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[期刊] 自然资源学报
[作者]
莫兴国 薛玲 林忠辉
利用土壤—植被—大气传输机理模型(VIP模型),以GIS背景数据库(土地利用图、土壤质地图和数字高程图)为支撑,在NOAA-AVHRRNDVI数据和气象信息的驱动下,连续模拟了1981～2001年华北平原冬小麦和夏玉米生育期的蒸散过程。结果表明:模拟的作物蒸散量与Lysimeter观测值和其他学者的田间试验研究结果具有较好的一致性。华北平原冬小麦多年平均蒸散量空间上呈现南高北低的趋势,其中黄河以北地区和山东半岛的蒸散量在200～400mm之间,南部地区在400～466mm之间。对玉米而言,北部的海河低地平原以及津、冀、鲁的沿海地区多年平均蒸散量变化在230～380mm,其余大部分地区蒸散量在3...
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
马尚谦 张勃 张佳琦 潘志华 吴乾慧 黄浩 杨梅
[目的]明确被广泛应用于农业气象研究的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)在华北平原的适用性,能够为区域减灾和可持续发展提供科学依据。[方法]利用1961—2015年华北平原气象观测资料,使用Penman-monteith模型,计算了标准化降水蒸散量指数(SPEI),从数理统计、土壤湿度、农作物受灾面积等方面综合分析了SPEI在华北平原地区的适用性和对干旱的评价能力。[结果](1)华北平原地区SPEI与10～20cm土壤相对湿度呈现显著正相关关系,SPEI值越大,气候越湿润,土壤湿度越大。(2)同一时间尺度下,不同地区SPEI与农作物受灾面积呈显著的正相关,相关系数由弱到强分别是河南省<山东省<河北省,而各地区的水稻种植面积由少到多依次为河北省<山东省<河南省,灌溉对潜在蒸散量计算结果干扰较大,SPEI对水稻种植区域的历史干旱识别不灵敏;(3)文章计算的SPEI能够与历史同时期发生的、厄尔尼诺引发的干旱事件很好地对应起来,华北平原地区整体呈不显著的干旱化趋势,各年代差异较大。[结论]综合考虑了气温、风速和日照时数计算的SPEI,年尺度和季节尺度能够与典型站点典型年份的干旱事件很好地对应起来,与土壤水分监测数据和农作物灾情数据有显著的相关性,能够较好反映干旱严重程度,经过数理统计检验的SPEI适用于华北平原地区干湿变化的研究,但同时也要注意灌溉农业区的特殊水热状况,做出合理的分析调整。
[期刊] 资源科学
[作者]
刘苏峡 邱建秀 莫兴国
利用线性拟合、小波分析、Mann-Kendall方法对华北平原104个测站空间平均的近56年来的逐日风速资料进行了倾向、周期、突变等特性分析。研究结果表明:1951年～2006年间,华北平原风速呈减小趋势,变化率约为-0.016m(/s·a),四个季节中冬季风速降低趋势最为明显,递减率也最大-0.022m/(s·a),而夏季风速递减趋势最不明显。风速的长期变化还具有一定的突变性,年平均风速在1980年前后出现明显的突变点,从各季节平均风速来看,夏、秋季突变出现的时间稍早于春、冬季节,且夏季突变情况较复杂,出现多个突变区域。到90年代时,各季平均风速的M-K统计量UF的平均值都超过或接近0.05...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
周秉荣 李凤霞 肖宏斌 胡爱军 颜亮东
地面潜在蒸散变化对水分循环与能量平衡的研究具有重要意义。论文利用青藏高原三江源区18个气象台站的月、年气象资料,基于FAO Penman-Monteith公式和通过修订的辐射计算模型,估算了该地区的潜在蒸散量,分析了1961—2012年三江源潜在蒸散的空间分布和时间演变,探讨了影响该区域潜在蒸散时空分异的主导因子,主要结论如下:三江源地区多年平均潜在蒸散的范围在732.0~961.1 mm之间,平均为836.9 mm。分布格局为东北、西南高,中部低。夏秋季与全年的潜在蒸散分布格局相似;1961—2012年,三江源地区年平均潜在蒸散整体上以0.69 mm/a的速率增加,年潜在蒸散的增加主要体现在...
