甘肃省小麦水分平衡及其时空分布模式

以县域为基本单元,采用农田水量平衡模型,对甘肃省1961至2001年冬、春小麦自然降水条件下的水分平衡进行了逐月计算,并对其时空分布模式进行了研究。结果表明:甘肃省多年平均冬小麦需水量为464.47mm,亏水量144.42mm,盈水量3.75mm;春小麦需水量为443.83mm,亏水量262.87mm,盈水量0.00mm。降水不能满足小麦生长的需求,亏水是其水分平衡的首要特征;5～6月是甘肃省冬、春小麦的亏水高峰期,且冬小麦盈亏水量的稳定性低于春小麦;全生育期冬小麦以中度水分亏缺频率为最高,春小麦则以重度为主;甘肃省冬、春小麦的需水量、亏水量与水分亏缺率均呈由东南向西北递增的趋势。     

PELIMINARY ANALYSES FOR CROP WATER CONSUMPTION BY USING LYSIMETER

Ｉ.ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＨｕａｎｇ-Ｈｕａｉ-ＨａｉＰｌａｉｎｉｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｉｓａｃｒｕｃｉａｌａｒｅａｉｎｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｂｏｕｔｏｎｅ-ｆｉｆｔｈｏｆｔｏｔａｌｓｔａｔｅｆｏｏｄ[4],ａｎｄｉｔｉｓｆａｃｉｎｇａｓｅｒｉｏｕｓｗａｔｅｒｓｈｏｒｔａｇｅｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｄｕｅｔｏｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｓｔｕｄｙｉｎｓｏｉｌ-ｐｌａｎｔ-ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｃｏｎｔｉ…     

松嫩平原西部典型农田需水规律研究

采用联合国粮农组织最新推荐的模型方法(FAO56),利用近10年的日气象资料对松嫩平原西部玉米、大豆、高粱等作物近10年的农田逐日需水量进行了系统研究。得出了本区不同作物的需水规律,并根据当地的有效降雨量,获得了不同作物不同时段的水分亏缺规律,为节水灌溉和提高作物产量提供科学依据。     

Quantitative estimation of climate change effects on potential evapotranspiration in Beijing during 1951-2010

Climate change is likely to affect hydrological cycle through precipitation, evapotranspiration, soil moisture etc. In the present study, an attempt has been made to study the climate change and the sensitivity of estimated evapotranspiration to each climatic variable for a semi-arid region of Beijing in North China using data set from 1951 to 2010. Penman-Monteith method was used to calculate reference crop evapotranspiration (ETo). Changes of ETo to each climatic variable was estimated using a sensitivity analysis method proposed in this study. Results show that in the past 60 years, mean temperature and vapor pressure deficit (VPD) were significantly increasing, relative humidity and sunshine hours were significantly decreasing, and wind speed greatly oscillated without a significant trend. Total precipitation was significantly decreasing in corn season (from June to September), but it was increasing in wheat season (from October to next May). The change rates of temperature, relative humidity, VPD, wind speed, annual total precipitation, sunshine hours and solar radiation were 0.42℃, 1.47%, 0.04 kPa, 0.05 m·s-1, 25.0 mm, 74.0 hours and 90.7 MJ·m-2 per decade, respectively. In the past 60 years, yearly ETo was increasing with a rate of 19.5 mm per decade, and total ETos in wheat and corn seasons were increasing with rates of 13.1 and 5.3 mm per decade, respectively. Sensitivity analysis showed that mean air temperature was the first key factor for ETo change in the past 60 years, causing an annual total ETo increase of 7.4%, followed by relative humidity (5.5%) and sunshine hours (-3.1%); the less sensitivity factors were wind speed (0.7%), minimum temperature (-0.3%) and maximum temperature (-0.2%). A greater reduction of total ETo (12.3%) in the past 60 years was found in wheat season, mainly because of mean temperature (8.6%) and relative humidity (5.4%), as compared to a reduction of 6.0% in ETo during corn season due to sunshine hours (-6.9%), relative humidity (4.7%) and temperature (4.5%). Increasing precipitation in the wheat season will improve crop growth, while decreasing precipitation and increasing ETo in the corn season induces a great pressure for local government and farmers to use water more efficiently by widely adopting water-saving technologies in the future.     

