为塔里木盆地西缘地区参考作物蒸散发的计算提供重要参考。     

基于辐射和温度的ET0模型在吐鲁番地区的比较与修正

利用吐鲁番地区3个气象站2000—2015年逐日气象资料,以FAO-56 Penman-Monteith(FAO-56 PM)模型为标准,对6种ET_0模型(M-A模型、P-T模型、M-H模型、H-S模型、Traj模型和B-H模型)进行评价并修正,采用均方根误差(RMSE)、绝对平均误差(MAE)、平均相对误差(MRE)评价指标和Wilcoxon非参数检验法比较年、月尺度上各模型修正前后的估算精度,以筛选适用吐鲁番地区ET_0简化估算模型。结果表明:吐鲁番地区ET_0的主要影响因子是R_s(太阳辐射),其次是e_s(饱和水汽压)和R_n(作物表面净辐射);修正前,年尺度上,M-H模型的估算精度最高;月尺度上,各模型误差较大且与FAO-56 PM模型存在显著差异,适用性较差;修正后,各模型在年、月尺度上的精度均有明显提高,无显著差异,其中修正后的P-T、M-H和B-H模型估算精度最高,可作为吐鲁番地区ET_0简化估算模型。     

甘肃中东部半干旱区参考作物蒸散量多种计算方法的比较研究

为明确甘肃中东部丘陵沟壑地区参考作物蒸散量(ET0)在气象资料短缺条件下的计算方法,依据6个气象站的长系列资料,以FAO Penman-Monteith方法为标准,对7种ET0计算方法进行评价。结果表明:Hargreaves与FAO Penman-Monteith吻合最好,其次为Jensen-Haise,各地区年均标准偏差(RMBE)分别为120.0 mm、446.1 mm。Pennman、FAO-17 Penman、FAO-24 Radiation、Preiestley-Taylor计算结果偏高,各地区年均RMBE在3 122.1～1 383.4mm间,以FAO-24 Radiation差异最大。8种方程计算的年内月均ET0趋势基本呈单峰曲线,峰值出现在7月份。Hargreaves、Jensen-Haise两种方程3-9月差异大于1-2月和10-12月份; Penman、FAO-17 Penman、FAO-24Radiation、Preiestley-Taylor、Makkink 5种方程7月份差异最大,地区间表现不一。不同的方程与FAO PenmanMonteith方程均存在显著的线性相关关系(0. 994**≤R≤0.8743**),回归系数t检测均达到显著水平,以FAO Penman-Monteith方程为基础对各方程进行矫正是可行的。     

科尔沁沙地青贮玉米蒸散量的估算与分析

为准确估算科尔沁沙地青贮玉米实际蒸散量的变化规律,选用ASCE Penman-Monteith(ASCE-PM)模型计算参考作物蒸散发(ET0);利用双作物系数模型模拟土壤含水率与对应实测值进行统计分析,根据均方根误差、一致性指数、平均绝对误差和Nash-Sutcliffe效率指数4个指标以及回归系数和决定性系数对双作物系数模型进行率定和验证,然后模拟青贮玉米的作物系数,与ASCE-PM模型结合后模拟青贮玉米的蒸散发、棵间土壤蒸发和作物蒸腾规律,并分析其影响因素。结果表明:双作物系数模型准确地模拟土壤含水率和棵间土壤蒸发的变化过程,率定各阶段基础作物系数为0.25、0.9和0.5。棵间土壤蒸发先由播种时峰值下降到较低水平,于收割前有所回升;蒸腾速率除刚出苗和收割前呈单峰变化外大部分时段呈双峰变化,日内变化规律大体为中午高,早晚低,自出苗之日起生长中期后半段处于较高水平,之后逐渐减弱。青贮玉米蒸散量与太阳辐射线性关系最为显著(R=0.643),与气温、空气湿度和风速的相关性依次次之。ASCE-PM模型空气动力项5 d尺度贡献率为27.94%~77.66%,且随风速同增减。综上所述,ASCE-PM模型结合双作物系数可较好估算科尔沁沙地青贮玉米的实际蒸散量,以及棵间土壤蒸发和作物蒸腾量。     