关键词：
三江源 潜在蒸散 气候归因
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
郑诗然 胡琦 和骅芸 邢梦媛 高浩然 刘媛媛 马雪晴 潘学标
利用华北平原具有1961—2020年完整时间序列逐日气象资料的55个常规气象站点及11个辐射观测站点的逐日地面观测资料,建立华北平原冬小麦-夏玉米生长季的太阳总辐射的经验公式,从年代际尺度和年际尺度分析冬小麦-夏玉米周年、生长季和关键生育期辐射资源(总辐射、直接辐射、散射辐射和光合有效辐射)的变化特征。结果表明:华北平原太阳总辐射值分布呈北高南低、东高西低,全年总辐射范围为4 519.26～5 488.30MJ/m~2;冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射分别占全年的58.6%和41.4%;华北平原太阳总辐射呈显著下降趋势,1961—2020年研究区周年太阳总辐射平均减少了14.3%(708.24MJ/m~2),其中,河南东部以及河北西部地区下降幅度最大,气候倾向率达-210.67MJ/(m~2·10a);研究时段内冬小麦生长季和关键生育期太阳总辐射平均减少了10.0%和4.7%,与冬小麦相比,夏玉米生长季和关键生育期的太阳辐射下降幅度更大,分别减少了17.8%和17.7%;年代际尺度上,华北平原冬小麦-夏玉米周年、冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射均呈现出递减的趋势,与1961—1980年相比,2001—2020年的冬小麦-夏玉米周年、冬小麦生长季和夏玉米生长季太阳总辐射分别减少了9.6%、7.7%和12.1%。综上,华北平原的直接辐射、光合有效辐射呈下降趋势,散射辐射呈上升趋势,本研究结果能够为华北平原辐射资源的合理利用以及制定适应气候变化的对策等提供科学依据。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王占彪 王猛 尹小刚 张海林 褚庆全 文新亚 陈阜
利用华北平原49个气象站点的逐日气象数据和24个农业气象试验站的物候期数据,分析了1961—2010年冬小麦营养生长期、并进期、生殖生长期和全生育期的生长度日(Growing degree days,GDD)、高温度日(Killing degree days,KDD)、降水量及其气候倾向率的时空变化特征。研究表明,1)华北平原冬小麦全生育期GDD各省间差异不显著,但其他各生育期各省间空间分布差异显著(P<0.05),华北平原所有地区GDD的气候倾向率均呈正值,高值主要分布在山东东部(莱阳市和烟台市等)、河南东南部(信阳市和固始市等)一带;2)华北平原冬小麦各生育期KDD各省间差异不显著,营养生...
[期刊] 资源科学
[作者]
陈超 于强 王恩利 夏军
提高作物水分生产力(Water Poduetivity)是节水农业研究的最终目标,定量分析作物WP对干旱和半干旱地区水资源管理和决策制定具有重要意义。华北平原是我国重要的粮食生产基地,但水资源问题已成为制约该区可持续发展的瓶颈,明确该区作物WP时空变化特征及其与气候的关系,对指导该区农业生产和水资源高效利用具有重要作用。本文首先利用华北平原3个代表性试验站各连续3~4年的小麦-玉米轮作田间试验资料,校准验证澳大利亚开发的APSIM模型,然后利用校准后的APSIM模型和研究区域32个气象站1961年～2005年逐日气象数据,结合GIS技术,对华北平原不同供水情景下冬小麦、夏玉米WP空间分布特征进...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
云文丽 侯琼 王永利 刘朋涛 姜超
利用内蒙古典型草原21个气象站点的气象和牧草观测资料,结合潜在蒸散量和改进的作物系数计算方法,模拟计算了2009年草原植被作物系数和实际蒸散量。在GIS软件的支持下,分析了二者的时空分布特点,并通过反映牧草长势的NDVI变化趋势予以验证。结果表明:5—8月间随着月份的增加作物系数Kcx最大值的变化趋势由0.6→1.2→1.4→1.4,平均值是0.28→0.36→0.40→0.38。4个时期的Kcx值以0.2～0.6之间的区域占主体,为55%以上。实际蒸散量在时间变化和空间分布上与Kcx值基本一致。随着月份的增加实际蒸散量低值级的区域面积逐渐缩小,相对应的高值级的面积逐渐增大,整个生长季以30～...