民勤咸水灌溉及SWAP模型模拟研究

 采用0.8 g·L-1和5 g·L-1浓度咸水对民勤传统作物黄河蜜进行咸水灌溉试验。通过野外试验和实验室分析,评价了咸水灌溉对土壤性质和作物产量的影响,校正了SWAP模型并对相关因子进行了模拟分析。研究结果显示,尽管基于当地种植经验的灌水量与基于潜在蒸发蒸腾量（ET0）及根据田间持水量计算的需水量有一定差异,但灌溉水质和灌水量与田间产量具有较好的一致性;0.8 g·L-1处理的水利用效率高于5 g·L-1处理,湿润年的水利用效率高于干旱年;模拟结果显示,SWAP模型对不同试验处理和不同气候条件下的土壤性质和作物产量模拟效果较好。由此得出结论,在民勤可以利用SWAP模型模拟不同环境条件下的土壤水分状况及作物产量,为农田耕作提供理论支撑。     

2000-2015年三江平原主要作物需水量征及影响因素分析

全生育期内作物需水量的研究是农业水资源有效利用和进行合理灌溉的重要依据。基于三江平原22个气象站点2000—2015年逐日气象观测资料及中国区域地面气象要素数据集,利用国际粮农组织 （FAO）Penman-Monteith模型和分段单值平均作物系数法,分别对三江平原水稻、玉米和大豆的作物需水量进行计算,分析作物需水量年际变化特征,采用通径分析法研究作物需水量的变化成因。结果表明：（1）三江平原16 a来年均参考作物蒸散量为537.4 mm,日均为 3.5 mm,呈波动减少趋势。（2）生长季内,水稻在分蘖期需水量最大,为177.1 mm,玉米在七叶期需水量最大,为99.7 mm,大豆在结荚期需水量最大,为96.1 mm;水稻、玉米和大豆的净灌溉需水量分别为195.4 mm、130.8 mm和72.2 mm,对灌溉的依赖程度水稻>玉米>大豆。（3）由通径分析结果可知,三江平原作物需水量的主要影响因素为净辐射、气温和日照时数。     

作物需水量研究进展的回顾与展望

国内外有关作物需水研究的进展情况和相关估算方法,包括研究内容、定量估算方法和数学预测方法,通过其分析论述了各方法的主要原理、特点及局限性,并指出了日前作物需水研究领域存在的主要问题是在非均一下垫面条件下,植被与环境以及植被间的相互作用要比均一下垫面复杂得多。目前的计算模式存在着许多假设,普适性不够,难以推广应用,今后需进一步研究的课题与采取的研究思路主要是改进蒸散计算方法。最后简要介绍了一种利用遥感蒸散模型率定通用陆面模式CoLM来估算区域陆面蒸散量以及陆地耗水量的思路。     

干旱缺水条件下麦田蒸散量的计算方法

本文从试验资料出发,分析了干旱缺水条件下的麦田蒸散规律,以水量平衡方程为基础,且综合考虑影响麦田蒸散的天气条件、土壤水分状况和小麦本身的生物学特性,选用蒸发力、相对土壤有效含水量和作物的叶面积指数三因素建立了干旱缺水条件下麦田蒸散量的计算模型以及农田土壤水分变化的预测方法。     

阿拉尔灌区棉田蒸散量计算模型

根据2000年阿克苏水平衡站有底测坑试验资料，分析了土壤水分有效性函数与土壤相对有效含水率，作物生物学特性函数，与群体叶面积指数的关系，结果表明：（1）土壤水分有效性函数与土壤相对有效含水率呈直线函数关系；（2）作物生物学特性函数与群体叶面积指数呈指数函数关系。选用20cm蒸发器水面蒸发量、作物生物学特性函数和土壤水分有效性函数，应用数理统计方法建立了阿拉尔灌区棉田蒸散量计算模型。该模式仅需常规气象与土壤湿度资料，计算简便，精度较高，便于在缺乏实测资料的地区使用。     

