山西省大面积推广北方能源生态模式技术的思考

北方能源生态模式是一项高效的生态农业技术。该技术在山西省已推广近667 hm²(万亩)，经济、能源、生态环境和社会等综合效益十分显著。但是，现在的推广速度远远不能满足农业生产发展的需要。面对国内外农产品市场激烈竞争和我省生态环境脆弱及农民收入增长缓慢的严峻形势，迫切需要大面积推广这一技术。因此，针对推广中存在的问题，应采取加强宣传、扩大规模，典型引路、整体推进，多方集资、加大投入，扩大队伍、强化服务，加强技术培训，市场化引导、产业化发展等相应对策，大力推广这一技术。     

基于HHT变换的PSO-LSSVM耦合模型估算气象资料短缺地区ET_0

为准确估算气象资料短缺地区参考作物腾发量,构建了一种基于HHT变换的PSO-LSSVM耦合模型,并利用新疆和田气象站2000—2009年单日数据做训练、双日数据做验证。结果表明,该模型估算ET0方法明显优于常规的PSO-LSSVM和GRNN,预测精度较二者分别提高了15.7%~85.6%和15.8%~93.7%;该方法预测ET0的气象要素重要性为RsTmaxTminRHWn,利用该方法对气象要素组合为Tmax/Tmin/RH/Wn、Tmax/RH/Wn、Tmin/Wn、Wn条件下的ET0预测,MSE分别为0.407、0.185、0.149、0.135,说明该方法可以很好地估算资料缺失地区ET0。     

收获期木薯地耕作层土壤硬度的试验研究

采用田间物理测定和数理统计分析方法,测定了收获期木薯种植地耕作层不同深度的土壤硬度,建立了耕作层深度与土壤硬度的数学模型,分析了土层深度对土壤硬度的影响规律。结果表明:建立的木薯地耕作层土壤硬度与深度的数学模型精度高,硬度与深度基本上成3次方的非线性关系;采用盖膜方式种植的木薯地,其土壤硬度先随土层深度的增大而增大,后随土层深度的增大而缓慢增大或减小;不采用盖膜方式种植的木薯地,其土壤硬度先随土层深度的增大而减小,后随土层深度的增大而增大,最后又随土层深度的增大而减小。     

资料缺乏地区水功能区纳污能力计算——以都匀市清水江为例

水功能区限制纳污红线的确立是实行最严格水资源管理制度的重要组成部分。然而在河流纳污能力量化的过程中往往因为流量、流速等数据的缺失或不足导致计算结果不够准确。SWAT分布式水文模型可以通过DEM生成河网并结合气象等数据计算出河道的流量和流速,模型的这一优势能够很好地解决目标河道水文资料缺乏的问题。以黔南州都匀市清水江为例,通过构建SWAT模型和一维水质模型计算出该河流各个水功能区的纳污能力,研究结果可为该河流的水污染总量控制提供数据支撑。     

卷盘式喷灌机卷盘驱动负载计算与分析

为优化卷盘式喷灌机驱动结构,研制高效卷盘喷灌机驱动器,需要对卷盘式喷灌机的卷盘负载情况进行计算和分析。为此,以软管牵引式卷盘喷灌机为对象,建立了卷盘负载转矩计算的物理模型,理论推导了在运行时的卷盘负载转矩数学计算模型。以JP50和JP75型卷盘式喷灌机为例,按推导所得数学模型进行计算,得到了运行时卷盘负载转矩随已回卷PE管长度的变化规律和估计值。计算结果表明:JP50型卷盘式喷灌机运行时最大负载转矩约为960N·m,JP75型为6 001N·m;卷盘负载转矩随已回卷长度的增加而减小,且当卷盘回卷半径变化时,负载转矩将突然变大;负载转矩的大小和变化规律只与喷灌机的参数和运行条件有关,与运行时的速度无关。     

区域农业水资源恢复力可变模糊评价模型

区域农业水资源系统是与自然及人类活动紧密联系的复杂适应系统,不断与周围环境发生物质、能量和信息因素方面的交换和作用。以黑龙江省农垦红兴隆管理局12个农场为研究基点,运用主成分-相关分析法筛选评价指标,构建农业水资源恢复力评价指标体系,采用CRITIC法确定指标权重,结合可变模糊模型评价方法对其农业水资源系统恢复力进行评价,并利用ArcGIS技术对其进行分区,结果表明:双鸭山、八五三、北兴和八五二农场的农业水资源恢复力为Ⅱ级,饶河、二九一、五九七、红旗岭、友谊、江川、宝山和曙光的农业水资源恢复力为Ⅲ级。研究成果揭示了当地农业水资源系统力恢复情况,为农业水资源系统恢复力研究提供了一种新的研究模式。     

