基于GA优化的支持向量机模型在青椒作物需水量预测中的应用

为节约灌溉用水,采用垄沟集雨覆盖种植技术与滴灌技术相结合(MFR-DI),并对使用该技术种植的青椒进行作物需水量预测.根据多年气象资料、青椒冠层温度以及逐日作物需水量资料,构建了以冠层温度、气象因素为输入因子的预测MFR-DI种植模式下青椒作物需水量的GA-SVM模型,使用2017年的数据对模型进行了测试,结果表明:在...     

1959—2015年黑龙江省玉米需水量时空分布特征

基于黑龙江省26个气象站1959—2015年的逐日气象数据和14个农业气象观测站的1991—2008年玉米生育期观测资料,利用单作物系数法和Arcmap的空间分析功能计算并绘制了玉米生育期内各月有效降雨量(Effective precipitation)、需水量(Crop water requirement)和灌溉需水量(Irrigation requirement)及三者气候倾向率的分布图,揭示了黑龙江省玉米水分供需的时空分布规律。结果表明：黑龙江省玉米生育期有效降雨量平均值为302mm,高值区位于中部地区,5—6月呈增长趋势,7—9月呈下降趋势;需水量平均值为383mm,自西向东总体呈先减小后增大的分布趋势,除9月外,全生育期及各月需水量均呈减小趋势;灌溉需水量平均值为153mm,其分布与需水量分布相似,西部地区灌溉需水量较大,5、7月呈减小趋势,而8、9月呈大幅增加趋势,应在7、8月适时补充灌溉,保障玉米产量。本研究可为黑龙江省玉米种植区灌溉水资源分配和灌溉制度制定提供科学依据。     

基于CROPWAT模型的昆明市水稻需水量及灌溉用水量研究

利用昆明市日气象数据、水稻生育期数据和土壤数据,通过CROPWAT模型模拟研究1980—2012年水稻生育期内需水量和灌溉用水量年际变化特征及气象要素对其的影响。结果表明,1980—1999年,水稻需水量和灌溉用水量呈微弱下降趋势(p=0.08,p=0.8);1999―2012年,水稻需水量和灌溉用水量呈上升趋势(p0.01);近33a平均水稻需水量和灌溉用水量分别为603.6mm和638.8mm。作物需水量与温度、风速和日照时数正相关,与相对湿度负相关;灌溉用水量与降水量负相关,与日照时数正相关。气温、风速、湿度和日照时数的组合可以预测年尺度上作物需水量的变化趋势;降水和日照时数的组合可以预测年尺度上灌溉用水量的变化趋势。     

阶段积温法是分析计算水稻需水量的好方法

水稻需水量是灌溉工程规划、设计及管理的重要数据,如何正确计算水稻需水量是当前值得探讨的一个重要问题,我们选用了观测资料精度较高、年限较长的试验站——湖北省随卅车水沟灌溉试验站,将其近30年次的水稻需水量试验资料与同时期各个气象因素进行相关分析,唯独与同时期累积气温的关系最为密切,故推荐用阶段积温法来计算水稻需水量.     

气候变化背景下榆林市参考作物需水量多时间尺度特征分析

【目的】研究气候变化背景下榆林市参考作物需水量的多时间尺度变化特征及其与各气象因子的相关性,便于衡量气候变化背景下榆林市水热资源的演变特征。【方法】根据榆林气象站1959—2014年逐日气象资料(平均地表温度、平均气温、蒸发量、平均气压、平均相对湿度、日照时间和平均风速等),采用彭曼公式、Mann-Kendall突变检验、小波分析及相关分析法研究了榆林市参考作物需水量多时间尺度变化特征。【结果】1959—2014年榆林站全年及四季参考作物需水量均呈增加趋势,线性倾向率分别为30.7、11.4、6.7、5.7、6.9 mm/10 a。全年参考作物需水量突变年份为1995年,春、夏、秋三季参考作物需水量均在1998年发生突变,冬季在1989年发生突变;全年及四季参考作物需水量的第一主周期分别为26、28、27、28、26 a,第二主周期分别为8、7、9、8、4 a,第三主周期分别为4、2、4、4、12 a;参考作物需水量与平均相对湿度、日照时间、平均气温、平均风速以及年平均地表温度的相关系数分别为-0.128、0.223、0.935、0.271、0.940。【结论】榆林站1959—2014年不同时间尺度的参考作物需水量均呈增加趋势,平均气温、日平均地表温度是影响榆林气象站ET_0的主要因素。     