旱作物利用地下水的实验研究

本文依据南通农水试验站的实验资料,统计分析旱作物(小麦、棉花)利用地下潜水量的规律,阐述在发展节水灌溉农业中,应考虑旱作物利用地下水量的问题。     

一个预测冬小麦根系层储水量的概念性模型

基于对SPAC系统的认识,以1995～1996年北京市水利科学研究所永乐店试验站和1993～1994年中国科学院禹城综合试验站冬小麦生长季土壤-作物-大气田间观测数据,对冬小麦根系层水量平衡的概念性模型进行参数确定和实验验证。研究结果表明:本文采用的根系层储水量的预测模型的模拟值与实测值吻合较好,且模型参数较少,形式简单,便于生产实践应用,但是具体的参数须通过田间试验获得。     

山西省中部五大盆地主要作物农田热量、水量盈亏分析

本文根据晋中五大盆地的热量、水量实测数据和当地的实际情况,分析计算了不同耕作制度下主要作物农田热量盈亏量和无灌溉条件下的水量盈亏量。为充分合理利用水热资源,发展农业生产,提供科学依据。     

A STUDY ON FIELD WATER CIRCULATION PATTERN IN THE DRYLAND OF NORTHERN CHINA

Ｉ.ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｒｙｌａｎｄｃｏｖｅｒｓｌａｒｇｅａｒｅａｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｗｉｔｈａｂｏｕｔｏｎｅｔｈｉｒｄｏｆｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ’ｓｔｏｔａｌｆａｒｍｌａｎｄｓ,ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈｒａｉｎｆｅｄｆａｒｍｌａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｃｏｖｅｒｓ2.3(107ｈｍ2.ＴｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｄｒｙｆａｒｍｉｎｇａｒｅａｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ[9],ｉ.ｅ.ｓｕｂｈｕｍｉｄａｎｄｓｌｉｇｈｔｄｒｙａｒｅａ(ａｒｉｄｉｔｙ1.31.6,ａｎｎｕａｌｐｒ…     

Crop water requirements of major crops indryland of northern China

1IntroductionSincetheearlierperiodofthiscentUry,peoplebegantocalculatethecropwaterrequirementSaccordingtotheevaporahonratefromanopenwatersurface,alotofeXPerimentSandresearchesoncropwaterrequirementSandtheirpatternshavebeencAnedoutinmanybranchsciences.Butsofar,theconceptofcropwaterrequirementSstillremainsdiverseandisoftenconfusedwithcropwaterconsumphon.fieldevaporaho4croptTanSpiratioll,andfieldevapoboSPiratioftetc..althoughtheseconceptShavesomesindarihes,theyarenotthesameinfactCropwaterreq…     

科尔沁沙地农田玉米耗水规律研究

首先采用波文比-能量平衡法分析了科尔沁沙地农田玉米(Zeamays L.)不同发育阶段晴天的能量分配特征,在此基础上估算了玉米的蒸散量,并对估算结果和蒸渗仪测定结果进行比较,最后运用作物蒸散量和参考作物蒸散量计算了玉米的作物系数。结果表明:①在玉米的整个生长过程中,能量交换以水分蒸散耗热为主;②根据试验年份的降雨分布情况,该地区的自然降水不能满足玉米对水分需求,玉米各生育阶段水分亏缺比较严重;③科尔沁地区玉米4个生长阶段(苗期、营养期、生殖期、成熟期)的作物系数分别为0.52、0.90、1.13和0.64;④波文比能量平衡法可以较准确的估算玉米农田晴天时的蒸散量。     

干旱地区植被影响沙地水分传输机理及其参数化

从植物生长与水分平衡的关系入手,在土壤水分动力学和近地面空气动力学等学科的研究基础上,依据植物生理生态学原理,探讨了干旱地区植被影响沙地水分传输的机理,初步建立了植被参数化模型和土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输综合模型。主要研究结果如下:①分析了荒漠植物的生长及其动态变化特征,对沙生植物地上部与根系生长,尤其是根系在土壤中的分布进行了量化。②分析了荒漠植物的蒸腾特性及其气孔调节作用机制,指出了土壤水分亏缺是叶片气孔关闭、蒸腾作用降低的主要原因,探讨了植物蒸腾作用与气孔调节之间的复杂关系及其今后的研究重点。③揭示了沙地植被蒸发蒸腾的变化规律;分析了影响沙地植被蒸发蒸腾的生物因素和环境因素的作用。④初步建立了植被参数化和SPAC水分传输综合模型,模拟了植被结构影响冠层能量平衡过程,探讨了植物状态参数、生理参数与蒸发蒸腾的相互关系。     

