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2018年 第39卷 第06期    刊出日期:2018-06-20
论文
封面
2018, 39(06):  1. 
摘要 ( 179 )   PDF (1352KB) ( 159 )  
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目录
2018, 39(06):  2. 
摘要 ( 214 )   PDF (80KB) ( 929 )  
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中国三大灌区参考作物蒸散量温度法模型的修订与适应性评价
杨永刚,崔宁博,胡笑涛,龚道枝,李晨,贾悦
2018, 39(06):  357-369.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.001
摘要 ( 668 )   PDF (2227KB) ( 731 )  
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为提高中国三大灌区(都江堰灌区、河套灌区和淠史杭灌区)参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET 0 )温度法的计算精度,选取 8 个代表性站点 1961-2014 年逐日气象资料,采用 Irmark-Allen(IA)、Hargreaves and Samani(HS)、Turc(Tur)、McCloud(MC)、Schendel(Sch)、Trajkovic (Tra)、Droogres and Allen?1(DA-1)和 Droogres and Allen?2(DA-2)共 8 种温度法计算 ET 0 ,以 FAO-56 Penman-Monteith(PM)法计算结果为标准,基于各方法计算的 ET 0 日值线性回归方程(y=kx+b),分别 在都江堰灌区选取 IA 法和 Tra 法,河套灌区选取 HS 法、DA-1 法和 DA-2 法,淠史杭灌区选取 IA 法、 HS 法、DA-1 法和 DA-2 法,引入调差参数对模型进行修订,利用均方根误差(RMSE)、平均相对误差 (MRE)和 Nash-Sutcliffe 系数(NS)对其适应性进行评价。结果表明:都江堰灌区和淠史杭灌区所选 模型修订后计算精度均有明显提高,河套灌区提高不明显;都江堰灌区 IA 修订模型(IA-Du 法)在该灌 区计算精度最高,其日值、旬值的 RMSE、MRE 和 NS 分别为 0.318mm·d-1 、0.120 和 0.923,0.201mm·d-1 、 0.093 和 0.959,且在不同月份均有较高计算精度;河套灌区计算精度最高模型为 HS 法,其日值、旬值 的 RMSE、MRE 和 NS 分别为 0.898mm·d-1 、0.326 和 0.785,0.547mm·d-1 、0.223 和 0.904,且在 1-5 月 和 10-12 月具有较高计算精度;淠史杭灌区 IA 修订模型(IA -Pi 法)在该灌区计算精度最高,其日值、旬 值的 RMSE、MRE 和 NS 分别为 0.534mm·d -1 、0.195 和 0.861,0.390mm·d -1 、0.167 和 0.896,且在不同 月份均具有较高计算精度。因此,推荐 IA -Du 法、HS 法和 IA -Pi 法分别作为都江堰灌区、河套灌区和淠史 杭灌区计算参考作物蒸散量的方法。
不同农艺措施对缩小冬小麦产量差和提高氮肥利用率的评价
李勤英,姚凤梅,张佳华,曾瑞芸,石思琪
2018, 39(06):  370-379.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.002
摘要 ( 862 )   PDF (5713KB) ( 845 )  
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基于中国冬小麦区14个站点近25a(1990?2015)农业气象站冬小麦观测资料、气象资料和土壤资料,利用DSSAT作物生长模型,模拟研究改变土壤养分条件、播期、种植密度和施氮量对缩小冬小麦产量差和提高N肥利用效率的影响,探索冬小麦高产高效的技术途径。结果表明:不同冬小麦站点的潜在产量区域间差异较大,其范围在7617~14242kg·hm-2。不同农艺措施对产量影响程度不同,其中提高土壤养分含量的增产潜力为53~3124kg·hm-2,对缩小产量差(缩差)的贡献率在8%以下,氮肥利用效率提高1.1~20.82kg·kg-1;播期提前的增产潜力为?327~2292kg·hm-2,其缩差贡献率为7%~17%,氮肥利用效率在?2.18~15.28kg·kg-1;增加种植密度的增产潜力为?255~699kg·hm-2,其缩差贡献率小于5%,氮肥利用效率在?1.7~4.66kg·kg-1;增施氮肥的增产潜力为0~4491kg·hm-2,其缩差贡献率为11%~33%,氮肥利用效率在?32.04~0kg·kg-1。表明增施氮肥和调整播期的增产潜力及缩差贡献率较大,提高土壤养分含量和增加种植密度次之,但是增加土壤施氮量使氮肥利用效率明显下降。
双波长交互法测算华北人工林平均水热通量的应用分析
张功,张劲松,孟平,郑宁
2018, 39(06):  380-389.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.003
摘要 ( 770 )   PDF (794KB) ( 784 )  
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基于红外?微波闪烁仪方法(Optical-Microwave Scintillometer,OMS),对华北低丘山地人工林生态系统进行热量通量观测,并比较OMS估算结果与涡动相关系统(Eddy Covariance,EC)观测结果的差异,分析OMS方法的估算结果对能量平衡的影响,探讨影响OMS观测结果的影响因子。结果表明,OMS系统观测的显热通量与EC观测结果具有良好的一致性,但观测的潜热通量比EC观测结果高估约28%。由于对潜热通量的高估,OMS系统在观测研究中存在过闭合现象,超出幅度约5%。分析认为,波文比、风速对OMS观测影响显著。OMS作为新兴的水热通量观测方法,可以直接同时测算出区域尺度水平上显热通量和潜热通量,缩短了采样间隔,统计不确定性减小,有助于更精确地测量热量通量,深入研究能量闭合问题。