多年生人工牧草“老芒麦”根系层土壤含水率对节水的影响研究

基于浑善达克沙地人工牧草灌溉试验场观测的气象、叶片的蒸腾速率、叶面积指数、有效根系层深度、土壤含水率、土壤蒸发等数据,利用双作物系数法模拟计算了2004、2005年老芒麦的日作物需水量,经与实测的作物蒸腾和土壤蒸发数据对比分析,检验了需水量模拟值与实测值间的一致性,在此基础之上,讨论了老芒麦需水量与产量、光合作用与蒸腾速率、光合作用与根系层土壤含水率的关系,结果表明:对老芒麦来说,从抑制无效蒸腾角度实现节水最直接的方法应该是有效根系层的土壤水分保持在田间持水率的51%~74%。     

我国参考作物腾发量等值线图绘制及其应用

<正> 参考作物腾发量(reference crop evapo-trans—piration)反映了气象因子对作物需水量的影响,可根据常规气象资料(如气温、湿度、光照、风速等)计算求得。联合国粮农组织FAO在《作物需水量》一书中定义,参考作物腾发量(ET_0)是指高度一致、生长旺盛、完全遮盖地面而不缺水的8～15cm高的牧草地腾发速率。参考作物腾发量是作物需水量计算的重要参数。     

不同时间尺度元谋灌区小粒咖啡需水变异特征

为了元谋灌区的水分高效管理,研究了该区不同时间尺度下小粒咖啡需水规律.根据元谋站点1956—2010年逐日气象观测资料,计算并分析不同时间尺度下小粒咖啡需水量和水分盈亏指数的变化特征,采用偏相关分析探讨各气象因子对小粒咖啡需水量的影响程度,利用MannKendall检验法和滑动t检验法分析小粒咖啡年际需水量、水分盈亏指数及气象因子变异规律.结果表明:元谋灌区小粒咖啡年内需水量呈单峰抛物线形状,3—5月为小粒咖啡生长需水关键阶段,对灌溉依赖程度最大;6—10月则是需水量最低时期,水分亏缺最小.近55 a来小粒咖啡需水量呈波动递减趋势,水分盈亏年总值均为负,即水分亏缺,20世纪80年代起需水量开始显著下降,水分亏缺明显减少.风速和日照时数是影响元谋灌区小粒咖啡需水量的最主要气象因子.     

郑州市作物需水量影响因素主成分回归分析

采用郑州市近40年气象资料,分析研究了郑州市主要作物需水量以及各作物生育期内气象因子(降雨、平均风速、平均气温、平均相对湿度、日照时数、日最高气温、平均气压、平均水气压)变化趋势,用主成分回归分析法确定影响各作物的主要气象因子,并探讨了主要气象因子与相应作物需水量的关系。结果表明:玉米、水稻、棉花的作物需水量有减少趋势,小麦、花生、油菜作物需水量有增加趋势;通过主成分回归分析,得出影响水稻、玉米、棉花、花生作物需水量的主要气象因子是日照时间,影响小麦、油菜作物需水量的主要气象因子是平均相对湿度;经计算得到日照时间每减少1%,水稻、玉米、棉花和花生作物需水量分别减少2.45、2.25、2.55和1.71mm;平均相对湿度每减少1%,小麦和油菜的作物需水量分别增加1.81和1.42mm。     

泾惠渠灌区作物需水量特征及影响因素

通过CROPWAT模型分析泾惠渠灌区冬小麦和玉米蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,同时运用SPSS软件,计算灌区作物需水量与气象因子的相关系数,分析结果表明:冬小麦整个生育期蒸发蒸腾量平均值为634.04 mm,蒸发蒸腾量最高峰出现在4月中旬—5月中旬,灌区各分区蒸发蒸腾量趋势基本一致;玉米蒸发蒸腾量平均值为525.22 mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬—8月下旬,其中三原最大为535.97 mm,富平最小为514.68 mm;灌区冬小麦在播种—越冬期灌溉需水量最低,返青—拔节期需水量增加;灌区玉米在拔节—抽雄期需水量增加,灌溉平均需水量为133.04 mm;7月—8月为籽粒形成乳熟期,需水量为359.15 mm,至9月下旬,玉米灌溉需水量下降;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,气温、日照时数和相对湿度是影响作物需水量的主要因素.     

