新疆北部荒漠地区春小麦、甜菜需水量与需水规律研究

新疆北部阿勒泰草原的农牧业生产主要是在荒漠瘠薄的土地上开发和发展起来的,通过对联合国＂2817项目＂1990年-1992年春小麦和甜菜灌溉试验数据进行分析比较,初步得到该区域春小麦和甜菜土壤水分与生长发育及产量关系。结果表明：春小麦和甜菜的最优灌溉定额分别为433.7和251.2mm,需水系数为1.7和0.22。最大需...     

气候变化条件下石羊河流域农业灌溉需水量的模拟与预测

根据石羊河流域及周边共11个气象站点1959—2012年的逐日气象资料,利用大气环流模型Had CM3的输出和SDSM统计降尺度模型,生成A2、B2两种排放情景下未来石羊河流域各站点2020 s,2050 s和2080 s的ET0和降水日值;使用作物系数法,扣除有效降雨量,计算现状和未来不同作物净灌溉定额、流域净灌溉需水量和耗水量;应用反距离加权插值法(IDW)研究作物净灌溉定额的空间分布特征。结果表明,石羊河流域小麦、玉米、甜椒、棉花、胡麻和苹果的多年平均作物净灌溉定额都呈现从西南到东北递增的趋势,预测未来气候变化情景下,6种典型作物净灌溉定额呈增加趋势;多年平均流域净灌溉需水量为12.65×108m3,多年平均耗水量为15.42×10~8m~3;在种植结构维持现状条件下,预计2020 s,2050 s和2080 s,在Had CM3模式的A2情景下净灌溉需水量分别为13.45×108m3、15.02×10~8m~3、16.94×10~8m~3,耗水量分别为15.53×10~8m~3、16.65×10~8m~3、18.18×108m~3,B2情景下净灌溉需水量分别为13.55×108m3、14.63×10~8m~3、15.51×10~8m~3,耗水量分别为15.56×10~8m~3、16.34×10~8m~3、17.00×108m3~,未来流域净灌溉需水量和耗水量都呈明显上升趋势,且A2情景下的上升幅度大于B2情景。石羊河流域的农业灌溉需水在未来将持续增加,2050 s之后增加趋势更为显著。     

石羊河流域主要作物的需水量及需水规律的研究

试验于2008年在甘肃武威进行,采用水量平衡法在充分灌溉的条件下研究了石羊河流域春小麦、春玉米、制种油葵、色素辣椒、小麦/玉米带田等5种作物的需水量及需水规律,并根据作物生育期需水规律提出了适宜的灌溉制度.试验结果表明,春小麦全生育期需水量为480.5 mm,需水关键期为拔节期和抽穗开花期;春玉米需水量为569.0 m...     

甘肃省主要农作物需水量时空变化特征分析

采用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式,计算出甘肃省1960～2000年主要农作物(春、冬小麦,玉米,马铃薯)生育期内逐日需水量,统计分析其时空变化特征和不同作物生育期日均需水量变化规律。研究表明,随纬度的增加作物需水量增大,需水量高值区对应甘肃省的干旱、半干旱地区。作物需水量在近40a内呈现下降的趋势,并且河西地区下降趋势明显大于河东。对几种作物的逐日需水量分析发现,出苗～开花期,作物日需水量缓慢增大;开花～乳熟为需水高峰期,进入作物生长旺盛阶段,乳熟期后日需水量迅速下降。     

滴灌大豆需水规律及灌溉制度研究

在滴灌条件下,分别设置295 mm、345 mm、395 mm、445 mm这4个不同的灌水处理;同时设置1个沟灌处理为对照,对不同灌水量处理的大豆田间土壤水分动态及大豆田间耗水规律进行分析研究,初步确立在石河子地区,滴灌大豆适宜的灌溉制度参数为:灌溉定额为395～445 mm,灌水定额为35～45 mm,苗期和成熟期取下限,灌水周期为7 d;花荚期和鼓粒期取上限,灌水周期5 d,整个生育期灌水13次.     