基于气象参数的内陆干旱区作物生育期ET0预测

为实现大田作物灌溉的精细化管理,研究了基于气象因素的生育期ET₀预测模型。采用灰色理论对ET₀与日均、日最高、最低温度,日均风速,相对湿度以及日照时数进行灰色关联度分析,结果表明ET₀与温度（包括日均、最高、最低温度）及相对湿度的灰色关联度较高。在分析ET₀与上述气象因素间的相关系数基础上,采用日均温度、日均风速以及日照时数作为模型的输入,ET₀作为输出,建立了BP神经网络（BPNN）预测模型;采用日均温度、日均风速、日照时数及灰色关联度作为输入,建立了模糊最小二乘支持向量机（FLSSVM）预测模型。研究结果表明,BPNN模型的训练值决定系数为0.8643,平均相对误差6.29%,预测值决定系数为0.8099,平均相对误差7.83%;FLSSVM模型的训练值决定系数为0.9684,平均相对误差2.89%;预测值决定系数为0.9663,平均相对误差3.43%。BP神经网络与FLSSVM模型的精度均较高,可以用来预测ET₀日值,这为大田作物的精细化灌溉管理提供理论与技术支持。     

河套灌区不同土地类型生长季蒸散发量估算及其变化特征

为揭示不同土地类型蒸散发量(ET)差异特征,基于SEBS(surface energy balance system)模型,结合气象数据、遥感影像及土地利用分类结果,对河套灌区2017年生长季日ET进行SEBS模型估算,分析灌区ET时空变化特征及不同土地类型的ET差异。结果表明:①通过实测数据和FAO Penman-Monteith(PM)计算值对SEBS模型估算结果精度验证,蒸渗仪观测数据、涡度相关系统(EC)、波文比能量平衡系统(BREB)和PM计算值的相对误差平均值分别为:16. 66%、18. 34%、14. 93%、14. 03%,表明SEBS模型可以用来估算河套灌区ET。②生长季内,灌区日ET大小依次为:7月 6月 5月 8月 9月。日ET呈单峰形变化,7月日ET达到最大值5. 21 mm·d~(-1),9月日ET最小,为3. 51 mm·d~(-1)。③不同土地类型的日ET大小依次为:水体林地耕地草地城市荒地。灌区内ET分布与土地类型具有高度一致性,总体分类精度和Kappa系数分别为80. 63%和0. 75。④在生长季的不同时间,水体ET均处于较高值,7月日ET达到最大值6. 034 mm·d~(-1),9月日ET值最小,为4. 177 mm·d~(-1)。其次林地日ET较大,7月日ET值为5. 977 mm·d~(-1),9月日ET值为4. 147 mm·d~(-1)。耕地日ET变化趋势与作物生长情况相一致,作物生长旺盛期ET值达5. 851 mm·d~(-1),作物收获期ET值为3. 952 mm·d~(-1)。     

基于ANFIS的焉耆盆地绿洲区ET0预测研究

ET0是计算作物需水量、进行农田灌溉管理及区域水资源优化配置的重要依据.以新疆焉耆盆地绿洲区为例,将ANFIS应用于逐日ET0预测中.根据研究区各气象要素的相关分析结果,选择系统输入变量为日最高气温和日均风速;利用不同水文年共1462组数据对系统进行训练,建立ET0预测模型.利用该模型对研究区2011年的365组数据进行预测效果检验,并与PM模型计算值为标准进行对比,结果表明:ANFIS系统预测平均相对误差绝对值为6.5％;通过t检验,预测值和标准值相差不大,在0.01的置信度下,无显著差异;回归分析表明,预测值和标准值相关系数为0.9911,且数据均匀分布在直线y=x附近,模型具有较高的精度和稳定性.研究结果为干旱区灌区农田灌溉管理及水资源配置提供了一定参考.     