关键词：
作物系数 实际蒸散量 NDVI
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王小慧 陈阜
为了揭示农田景观作物种植多样性特征，从景观异质性角度，基于遥感影像解译获取的具有14类景观类型的农田景观格局图，明确了研究区作物和半自然生境分布特点；进一步对6个梯度作物面积比例为1km2农田景观样方采用景观格局指数法，分析了农田景观作物面积比例对景观组分异质性、破碎度和配置异质性的影响。结果表明：研究区全域1km2农田景观样方作物面积比例和半自然生境比例平均值分别为53.09%和21.55%，呈现高作物面积比例、低半自然生境比例的特点；研究区农田景观作物面积比例提升导致农田景观组分异质性、破碎度和配置异质性显著降低（P<0.05）；麦玉两熟斑块面积显著上升和斑块数量减少对华北平原农田景观异质性起决定性作用。综上，在华北平原，降低作物面积比例和缩小田块面积有利于提升农田景观异质性，而机械化和规模化作物生产降低了农田景观异质性。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
杨聪,于静洁,宋献方,夏军,刘昌明
短时段参考作物蒸散量的估算是研究华北山区小尺度范围内的水分循环和转化的重要环节。因受观测条件的限制,北方半湿润半干旱山区短时段参考作物蒸散量的研究相对较少。本文利用FAOPenman-Monteith公式、FAOPenman修正式和Priestley-Taylor公式对华北山区东台沟小流域观测到的4个月的气象数据进行了逐日的参考作物蒸散量计算,结果显示,FAOPenman修正式的计算值比FAOPenman-Monteith公式的计算值平均偏大16%左右,而且经过统计分析,它们具有很好的相关性,即在代表流域内使用FAOPenman修正式计算出参考作物蒸散量之后,再乘以一个折算系数(如0.84),即可得到与FAOPenman-Monteith公式的计算值较为相近的结果;而Priestley-Taylor公式的计算值与FAOPenman-Monteith公式的计算值相比,差异比较显著。分析其原因,我们认为是由于Priestley-Taylor公式没有考虑空气动力项对参考作物蒸散量的影响。因此,如果在华北山区使用Priestley-Taylor公式计算参考作物蒸散量,必须根据季节对公式中的常数项α重新进行修正。本文通过对2003年8月～2004年8月期间逐日计算得到的ET0(P-T)和ET0(P-M)值进行对比分析后,给出了修正后的不同季节的α值,为华北山区计算作物蒸散量提供了依据。
[期刊] 资源科学
[作者]
张光辉 杨丽芝 聂振龙 申建梅 王金哲 严明疆
本文针对华北地下水评价中偏重资源而对地下水的生态功能和地质环境功能重视不足的问题,立足于华北平原地下水系统,从地下水的自然属性切入,以综合发挥地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能为目标,应用系统论和层次分析法,提出了地下水功能的基本理念及其评价关键技术,包括如何构建评价指标体系和评价成果区划应用分析方法,将地下水的资源供给功能、生态维持功能和地质环境稳定功能统一在水循环系统中科学评价,以达到充分发挥地下水主要功能的综合效益最佳的目标。最后,以华北滹沱河流域作为示范区进行实证分析,结果表明,本文提出的评价方法具有很强的实用性,可划分以资源功能为主或以地质环境功能保护为主的适宜区域,这为调控区...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
蒋冲 王飞 穆兴民 李锐
根据秦岭南北54个气象站1960～2011年逐日数据,利用FAO Penman-Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量(ET0)。采用样条曲线插值法(Spline)、气候倾向率、Pettitt突变点检测、相关分析等方法对该区ET0的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行了分析。结果表明:(1)研究区多年平均ET0为964.2mm,空间分布呈东高西低格局。各分区按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季ET0分布特征与年尺度上的结论基本一致,4个季节按其大小排序为夏季>春季>秋季>冬季;(2)近52aET0下降的站点占本区站点总数的比例排序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦...