泾惠渠灌区作物需水量特征及影响因素分析

通过CROPWAT模型分析泾惠渠灌区冬小麦和玉米蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,同时运用SPSS软件,计算灌区作物需水量与气象因子的相关系数,分析结果表明:冬小麦整个生育期蒸发蒸腾量平均值为634.04 mm,蒸发蒸腾量最高峰出现在4月中旬—5月中旬,灌区各分区蒸发蒸腾量趋势基本一致;玉米蒸发蒸腾量平均值为525.22 mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬—8月下旬,其中三原最大为535.97 mm,富平最小为514.68 mm;灌区冬小麦在播种—越冬期灌溉需水量最低,返青—拔节期需水量增加;灌区玉米在拔节—抽雄期需水量增加,灌溉平均需水量为133.04 mm;7月—8月为籽粒形成乳熟期,需水量为359.15 mm,至9月下旬,玉米灌溉需水量下降;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,气温、日照时数和相对湿度是影响作物需水量的主要因素.     

滴灌条件下冬马铃薯需水规律及作物系数试验研究

根据2010—2011年田间试验资料,应用实测法测算马铃薯作物系数,并对FAO推荐的作物系数按气象因子和株高2个主要影响因素修订。结果表明,低纬高原山区冬马铃薯全生育期的作物需水量为172.9mm,马铃薯在初始生长期、生育中期和成熟期的实测作物系数分别为0.3、1.06和0.72,其中发棵期—结署期的作物系数最大。实测法适用于低纬高原山区作物需水量及作物系数的测算。     

区域灌溉需水量时空变化特征及其影响因素研究——以鲁西北地区为例

【目的】探寻鲁西北地区灌溉需水量时空分布特征及影响因素。【方法】选取冬小麦为研究对象,利用Penman-Monteith公式对鲁西北地区灌溉需水量进行计算,应用Mann-Kendall突变检验法分析其变化趋势,得出鲁西北地区灌溉需水量的时间分布规律,使用反距离权重插值法得出灌溉需水量空间分布规律,并利用Pearson相关分析法对各气象因素对灌溉需水量的影响程度进行分析比较。【结果】(1)鲁西北地区的年平均灌溉需水量为339 mm,年际变化呈上升趋势;(2)灌溉需水量空间变化呈带环状分布,各生育期内规律不相同;(3)相对湿度和日照时数是影响鲁西北地区灌溉需水量较为重要的因素,分别呈极强负相关与较强正相关。【结论】鲁西北地区冬小麦灌溉需水量逐年缓慢上升,由东北到西南递增;各站点降水量在播种期、返青期和拔节期内均不满足需水要求,需要人工灌溉补给。     

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。     

风沙区参考作物需水量的计算

根据国内外相关的研究成果 ,分析选择并确定了适宜于风沙区参考作物需水量 (ET0 )的计算模式。利用典型风沙区的气象资料 ,对多年逐旬参考作物需水量及 2 0 0 1年春小麦与春玉米生育时段内逐日参考作物需水量进行了分析计算。结果表明 ,FAO最新修正的 Penman-Moteith公式可较好地用于风沙区参考作物需水量的估算 ,一般 ET0 值在年内与年际间变化较大 ,最高值发生在 6月上旬左右 ,多年平均为 5 .82 mm/ d,最低值发生在 1月上旬 ,多年平均 0 .43 mm/ d左右 ,年内各日 ET0 值受气象因素的影响变幅很大 ,因此 ,精确灌溉应设法提高短期天气预报和灌溉预报的精度     