应用粒子滤波同化条件植被温度指数的土壤水分估测

为了准确地获取2013—2015年关中平原冬小麦主要生育期土壤含水量(0~20 cm)的时空信息,基于Landsat-8遥感数据反演条件植被温度指数(CVTI),并结合CVTI和实测土壤水分间的线性相关性构建土壤水分反演模型。应用粒子滤波(PF)算法同化基于CVTI反演的和CERES-Wheat模型模拟的土壤水分,得到以天为步长的土壤水分同化值,利用土壤水分实测值分别检验土壤水分模拟值、反演值和同化值的精度。结果表明,CVTI和实测土壤水分间的线性相关性显著,尤其在小麦拔节期和抽穗~灌浆期,其相关性达到极显著水平(P0.01);土壤水分同化值和实测值间的线性相关性(r=0.96,P0.001)大于土壤水分模拟值和实测值间的相关性(r=0.71,P0.01)以及土壤水分反演值和实测值间的相关性(r=0.89,P0.001);土壤水分同化值的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)比土壤水分模拟值的RMSE和MRE分别降低了0.025 cm~3·cm~(-3)和2.70%,比土壤水分反演值的RMSE和MRE分别降低了0.016 cm~3·cm~(-3)和4.15%,同化过程提高了时间序列土壤含水量的估测精度。因此,基于CVTI和PF算法能够较为准确估测关中平原小麦主要生育期的土壤含水量。     

基于Sentinel-2A遥感数据对吉林白城市土壤含盐量的反演

基于Sentinel-2A遥感数据,结合白城市表层土壤采样的全盐含量化验值,利用统计与拟合分析的方法,建立土壤盐渍化遥感监测模型,对研究区表层土壤含盐量进行反演分析。结果表明:①研究区土壤的反射率与含盐量呈正相关,相关系数在Sentinel-2A第5波段(中心波长为0. 705μm)达到最大值,为r=0. 902,利用第5波段反射率建立的土壤含盐量反演模型TSC=50. 776R_5-8. 262,模型的决定系数R~2=0. 813,检验样本的均方根误差RMSE=0. 814 g·kg~(-1);②将反射率进行指数、幂、S曲线等数学变换后,可以显著提高拟合精度,其中,第8波段反射率的幂函数变换后,建立土壤含盐量的单波段反演模型TSC=77. 51x~(2. 346)精度最好,模型的决定系数R~2=0. 888;③利用多元逐步回归分析的方法建立土壤含盐量的多波段反演模型TSC=-13. 810+38. 973R5-14. 122e~(R_5)+23. 896R_8~(2. 248)+1. 743ln(R_9),模型的决定系数为R~2=0. 924,检验样本的均方根误差为RMSE=0. 736 g·kg~(-1)。     

不同耕作措施下温度升高对旱作春小麦农田土壤N2O排放的影响

为探究不同耕作措施下温度升高对旱作春小麦农田土壤N₂O排放的影响效应,基于APSIM模型,结合甘肃省定西旱作春小麦试验区定点连续监测的N₂O排放通量等数据,检验该模型模拟不同耕作措施下N₂O排放的适宜性,并对不同耕作措施下日最高、最低温在0??2℃范围内耦合变化时旱作春小麦农田土壤N₂O排放进行模拟。结果表明：APSIM模型对不同处理下N₂O排放的模拟结果与实测结果较为一致,归一化均方根差（NRMSE）最大值为0.17,决定系数（R²）最小值为0.80,相关性均达到显著水平（P<0.05）,说明该模型可以用来模拟不同耕作措施下旱作麦田N₂O排放;在试验设计范围内,日最高温不变、日最低温升高会增加N₂O排放,增排效果表现为传统耕作（T）>免耕（NT）>传统耕作+秸秆覆盖（TS）>免耕+秸秆覆盖（NTS）,日最低温每升高0.5℃,最大增排幅度为2.41%;日最低温不变、日最高温升高会减少N₂O排放,减排效果表现为T>TS>NT>NTS,日最高温每升高0.5℃,最大减排幅度为1.68%。日最低温升高带来的增排效应大于日最高温升高带来的减排效应。     