[期刊] 资源科学
[作者]
曾丽红 宋开山 张柏 王宗明 杜嘉
蒸散是地表能量平衡与水量平衡的重要组成部分,研究松嫩平原生长季蒸散量时空格局及影响因素对该区农作物生长环境评价、水资源高效利用具有重要意义。本研究以MODIS产品为主要数据源,通过陆面能量平衡算法SEBAL及Penman-Monteith方程估算了松嫩平原2000年-2008年生长季(5月-9月)的陆面实际蒸散量,分析了蒸散量的空间分布特征及时间变化趋势,并在月时间尺度上通过基于像元的相关分析法探讨了蒸散量与主要气候因子(降水量、平均气温、平均相对湿度、平均风速、日照时数)相关性。结果表明:①除水体、沼泽湿地等高蒸散特性地物外,松嫩平原生长季蒸散量具有从西南部向东部、东北部逐渐增加的变化趋势,...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
蒋丽娅 张家兴 程向芬 高峻 桑玉强 张劲松
[目的 ]研究荆条灌丛的潜在蒸散量及作物系数变化趋势，为半干旱区水资源管理及植被建设提供依据。[方法 ]利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外观测站2021年5—10月份的蒸渗仪数据、逐日气象数据、荆条叶面积指数（LAI）及新梢生长量数据，利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量（ET0），分析生长状况基本一致、水分充足条件下的荆条不同生育期的潜在蒸散量、作物系数的变化趋势及其与生长指标的关系。[结果 ]（1）在荆条生育期内，ET0值整体呈下降趋势，5、6月份较高，7月份后开始下降，ET0总值为630.86 mm，日均值为3.43 mm·d~(-1)。（2）荆条生育期内荆条灌丛的潜在蒸散量呈抛物线式变化，表现为开花期最大，总值为336.26±18.19 mm，日均值为5.51±0.30 mm·d~(-1)；结果期和展叶期次之，落叶期最小，总值为41.57±3.61 mm，日均值为1.98±0.17 mm·d~(-1)；整个生育期的总值为716.47±40.21 mm，日均值为3.89±0.22 mm·d~(-1)。（3）荆条灌丛LAI和新梢生长量在5、6月增长较快，之后变缓。其中LAI在8月达到最大值（2.93±0.07），之后开始下降，10月降为最小值（1.63±0.08）。新梢在5月增长量最大，为6.85±0.25 cm,10月基本停止生长。（4）荆条作物系数在生育期内呈先增后降的变化趋势，结果期最大（1.45±0.22），开花期次之（1.25±0.13），展叶期（0.98±0.05）和落叶期（0.95±0.14）最小，整个生育期平均为1.28±0.16。作物系数与叶面积指数呈极显著正相关（p<0.01），决定系数R2为0.736，与新梢生长量相关性不显著（p>0.05）。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
周虎 吕贻忠 杨志臣 李保国
【目的】研究华北平原保护性耕作制度对土壤团聚数量、大小和稳定性的影响。【方法】本文采集了华北平原河北栾城试验站经过4年保护性耕作(旋耕和免耕)与传统耕作(翻耕)处理下原状土壤样品,测定了土壤容重、有机质和粘粒含量等物理性质,重点应用干筛和湿筛法分析了土壤团聚体数量、分布和分形维数。【结果】表层(0～5cm)土壤容重的大小顺序为免耕>旋耕>翻耕,免耕使表层土壤的容重显著增加;旋耕与翻耕的表层土壤容重差异不显著,但旋耕使10～20cm的土壤容重明显增加。干筛法分析表明,免耕处理下0～10cm土层大于0.25mm团聚体含量、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)和几何平均直...
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