近30a河东地区极端气温时空变化

利用61个气象站1988—2017年逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendal检验、滑动t以及相关分析方法,对河东地区极端气温事件的时空变化特征进行研究,结果表明:①河东地区近30 a日最高气温的极大(小)值、日最低气温的极大(小)值、年平均最高(低)气温、夏日日数、热夜日数、暖昼(夜)日数、气温日较差、暖日持续日数、生物生长季呈现增大(加)趋势,霜冻日数、冰冻日数、冷昼(夜)日数、冷日持续日数呈现减小(少)趋势;②暖指数的变暖幅度大于冷指数,昼指数的变暖幅度大于夜指数,陇东高原地区变暖幅度最大,甘南高原地区变暖幅度最小;③多数指数的突变点在20世纪90年代中后期和21世纪初期;④多数极端气温指数与经度和海拔高度显著相关,河东地区极端气温指数的变化与区域性增暖有密切联系。     

风沙区灌溉与非灌溉紫花苜蓿地土壤水分时空变化分析

水分是干旱、半干旱地区植被建设中最重要的生态因子,而在西部干旱地区农业灌溉中,存在水资源有效利用率低、浪费严重的问题。对比分析了风沙区有、无灌溉情况下的土壤水分,结果表明:灌溉地和非灌溉地剖面内土壤水分变异系数随着土层深度的增加均呈现出降低的趋势。灌溉只对0-60 cm土壤水分有影响。4-10月灌溉和非灌溉紫花苜蓿地0-20 cm层土壤含水量呈多"W"型,20-60 cm层土壤含水量大致呈"V"型,60-100 cm层土壤含水量为平稳型,0-1m土层储水量的变化呈"V"型。土壤水分季节动态变化可划分为3个时期:土壤水分消耗期(5-6月);土壤水分积累期(7-9月);土壤水分稳定期(10月至次年4月)。灌溉制度还有待进一步研究。     

水稻旱作栽培方式及调亏灌溉指标试验研究

1998－1999年，对水稻旱作栽培技术中的地膜覆盖，露地栽培与水作稻进行对比试验研究，结果表明，水稻旱作在正常年份比水作稻耕水量减少50％－60％，节省灌溉水40％－50％，灌溉水生产效率提高1．5－2．5倍，其效益优于玉米、大豆等旱作物。通过对水稻旱作不同调亏灌溉指标对比试验，初步摸清了旱作水稻需水量及需水规律，掌握了水稻旱作需水量与产量的变化规律，找出了水稻旱作各生育期土壤水分的适宜灌溉指标，为水资源不足地区发展水稻生产提供了科学依据。     

T-ET函数法作物需水规律和灌溉制度模型研究

以阿克苏苜蓿灌溉制度制定为例进行了研究,利用Penman-Monteith公式,通过建立作物生长天数与作物需水量的函数T-ET,构建了T-ET函数法作物灌溉制度模型。结果显示:采用32#喷嘴,射程20m,流量4.71 m3/h,有效控制面积315 m2,灌溉强度14.95 mm/h的喷灌设计,通过计算,该地区苜蓿年灌溉次数为25次,设计灌溉总量为750mm。结论表明通过灌溉制度模型可以快速地得到该地区苜蓿的需水规律和相应灌溉制度,该方法对于缺乏灌溉实验资料的区域及作物,简捷地制定出较合理的灌溉制度,具有较强的实用性。     

近42a珠穆朗玛峰地区极端气温事件的时空变化

选取西藏珠穆朗玛峰(珠峰)地区5个气象站点1971—2012年逐日最高、最低气温资料,采用反距离权重插值法、线性回归和Mann-Kendall检验等方法,分析珠峰地区极端气温事件的时空变化。结果表明:近42 a西藏珠峰地区极端最高气温、最高气温的极小值、极端最低气温和最低气温的极大值都呈上升趋势,为0.30~0.64℃·(10a)~(-1),以极端最低气温升幅最大。霜冻和结冰日数分别以-4.99 d·(10a)~(-1)和~(-1).24 d·(10a)~(-1)的速度显著减少,主要表现在南坡。生长季长度呈现出明显的延长趋势,为4.81 d·(10a)~(-1)。气温日较差趋于减小,平均为0.08℃·(10a)~(-1)。冷昼(夜)日数明显减少,幅度为-6.54 d·(10a)~(-1)〔-8.87 d·(10a)~(-1)〕;暖昼(夜)日数显著增加,增幅为8.17 d·(10a)~(-1)〔12.07 d·(10a)~(-1)〕。在10 a际变化尺度上,珠峰地区极端气温暖指数呈增加趋势,而极端气温冷指数趋于下降。在时间转折上,极端最高气温、生长季长度突变点,分别发生在1980年和1984年,其他指数的突变点出现在1990年代。     

