陕西关中地区参考作物蒸发蒸腾量变化及原因

根据关中地区30个气象站41年的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量（ET0）,分析了陕西关中地区ET0的变化及原因,结果表明,从长期来看,关中地区ET0在减少趋势的基础上表现出周期性变化,从阶段性来看,1980年之前和之后则主要表现为增加趋势。关中地区年内ET0的最大值在1980年前主要出现在6月,1980年以后则主要出现在6月和7月,且以7月为多;1980年后5～8月ET0所占比值在减少,但仍在全年中占50%以上。关中地区平均气温、最高气温和最低气温表现为增加趋势,风速、日照时数和相对湿度表现为减少趋势。关中地区ET0与平均气温、最高气温和最低气温表现为不显著正相关,与风速和日照时数表现为显著正相关,与水汽压表现为显著负相关,与年降水量表现为不显著负相关,近一半地区的ET0与年蒸发量显著正相关。对关中地区ET0影响显著的气象因子的顺序为：风速〉日照时数〉水汽压〉年蒸发量。即风速和日照时数的减少趋势是引起关中地区ET0降低趋势的主要原因。

海河流域ET0演变规律及灵敏度分析

根据国家气象站1956-2000年逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式和灵敏指数法,分析了海河流域潜在蒸发蒸腾(ET0)的演变规律及与气象要素的灵敏关系。结果表明:全流域45年ET0呈下降趋势,但年际间呈现4个阶段;逐旬呈倒"V"字型,61.6%集中于4月中旬到8月上旬。在空间上,年和旬值呈现上游小下游大。通过ET0与气象要素演变的比较及灵敏性分析发现,全流域年ET0演变与年均风速、日照时数以及短波辐射相似,与温度相反。旬ET0演变与旬平均温度、实际水汽压、日照时数以及短波辐射相似,但对各要素的灵敏系数以短波辐射最大,其它要素则随时空变化,且彼此的灵敏系数相差较大。分析表明在气象要素的综合作用下,造成全流域ET0降低的主要原因可能在于短波辐射、日照时数的变化。

不同ET_0计算方法在内蒙古东部地区适用性比较

内蒙古东部地区,土地资源丰富,但气象站点偏少,相关气象资料匮乏,应用FAO56 Penman-Monteith法计算ET0在多数地区相对困难。依据内蒙古东部地区典型气象站点(通辽气象站)1974—2013年40年气象资料,以FAO56 Penman-Monteith法作为标准,以FAO^(-1)7 Penman法、Hargreaves-Samani法、Priestley-Taylor法、Irmark-Allen拟合法分别对ET0进行计算,就其与FAO56 Penman-Monteith法的相关性进行分析。结果表明,Hargreaves-Samani法和Priestley-Taylor法的计算结果要明显高于FAO56 Penman-Monteith法计算所得的结果,不适合内蒙古东部地区应用;FAO^(-1)7 Penman法结果与FAO56 Penman-Monteith法相关性最好,但是4—9月份相对误差较大;Irmark-Allen拟合法结果最接近FAO56 Penman-Monteith法(相对误差<19%,R2>0.92),计算简单且所需气象资料最少,更适宜内蒙古东部地区缺测气象条件下ET0的计算。

ANFIS与多元回归模型在ET_0实时预报中的对比研究

以气象数据为自变量,Penman Monteith方程计算值ET_0为应变量,分别建立了多元回归模型和自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型,对ET_0预测结果对比分析,ANFIS预测ET_0结果相对于多元线性回归具有精度高(1<ET_0<5)。预测结果与输入的Penman Monteith方程计算得ET_0相关性高。ANFIS预测ET_0模型输入项完全可以从当前短期气象预报中获得,程序运行操作简单,在辽阳市实时灌溉预报中有一定的推广意义,具有实用价值。

基于天气预报估算参考作物蒸发蒸腾量的预测模型比较

参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是计算作物需水量和进行灌溉预报的基础要素。利用天气预报可测因子和Penman Monteith公式计算ET0,分别建立多元线性回归模型(MLR)和自适应神经模糊推理系统模型(ANFIS),两种方法的估算值与Penman Monteith公式计算值没有明显的差异,自适应神经模糊推理系统预测值相对于多元线性回归模型具有整体吻合度好,相关性高。两种预测模型的输入项完全可以从当前短期气象预报中获得,程序运行操作简单,具有实用价值,为实时灌溉预报提供了理论基础。