农田蒸散,土壤蒸发与水分有效利用

本文通过试验研究和模型模拟，对作物生长期间的水分条件，作物蒸散规律，土壤蒸发占蒸散的比例，覆盖的节水效应和灌溉对作物生长的影响进行了研究，对如何科学合理有效地利用水分提供依据。     

农作物分布对南水北调受水区域陆面过程模拟的影响

本文将中国陆面覆盖资料(CLCV)与全球农作物分布资料融合,获取了一套包含小麦、玉米和水稻这些农作 物分布的陆面覆盖资料(CLCV- 3C),并将该陆面覆盖资料以及CLCV 应用于陆面模式CLM针对南水北调受水区域 的数值模拟试验以探讨该区域农作物分布对陆面能量水分过程模拟的影响。结果显示,与原来没有区分这三种主 要农作物分布相比,考虑农作物分布后,小麦区模拟的多年平均净辐射、感热、径流会增加,而蒸散发会减少;玉米 区和水稻区的多年平均净辐射、感热、蒸散发均会增加,而径流会减少。这些研究表明,农作物分布对南水北调受水 区域陆面水分能量过程有不可忽视的影响。     

华北平原7种人工牧草不同气候条件下的耗水规律

本文主要目的是研究华北平原不同气候条件下7种人工牧草的耗水规律。试验于2005-2009年在中国科学院禹城综合试验站进行,牧草品种有一年生牧草黑麦（Secale cereale L.）、小黑麦（× Triticosecale Wittmack）、高丹草（Sorghum biolor × Sorghum Sudanense c.v.）、青饲玉米（Zea mays L.）和籽粒苋（Amaranthus paniculatus L.）,多年生牧草苜蓿（Medicago sativa L.） 和串叶松香草（Silphium perfoliatum L.）。结果显示,苜蓿的Kc值为1.08,其他牧草在0.79-0.94。不同气候条件下的Kc值大小规律为,越年生牧草：湿润〉干旱〉平常;一年生牧草：干旱〉平常〉湿润;多年生牧草：平常〉干旱〉湿润。本文建议青饲玉米和高丹草为夏季播牧草的优选牧草,籽粒苋对气候变化最敏感,干旱和平常季节会减产一半以上。黑麦和小黑麦蒸是冬闲田种植的优选牧草,小黑麦因为耗水量较小,优于黑麦。苜蓿在干旱季节的表现优于串叶松香草,但当降雨达592.9mm以上反而会引起减产。该研究的结果能为牧草在华北平原的种植布局提供科学依据。     

Remote sensing monitoring on regional crop water productivity in the Haihe River Basin

Crop water productivity （CWP） agricultural development in water scarcity is one of the important indicators for sustainable area. There is serious conflict between water sup- ply and requirement in the Haihe River Basin. CWP of winter wheat and summer maize from 2003 to 2007 in the Haihe River Basin is estimated based on large-scale evapotranspiration （ET） and crop yield obtained by remote sensing technology. Spatial and temporal distribution of CWP of winter wheat and summer maize is investigated in this study. Results show that CWP of winter wheat in most parts of the study area varies from 1.02 kg/m3 to 1.53 kg/m3, and CWP of summer maize varies from 1.31 kg/m3 to 2.03 kg/m3. Multi-year averaged CWP of winter wheat and summer maize in the study area is about 1.19 kg/m3 and 1.59 kg/m3. CWP results show certain promotion potential to alleviate the water shortage in the Haihe River Basin. Correlation analysis of CWP, crop yield and ET shows that there is great potential for crop yield promotion without the growth in irrigation water. Large-scale CWP estimated by remote sensing technology in this study shows spatial distribution features, which could be used to real-time agricultural water resource management combined with crop yield and ET.