基于相对湿润指数的云南省季节性干旱变化特征

利用云南省31个气象站1961—2016年逐日气象资料,计算各站点相对湿润指数(MI),采用Mann-Kendall检验、GIS反距离加权插值和偏相关系数法分析了云南省气象干旱时空变化特征及成因。结果表明:(1)云南省年平均MI为-0.08,平均干旱站次比为30.39%,年干旱呈上升趋势;冬季MI最小(-0.73),干旱站次比最高(52.58%);夏季MI最大(0.69),干旱站次比最低(6.12%)。春旱呈减弱趋势,夏旱、秋旱、冬旱呈增强趋势。(2)年尺度上,除会泽、沾益等少数地区外,均处于无旱等级;全省春季以中旱、轻旱为主;夏季、秋季无干旱发生;冬季以重旱为主。年干旱频率呈自西南向东北递增趋势,平均频率为54.9%,春旱频率在80%以上,夏旱频率小于20%,秋旱也呈西南低东北高的趋势,平均频率为35.6%,冬旱平均频率达92.6%。(3)相关性分析显示,降水量、相对湿度与MI呈极显著正相关(P<0.01),日照时数与MI呈极显著负相关(P<0.01),均是云南省MI的主要驱动因子,温度对MI的影响较小。     

吉林省旅游气候舒适度时空差异分析

气候舒适程度、持续时间以及在吉林省的时空差异,直接影响吉林省不同地区的旅游业的发展。文中利用吉林省29个站点1961-2009年近50年的气候资料,采用风寒指数、舒适度指数、着装指数等指标,对吉林省各地区不同月份旅游气候舒适度进行了分析,并利用偏离度模型和模糊综合评价法对吉林省旅游气候舒适度进行时空差异分析。得出吉林省大部分地区最舒适月份为5～9月份,只有少数地区舒适期较短为6、7、8三个月,东、中、西部存在一定时空差异。     

秋灌对冻融期土壤水盐热时空变化规律影响及灌水效果评价

为探究河套灌区秋灌条件下冻融期土壤水盐热变化规律及其灌水效果,采用田间试验的方法,对秋灌前至土壤冻融结束期间温度变化下水盐运移规律及玉米播种前的土壤水盐热条件进行了研究分析。结果表明:冻融期各层土壤温度在各时段具有相同的变化趋势,土壤温度的变化直接影响到水盐的运移过程;冻结期在温度梯度作用下非冻结区水分向冻结区运移使得冻结区土壤含水率增加,平均增幅4.02%~18.18%;进入消融期后上层土壤出现返浆现象,0~10 cm土壤含水率平均较冻结期增加11.54%~111.15%;随着温度的升高,在水势梯度的作用下盐随水向表层运移出现春季返盐现象;秋灌后土壤盐分被淋洗到作物根系层以下,但还存在于田间,所以冻结期随着水分的上移,根系层以下盐分又被带到上层土壤中,各土层含盐量平均增幅11.19%~50.19%;消融结束后下层土壤由于消融水下渗,盐分随之向下运移,20~100 cm土层含盐量平均降幅15.71%~44.95%,呈现脱盐趋势。研究表明秋灌灌水定额为1 500 m3·hm-2播前土壤水、盐、热状况较适宜于灌区玉米覆膜沟灌种植模式。     

直插式根灌的土壤水分时空分布与节水效率

在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm20 cm40 cm60 cm100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d~(-1)、0.19%·d~(-1)和0.17%·d~(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。     

气候变暖背景下青海省春季干旱时空变化

基于1961-2018年35个气象台站观测资料,分析了青海省农牧区无雨日数、干旱次数时空演变特征,结果表明:①1961-2018年青海省春季平均气温呈升高趋势、降水呈增多趋势,无雨日数空间差异明显,其中,东部农业区、牧业区无雨日数总体无明显变化趋势。②近57 a,东部农业区轻旱、中旱、特旱发生次数均无明显趋势性变化,仅重旱略有增加,进入21世纪以来,东部农业区轻旱、重旱发生次数呈增加趋势,农业区各等级干旱次数呈南多北少的空间分布。③近57 a,青海省主要牧业区出现干旱总次数及不同等级干旱次数均呈减少趋势。其中,轻旱减少最为明显,而牧业区各等级干旱次数呈北多南少的分布。④青海省春季出现灾损的旱灾次数呈减少趋势,减少率为2.4次·(10a)^-1。其中,东部农业区出现灾损的旱灾次数最多。⑤近57 a青海省牧业区干旱发生次数在1981年前后存在明显的突变现象,而东部农业区无明显的突变现象。     