黄河上游重要水源补给区参考作物蒸散量变化特征分析

利用甘南牧区4个气象观测站1971-2010年的地面气象观测资料,运用Penman-Monteith公式计算得出牧区四站逐月ET0值.通过统计分析、相关分析、小波及Mann-Kendall法等方法对甘南牧区ET0的变化特征进行了分析,并就高原上气象因子与ET0的相关性做了进一步研究.结果发现甘南牧区各县ET0年际变化呈逐年上升趋势,上升趋势达8.8～ 19.5mm/10a;1985年以前有明显的准10 a周期,2000年到2010年间出现了准5 a周期;在90年代以后的20年中上升更快,并于1996年以后出现了突增.牧区ET0夏季最大,并且逐年上升最快;冬季最小,逐年上升最慢.牧区ET0的空间分布不均匀除了与当地高原特殊地形地貌复杂性有关外,还与影响参考作物蒸散量的主要气象因子的不同有关.     

内蒙古不同气候区域参考作物腾发量估算模型适用性分析

本研究基于内蒙古自治区50个站点1951—2013年的气象资料,对文献中已有的33个参考作物腾发量(ET0)模型进行详细的统计分析,采用10个统计指标对ET0估算模型的性能进行评价,并引入全球绩效指标(GPI)来对模型进行排名.结果表明,在特干旱和干旱地区,基于质量转换(Mass transfer-based,MTB)...     

中国大陆地区基于太阳辐射经验值计算ET0的适用性研究

太阳辐射是利用FAO推荐的Penman-Monteith(PM)公式计算参考作物需水量(ET_0)的必要参数。为了探究PM公式在辐射数据缺失的条件下,利用FAO推荐的公式及参数获得太阳辐射值(R_(s_c))替代观测值(R_(s_o))在中国大陆地区的适用性,本研究选用了中国大陆112个站点至少15 a的多年月平均观测数据,通过逐点计算分析了R_(s_c)和R_(s_o)的时空差异及二者分别输入PM公式获得的参考作物需水量ET_(0_c)和ET_(0_o)的时空差异。结果表明,R_(s_c)与R_(s_o)存在显著的时空差异性,二者相对差值范围为-2.86～4.41 MJ·m~(-2)·d~(-1),且在4—8月份差异较大;大致以"胡焕庸线"为界,线西北区域R_(s_c)与R_(s_o)的时空差异相对较小,且稳定,线东南区域的时空差异较大,且不稳定。但是,基于二者计算的ET_(0_c)和ET_(0_o)时空差异却不显著,平均只有0.06～0.26 mm·d~(-1)的误差;"胡焕庸线"西北地区的ET_(0_c)和ET_(0_o)绝对差值常年稳定在0.00～0.25 mm·d~(-1),"胡焕庸线"线东南地区则随季节而变化,夏季差异相对较大。在实际的应用中,西北地区全年和北方地区春、秋、冬三季以及长江、珠江流域所覆盖的南方地区在1、2、10、11、12月使用R_(s_c)替代R_(s_o)获得ET_0具有较好的适用性,北方地区的夏季、南方地区的3—9月份使用R_(s_c)计算ET_0则必须研究相应的方法对结果进行矫正,否则会有误差,且偏大。     

河套灌区参考作物蒸发蒸腾量估算方法研究

参考作物蒸发蒸腾量（ET₀）是计算作物需水量的基础,一般用FAO推荐的Penman-Monteith公式（PM公式）计算。但是在河套灌区部分地区缺少辐射数据的观测,因而无法利用PM公式计算ET₀。本文选用河套灌区临河气象站1990—2012年的气象资料,分析了利用PM公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET₀与气象要素的关系,发现对ET₀影响最大的气象因素为净辐射,其次为饱和水气压差和平均温度。建立了基于饱和水气压差、温度和风速的ET₀估算公式,验证结算显示相关系数、纳什效率系数和总量平衡系数分别为0.96、0.92、1.00。在风速缺测的条件下,也建立了基于饱和水汽压差和温度的ET₀估算公式。以上两个公式为河套灌区缺资料条件下ET₀的估算提供了简单且准确的估算方法。     