基于RAGA的PPC模型在黑土区玉米调亏灌溉评价中的应用

调亏灌溉作为一种行之有效的节水灌溉方式,对黑土区农业水资源的可持续高效利用具有重要意义。而调亏灌溉方案的优劣取决于它的综合效果,难以直观评价。以2013年在黑龙江省红星农场进行的玉米调亏灌溉技术效应的试验研究为基础,选取了8个评价指标,采用投影寻踪分类模型(PPC),利用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化其投影方向,根据投影函数值得到各评价指标对综合评价的贡献大小对不同调亏处理的各项指标进行排序。结果表明:苗期水分调亏程度为田间持水量60%的处理为最佳调亏灌溉方案,产量和水分利用效率比适宜调亏灌溉处理分别提高了2.11%和6.42%。研究结果可为黑土区玉米灌溉管理提供科学依据。     

径流资料缺乏地区水资源配置研究——以都匀市为例

水资源合理配置是解决水资源分配不均,缓解水资源供需矛盾,提高水资源利用效率的有效途径。然而由于缺乏实测径流资料,区域无法合理量化乃至分配水资源,造成缺乏与浪费并存的现象。为此,以都匀市为例,利用清水江下游黔南州下司水文站的实测资料构建了SWAT分布式水文模型,通过相关系数及纳西效率系数验证了模型的精度,得到了可用作水资源配置基础资料的都匀市境内各干支流长系列流量数据。通过量化水资源系统中各部门的供需并连接相关关系,建立了基于水量平衡的WEAP水资源配置模型,并预测了现状2010年至远景2030年的区域水资源供需平衡情况。结果表明:针对径流资料缺乏地区,应用水文模型模拟径流数据进行水资源配置的方法,能够定量分析不同供需情况下的水资源分配矛盾,可以为区域水资源管理及社会可持续发展规划提供指导。     

微分响应在降雨误差修正中的应用

误差修正是实时洪水预报研究和应用中的重要内容,从修正模型降雨输入角度出发,提出了一种基于微分响应的降雨误差修正方法,并通过实例论证了该方法修正降雨量的适用性。该方法通过计算降雨所对应模型的微分响应来修正降雨,从而修正出口断面流量过程。将该修正方法结合新安江模型,对闽江建阳流域的19场历史洪水进行了有效性检验,结果表明:此方法对洪量、洪峰的修正效果明显,且能够显著提高洪水预报的合格率,修正后合格率由63.2%提高到94.7%。     

APSIM模型对宁夏海原地区草田轮作系统的适应性

为验证APSIM模型对宁夏海原地区草田轮作系统的适用性,基于10年生苜蓿(Medicago sativa)与小麦(Triticum aestivum)、谷子(Oryza sativa)草田轮作试验数据和同期气象资料,运用APSIM模型对系统进行了模拟。通过试错法和文献记载完成了苜蓿、小麦和谷子几个品种的参数本地化。用统计和图形校验方法评价了APSIM模型模拟结果的可靠性和准确性。结果表明,谷子-小麦-小麦(MWW)、小麦-谷子-小麦(WMW)、谷子-谷子-小麦(MMW)、谷子-小麦-谷子(MWM)、小麦-谷子-谷子(WMM)、小麦-小麦-谷子(WWM)6种轮作方式下产量实测值和模拟值的决定系数R2值范围在0.83至0.98之间,D值范围在0.94至0.99之间,表现出了良好的相关性和一致性。土壤含水量实测值和模拟值的决定系数R2值范围在0.52至1之间,D值范围在0.92至0.97之间,相关性和一致性表现良好。表明APSIM模型对宁夏海原地区苜蓿与小麦、谷子轮作具有较好的模拟能力,可以用来模拟分析该地区草田轮作系统生产潜力和土壤水分动态,对该地区气候变化影响下草田轮作的优化管理具有一定指导意义。