河北省棉花气候风险度及其变化趋势分析

为了更好地探讨河北省棉花生产中气候风险的时空分布规律,利用河北省21个棉花种植县1970—2011年气象和棉花产量数据,对棉花各个发育期气温、降水、日照及气候风险度及其时空变化趋势进行分析。结果表明：棉花各气候要素风险度降水最大,为0.138～0.267;其次为温度,为0.007～0.173;日照最小,为0.019～0.04。各个发育时期中各气候要素风险度不同,风险度时空变化趋势也有很大差别;风险度空间分布有明显的区域性特征,南部棉区高于中北部棉区,从历史变化趋势看降水风险度苗期和花铃期上升,其它发育期下降,其中蕾期、吐絮期下降比较明显;气温风险度除花铃期略上升外,其它略有下降;日照风险度除播种期外,均有上升趋势。该研究结果对于河北省棉花生产布局与科学决策具有重要的参考意义。     

陕西省1980-2006年气候变化时空特征研究

基于陕西省1980-2006年97个气象站点地面观测的降水和气温数据分析近27年陕西省气候变化的时空特征。结果表明：（1）陕西省年平均气温和降水量空间分布格局均呈随纬度增加而逐步减少,陕西省南部水热条件明显好于北部。（2）近27年来陕西省年平均气温上升趋势明显,平均每年上升0.0566℃,陕北增温幅度略高于陕南;降水量...     

云南水稻上检测到南方水稻黑条矮缩病毒

南方水稻黑条矮缩病(Southern rice black streaked dwarf disease)是我国南方稻区一种新的水稻病毒病害.自2001年在广东省阳西县首次发现以来,该病危害范围逐年扩大,2009年我国湖南、江西、广东、广西、海南、浙江、福建、湖北和安徽9个水稻主产省(区)及越南北部19个省发病面积约33.33万hm2,基本绝收面积0.67万hm2[1,2],对水稻生产威胁巨大.     

Implications of future climate change on crop and irrigation water requirements in a semi-arid river basin using CMIP6 GCMs

Agriculture faces risks due to increasing stress from climate change, particularly in semi-arid regions. Lack of understanding of crop water requirement (CWR) and irrigation water requirement (IWR) in a changing climate may result in crop failure and socioeconomic problems that can become detrimental to agriculture-based economies in emerging nations worldwide. Previous research in CWR and IWR has largely focused on large river basins and scenarios from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 3 (CMIP3) and Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) to account for the impacts of climate change on crops. Smaller basins, however, are more susceptible to regional climate change, with more significant impacts on crops. This study estimates CWRs and IWRs for five crops (sugarcane, wheat, cotton, sorghum, and soybean) in the Pravara River Basin (area of 6537 km²) of India using outputs from the most recent Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) General Circulation Models (GCMs) under Shared Socio-economic Pathway (SSP)245 and SSP585 scenarios. An increase in mean annual rainfall is projected under both scenarios in the 2050s and 2080s using ten selected CMIP6 GCMs. CWRs for all crops may decline in almost all of the CMIP6 GCMs in the 2050s and 2080s (with the exceptions of ACCESS-CM-2 and ACCESS-ESM-1.5) under SSP245 and SSP585 scenarios. The availability of increasing soil moisture in the root zone due to increasing rainfall and a decrease in the projected maximum temperature may be responsible for this decline in CWR. Similarly, except for soybean and cotton, the projected IWRs for all other three crops under SSP245 and SSP585 scenarios show a decrease or a small increase in the 2050s and 2080s in most CMIP6 GCMs. These findings are important for agricultural researchers and water resource managers to implement long-term crop planning techniques and to reduce the negative impacts of climate change and associated rainfall variability to avert crop failure and agricultural losses.