参考作物蒸发蒸腾量计算方法在甘肃省不同区域的适用性分析

【目的】分析参考作物蒸发蒸腾量计算方法在甘肃省不同区域的适用性。【方法】把甘肃省划分为4个区域(Ⅰ区,河西干旱区;Ⅱ区,陇中北部半干旱区;Ⅲ区,陇中南部半湿润区;Ⅳ区,陇南-甘南湿润区),在此基础上,采用甘肃省26个国家气象站点1980—2019的气象资料,并以FAO-56 Penman Monteith(P-M)法作为计算ET_(0)的标准方法,同时选用Hargreaves-Samani(Har)法、FAO-24 Penman(24PM)法、FAO 1948 Penman(48PM)法、Makkink(Mak)法、Priestley-Taylor(PT)法5种简化方法计算甘肃省各个站点的ET_(0),对5种简化方法在4个分区的适用性进行分析。【结果】5种简化方法在甘肃省不同分区的计算精度存在明显差异,Har法和Mak法分别与P-M法的相关系数更接近1,拟合曲线的拟合程度更好,表现出了较高的计算精度,适用性较好,但Har法在高海拔地区计算精度明显下降;48PM法和24PM法比P-M法计算结果偏大,计算精度居中;PT法计算精度整体较低。不同计算方法在各区的适用性顺序为,Ⅰ区:Mak法>Har法>48PM法>24PM法>PT法;Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区:Har法>Mak法>48PM法>24PM法>PT法。【结论】当气象资料出现缺失时,推荐在Ⅰ区选用Mak法,在Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区选用Har法。

基于GA-BP网络的西藏高海拔地区ET_0预报

选择那曲县(海拔4 450 m)、改则县(海拔4 700 m)作为西藏高原气候典型地区,通过遗传-神经(GA-BP)网络训练,应用1983—2012年30年的数据建立GA-BP网络模型,采用前一年的气象资料预报当年的参考作物腾发量,当2010—2012年连续3年的预报值均满足设定的阈值下限时,输出预测结果,这样使得模型在保证了预报精确度的同时兼具预报稳定性。结果发现:经GA-BP网络确定的2010—2012年3年模型预报值与真实值间的线性关系明显,决定系数R^2分别达到0.8805、0.9363、0.9167,斜率接近于1;多年的模拟预报值与实际值之间的相对误差均处于0.1以下,小于设定的阈值下限。对于易获得气象资料的地区,研究成果可对高海拔地区未来月际间作物需水量的变化进行预判,进而为将来灌溉制度的制定提供依据;对于缺测气象资料的地区,通过本文建立的网络模型,结合气象条件类似的站点,可在大时间尺度下对该地区ET_0变化趋势进行模拟,同时对下年度灌溉制度的拟定提供指导。

基于蒸腾量温室番茄水肥灌溉决策研究

根据蒸腾量(ET0)决策灌溉模式,探讨不同水肥灌溉量对番茄生长的影响,为温室番茄的高效生产提供科学依据。试验于山西农业大学农业工程学院玻璃温室进行,在椰糠基质栽培条件下,采用无限生长型欧美佳番茄作为试验品种,灌溉模式分为100%ET0(W1)、80%ET0(W2)、60%ET0(W3)3种,探索不同灌溉量模式对番茄株高和茎直的影响,并采用本质非线性与多元二次多项式回归,建立基于辐照累积、每日平均温度和实际气压的株高和茎直模型。结果表明,所建模型在W1、W2、W3灌溉模式下的株高增长率分别为6.27%、6.34%和5.81%,茎直增长率分别为2.75%、3.18%和2.74%,W2模式下的株高和茎直增长率均高于W1和W3;番茄株高和茎直模型的决定系数分别为0.9977、0.9940。当灌溉量为ET0的80%时,番茄株高和茎直生长率最大,研究结果可为温室番茄灌溉方式提供参考。

不同补充灌溉量对番茄幼苗生长的影响

采用营养钵称质量的方法,研究补充80%、100%、120%蒸发量的不同灌溉量对番茄幼苗形态、干物质积累、水分生理等的影响。结果表明,按植株蒸腾蒸发量的100%补充灌溉,番茄幼苗的株高、茎粗、叶片数达最大值,且植株干物质积累增大,壮苗指数显著提高。因此认为番茄苗期最佳补充灌溉量为植株蒸腾蒸发量的100%。

作物需水量计算模型组件研究与应用

作物需水量的计算在农业用水、水资源与环境评价、作物生长模拟等方面的研究应用有着重要作用,国内外已形成了众多的研究成果与计算方法。通过对目前比较成熟的作物需量计算方法进行收集和筛选,在不同计算模型的特点和适应性分析基础上,对模型进行分类和归集,采用COM技术研究建立了通用性强、应用面广、内容齐全的计算模型组件。模型组件包含ET0计算模型20余个,以及作物系数等计算方法,既可以作为作物需水量计算和研究的工具,也可以作为研发相关系统软件的部件,为其提供中间支持。作物需水量计算组件的实现对促进农业用水软件资源共享,增强农业水资源现代化管理有较高的实用价值。

乌鲁木齐参考作物蒸散量计算方法的比较

以Penman-Monteith方法为标准,利用Hargreaves方法,Priestley-Taylor方法和FAO-17 Penman方法计算乌鲁木齐的参考作物蒸散量ET0(Reference Crop Evapotranspiration),对计算结果分别作了对比分析,并对不同的方法进行相应的修正。结果表明:(1)乌鲁木齐的ET0季节分布极不均匀,表现出夏季、春季、秋季、冬季依次减小的趋势;(2)总的来说,PT和HG方法的估算值比PM的标准值要偏低,F17方法的估算值比PM方法的标准值要偏高,造成不同方法的估算偏差的主要原因是由于各自选用了不同的辐射项和动力项所致;(3)在气象资料缺乏、精度要求不高的时候,PT方法能够用来计算乌鲁木齐的ET0,如果精度要求较高,可以使用修正后的公式;(4)修正后的HG公式计算结果最接近PM方法的标准计算结果,如果使用HG方法估算乌鲁木齐的ET0,必须先进行修正;(5)F17方法采用了与PM方法不同的风速修正方案,修正前后的误差都较大,不适用于乌鲁木齐ET0的计算。上述方法在其它地区的适用性有待进一步检验。