新疆塔里木盆地北缘日参考作物腾发量计算模型评价

采用4种常用的腾发量模型(Makkink模型,Turc模型,Priestley-Taylor模型以及Hargreaves模型)计算日腾发量,并以Penman-Monteith FAO 56公式计算结果为标准值进行对比,旨在寻找出建模数据少、模拟精度高以及适合研究区的腾发量计算模型。结果表明:Turc模型的日参考作物蒸发蒸腾量与Penman-Monteith FAO 56差异较小,其次是Makkink模型与Priestley-Taylor模型,Hargreaves模型的差异最大。     

石羊河流域参考作物蒸散发时空变化及其对气候变化的响应

基于石羊河流域8个气象站点1984—2019年逐日气象资料,分析参考作物蒸散量(ET0)时空变化规律,多种定性与定量分析方法结合,揭示ET0变化与气象因素间的相关关系,确定主导气象要素,探明ET0变化对主导因子敏感程度及贡献.结果表明:石羊河流域ET0上升趋势显著,流域大部分区域达到0.05显著性水平;空间上呈现由南向...     

根据气象信息指导南疆棉花膜下滴灌的试验研究

为了探索利用气象信息指导膜下滴灌棉花科学灌溉的可行性,在南疆阿拉尔布设田间试验,根据自动气象站采集的气象信息计算作物蒸发蒸腾量（ET_c）,当蒸发蒸腾量与降水量的差值累计达到30 mm时即进行灌溉。试验设置3个灌水定额处理,T1：24 mm,T2：30 mm,T3：36 mm,分别为水分亏缺量的0.8,1.0和1.2倍,同时设置1个当地生产中的常规灌溉处理作为对照（T4）,重复3次。试验过程中,对不同处理棉田的土壤水分动态变化、植株生理指标、籽棉及皮棉产量、灌溉水利用效率和田间水利用效率进行了监测与分析。结果表明：根据气象信息指导灌溉的处理生育期耗水量在361.8~435.2 mm,且灌水定额越大,全生育耗水量越多,但均显著低于常规灌溉处理522.1 mm的总耗水量。根据气象信息确定灌溉时间的处理,籽棉产量与灌水定额呈显著的正相关关系,T3处理籽棉产量7 072.05 kg·hm^-2与T4对照处理7 245.28 kg·hm^-2的籽棉产量无显著差异,但灌水量却减少了164 mm;灌溉水利用效率随着灌水定额的增加而减小,但均显著高于对照处理。综合灌水量、产量及水分利用效率等因素考虑,认为当棉田作物蒸发蒸腾量与降水量的差值累计达到30 mm灌溉+灌水定额36 mm的组合,可以在保证棉花不减产的条件下,显著提高灌溉水利用效率和田间水利用效率,适用于南疆地区根据气象信息指导膜下滴灌棉花的灌溉管理。     

Relationship between Concentrations of Botrytis Cinerea Conidia in Air, Environmental Conditions, and the Incidence of Grey Mould in Strawberry Flowers and Fruits

Atmospheric concentrations of Botrytis cinerea conidia were monitored for two seasons in a strawberry crop in Moguer (Huelva, southwestern Spain). Concentrations of conidia were estimated using a Burkard volumetric spore sampler. A diurnal pattern of conidial release was observed. Airborne conidial concentration was significantly and positively correlated with the average solar radiation and mean temperature, and negatively with rainfall and relative humidity. Among the weather variables considered, solar radiation showed the most consistent results in the regression analysis, explaining over 40% of airborne conidial concentration variability. Correlation between Botrytis fruit rot incidence and accumulated number of conidia over seven days was significant and positive. Two regression models containing three variables explained over 62 and 52% of the fruit rot incidence variability. A positive but non-significant correlation was established between B. cinerea incidence in flowers and airborne conidial concentration. It was not possible to fit a consistent regression model to relate flower infection incidence to conidial concentration or weather variables.