基于CROPWAT模型的玉米需水量及灌溉制度研究

【目的】研究黑龙江西部气候变化对玉米需水量影响及不同降雨年型下喷灌、膜下滴灌的灌溉制度。【方法】基于黑龙江省肇州县1988—2015年气象资料、作物参数和土壤数据,利用Mann-Kendall趋势检验法分析了玉米生育期内各气象因素变化规律,结合CROPWAT模型研究了黑龙江省西部玉米需水量、有效降雨量和灌溉需水量的年际和各生育期间的变化规律并总结归纳了导致这些变化的气象原因,分析了不同降雨年型作物需水量与有效降雨量的耦合度并制订了相应的喷灌和膜下滴灌灌溉制度。【结果】(1)玉米生长期内,月平均最高温度和月平均最低温度显著升高,月平均风速显著降低;(2)玉米生长期内需水量受最高温度影响,以8.72 mm/10 a的速率增长,变化范围为374.7~537.0 mm;(3)特枯水年、枯水年、平水年和丰水年的需水量分别为500.3、470.8、442.8、395.4 mm。(4)不同降雨年型作物需水量与有效降雨量的耦合度总体呈先升增大后减小的变化趋势;(5)喷灌条件下,特枯水年、枯水年和平水年的灌溉净定额分别为187.4、125.4、49.2 mm;(6)膜下滴灌条件下,特枯水年、枯水年和平水年的灌溉净定额分别为163、95.6、35.8 mm。【结论】在气候变化背景下,该地区有效降雨呈减小趋势,玉米需水量呈增大趋势,除丰水年外,有效降雨量难以满足玉米的需水要求,在农业生产中应根据不同降雨年型在抽雄期和灌浆期进行适量灌溉来保证玉米稳产、高产。     

水稻昼夜需水规律研究

<正> 水稻是我国南方的主要灌溉作物,其耗水量占总耗水量的大部分。在可用水量不断减少,需水量不断增加的今天,研究水稻需水量的变化规律,找出影响水稻需水量的主要因素,寻求计算水稻需水量的实用方法,显得日趋重要。水稻需水量受气象因素、环境条件、生育阶段等多种因素的影响,但它也应该有自己的规律。过去,我国许多学者对水稻各生育阶段的需水量变化规律以及日需水量变化规律进行了研究,但没有研究水稻需水量在一天内不同时间的变化     

河西走廊地区春小麦需水量驱动因素分析

河西走廊地区水资源短缺已经成为制约农业发展,生态环境恶化的最主要影响因素,因此研究影响作物需水量的影响因素对于实现节水灌溉,水资源优化配置,改善生态环境具有重要意义。根据河西地区14个气象站的多年逐日气象数据资料和河西地区的主要地理要素资料,运用FAO-56Penman-Monteith公式计算春小麦需水量。基于GIS对影响春小麦需水量的13个因素进行空间采样并进行因子分析,结果表明第一主因子为气象因子,贡献率达55%,第二、三因子分别为风速和地理因子,贡献率分别为17%和13%,气象要素为河西地区影响小麦需水量的主要因素。对河西地区各气象站影响春小麦的气象因素进行分析,结果表明影响春小麦需水量的主要气象要素为相对湿度、风速和生育期总日照时长,不同地理位置和不同气象要素对春小麦需水量的影响大小会有所变化。     

金沙江干热河谷区(云南境内)夏玉米需水量的变化特征

选取金沙江干热河谷区(云南境内)9个气象站54 a气象数据资料,采用Penman-Monteith公式计算参考作物需水量,探讨夏玉米需水量的变化特征,分析了气候因素对需水量的影响。结果表明:金沙江干热河谷区(云南境内)1-12月各月平均参考作物蒸散量为56.1～155.2 mm,大部分站点年内变化呈单峰型曲线,巧家、东川呈双峰型曲线;夏玉米全生育期平均需水量为425.07 mm,需水量呈下降趋势,下降幅度为0.584 mm/a;夏玉米各生育阶段均存在不同程度的水分亏缺,在生长中期尤为严重。研究区元谋、东川需水量最大,鹤庆、永胜需水量最小,大部分站点夏玉米需水量呈下降趋势,其中永仁、元谋、巧家、东川下降趋势显著;日照减少是影响夏玉米需水量呈下降趋势的主要因素。     

内蒙古达茂旗饲草燕麦需水规律与灌溉定额

为内蒙古达尔罕茂明安联合旗(以下简称达茂旗)地区饲草燕麦的灌溉提供科学依据。采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,分析30 a(1991—2020年)的气象数据,针对内蒙古达茂旗地区的饲草燕麦需水规律和灌溉定额进行研究。内蒙古达茂旗饲草燕麦第1、第2茬和全生产期需水量分别为497、422 mm和919 mm,需水强度分别为5.5、4.1 mm/d和4.8 mm/d,灌溉需水量分别为435、292 mm和728 mm,灌溉定额分别为512、344 mm和857 mm。