不同灌溉量对油橄榄产量和果实品质的影响

采用盆栽称质量的方法,对盆栽油橄榄灌溉20%、40%、60%、80%、100%、120%、140%蒸腾蒸发量(ET0),进行产量与果实品质研究。结果表明,灌溉量为100%～140%ET0时单果重、果肉率最高;100%ET0时产果量最高;40%ET0时含油率最高;80%ET0时产油量最高。对于果用油橄榄最佳灌溉量范围为100%～140%ET0,油用油橄榄最佳灌溉范围为60%～100%ET0。

基于天气预报的参考作物蒸发蒸腾量预测模型

参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)是计算作物需水量和进行灌溉预报的基本要素。本文利用天气预报可测因子和Penman Monteith(PM)公式ET_0计算值作为基础数据,分别建立BP神经网络模型和ANFIS自适应模糊神经推理系统模型,两种模型的估算值与PM公式的计算值没有明显差异,均表现出显著的相关性以及整体吻合度。本文对两种模型取相同的数据样本进行比较,BP-ET_0预测结果的MRE值为32.13%,RMSE为0.134 mm,而R2达到了0.971,说明模型预测精度高,稳定性良好。相较于ANFIS-ET_0的检验结果,BP-ET_0模型的均方根误差更小(0.134mm/d<0.188 mm/d),表明其预测精度更高;而ANFIS-ET_0模型估算值的平均相对误差明显小于BP-ET_0模型估算值(16.92%<32.13%),显示出ANFIS-ET_0模型更高的稳定性。两种预测模型的输入项完全可以从当前短期天气预报因子中取得而不需要专用测量设备,程序操作简单,具有实用价值,为实时灌溉预报提供了理论基础。

鄯善山北地区葡萄生长发育特点和传统沟灌灌溉制度调查研究初报

通过对吐鲁番地区鄯善县火焰山山北地区主要气象要素年变化特征、28年树龄无核白葡萄年生长周期内生长发育特点、栽培葡萄生长发育有效积温变化特征和规律及试验点生产中所采用的传统灌溉制度和灌溉定额的调查研究,建立了试验地区有效积温与天数的相关模型,得到无核白葡萄发育进程中进入不同物候期所需要的有效积温参数,同时,通过对试验点传统灌溉模式下,成龄无核白葡萄灌水时间和灌水定额的调查分析,初步提出了该地区葡萄节水灌溉应注意的几个关键问题。

基于GIS内蒙古自治区ET_0区域分布特征分析

本文论文运用Penman-Motheith(PM)法和FAO024 Penman(FP)法,利用内蒙古自治区135个气象站30a(1960～1990年)生育期(4月～9月)月均气象资料,获得了生育期月均ET0,采用GIS技术,分别绘制了内蒙古地区135个气象站30a生育期(4月～9月)月均ET0等值线图,对内蒙古自治区参考作物蒸发蒸腾量两种时间尺度上的空间分布特征进行分析。

基于SPEI和MI分析陕西省干旱特征及趋势变化

【目的】目前干旱研究多为基于历史干旱事件分析成因与变化趋势,而结合过去与未来长时间序列数据更能揭示干旱变化特点。寻找在基于CMIP5模型输出未来气象数据时模拟干旱指数方法并探究陕西省过去与未来干旱变化特点,为陕西省未来农业水资源管理提供依据。【方法】根据陕西省18个气象站历史数据以及CMIP5模式输出未来气象数据,比较了3种模型模拟参考作物蒸发蒸腾量(ET0),并基于参考作物蒸发蒸腾量(ET0)和降水数据计算标准降水蒸发指数(SPEI)和相对湿润指数(MI)反映干旱程度,比较过去(1958-2018年)与未来(2019-2100年)干旱的时空变化特点。【结果】多元线性回归模型(Multiple Linear Regression, MLR)能较准确的模拟参考作物蒸发蒸腾量(ET0)(RMSE=0.457 mm·d^-1);在RCP2.6和RCP8.5情景下未来干旱指数呈现上升趋势,在RCP8.5情景下,21世纪40年代存在干旱指数的突变年份;陕西省未来干旱程度降低,年内干旱分布更加不均匀;未来时期夏玉米生长季干旱程度减小,冬小麦生长季干旱程度增加。【结论】在不同RCP情景下,未来干旱变化特征存在差异,相同RCP情景下,SPEI和MI反映的干旱特征变化基本一致,但部分时段存在变化差异。为有效应对气候变化对旱作作物产量造成的负面影响,应当增强土壤蓄水保墒能力,尤其加强冬小麦生长季的抗旱工作。