施硅对夜间增温条件下水稻生长和产量的影响
郑泽华,娄运生,左慧婷,石一凡,王颖
2018, 39(06):  390-397.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.004
摘要 ( 587 )   PDF (477KB) ( 649 )  
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通过大田试验研究了施硅对夜间增温条件下水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期植株分蘖数、叶面积指数、生物量和产量的影响。夜间增温设常温对照(CK)和夜间增温(NW)两个水平;施硅量设不施硅(Si0)和施钢渣硅肥(Si1,200kgSiO2·hm-2)两个水平。结果表明:(1)水稻冠层和5cm土层全生育期夜间增温处理平均温度分别提高1.21℃和0.41℃,夜间最低温度分别提高1.21℃和0.62℃,夜间最高温度分别提高1.20℃和0.28℃。(2)夜间增温使水稻成熟期植株分蘖数、叶面积指数、地上部生物量、地下部生物量和产量较对照分别减少10.81%、5.65%、8.20%、3.29%和4.45%;施钢渣硅肥可使各项指标较对照分别增加16.22%、11.18%、14.16%、6.51%和22.10%;夜间增温下施硅比不施硅各项指标分别增加16.67%、11.71%、12.56%、6.74%和20.90%。(3)与对照相比,夜间增温使水稻有效穗数、每穗实粒数、千粒重和结实率分别减少2.66%、12.72%、1.53%和2.06%;施用钢渣硅肥可分别较对照增加6.91%、15.49%、2.00%和4.48%;夜间增温下施硅比不施硅各项指标分别增加4.37%、22.50%、2.15%和3.31%。研究认为,施硅对夜间增温条件下水稻生长有显著影响,对产量的影响主要通过影响有效穗数和每穗实粒数实现。
近30年中美玉米带生长季干旱特征的差异及成因分析
王芳,王春乙,邬定荣,姚树然,白月明,张继权
2018, 39(06):  398-410.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.005
摘要 ( 645 )   PDF (9010KB) ( 450 )  
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气候变化背景下,中美两国玉米的种植均受到了干旱灾害的严重影响。为有效借鉴美国抗旱减灾措施与经验,利用1986?2015年位于中国东北和美国大平原的世界两大黄金玉米带的气象资料,计算其标准化降水蒸散指数(SPEI),通过线性倾向估计、相关性检验等统计方法,比较两地干旱特征的差异并分析其成因。结果表明:与美国相比,中国东北玉米带生长季的太阳辐射较高、平均气温较低、降水更为稀少且集中在玉米生长后期,美国玉米带生长前、后期的降水较均衡;两地不同生育阶段的SPEI年际波动及干旱频率、强度和干旱范围的时间变化均有明显不同,且在空间分布上具有各自的特征;由于中国东北玉米带生长季出现异常高温少雨高辐射天气的频次高于美国玉米带,故其在玉米生长前、后期的干旱频率及强度均高于美国,尤其生长后期因美国异常天气出现频次较低,两地差异更为显著。两地具有较为一致的光温水演变特征,导致其干湿变化趋势较为一致,即玉米生长前期均趋于湿润而后期趋于干旱,但仅美国玉米带生长前期湿润化趋势明显,其原因主要是该生长期降水明显增加及辐射显著降低。在应对干旱威胁时,美国可能会较注重对玉米带前期干旱的管理,而中国东北除关注前期干旱管理外,还需特别重视玉米生长后期的抗旱措施保障。因此,在借鉴国外抗旱减灾经验时,需充分考虑国内外干旱灾害发生规律及灾害主导因子的不同,从而对抗灾措施进行相应调整。
基于WOFOST模型的吉林省中西部春玉米灌溉模拟
张阳,王连喜,李琪,胡正华,郭春明,任景全
2018, 39(06):  411-420.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.006
摘要 ( 562 )   PDF (676KB) ( 831 )  
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利用1961?2015年吉林省中、西部气象站资料,采用Peman-Monteith公式计算主要种植区春玉米生长季蒸散量,并确认生育期内有效降水量,得到研究区域春玉米净灌溉量和各生育期灌溉需求指数,据此确定关键灌溉期;再利用WOFOST作物模型模拟代表站点在不同降水年型下各灌溉方案的产量情况,通过模拟产量的结果选取春玉米较优灌溉方案。结果表明:吉林省中西部有效降水量占春玉米需水量的69%左右,乳熟?成熟期、播种?出苗期和出苗?拔节期的灌溉需求指数较高,这3个生育期为春玉米灌溉关键期;吉林省中西部春玉米乳熟?成熟期灌溉效率最高,其次为播种?出苗期,可根据条件加强关键生育期灌溉。
浙江水蜜桃成熟期集合预报模型
杨栋,丁烨毅,金志凤,黄鹤楼,郑健,李清斌
2018, 39(06):  421-430.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.06.007
摘要 ( 585 )   PDF (2425KB) ( 1452 )  
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物候期预报多基于单一性模型,预报结果的精度和稳定度较差,难以实现业务应用。本文利用2005?2017年宁波水蜜桃主产区收集的物候期和气象资料,构建不同时间尺度(小时、日、候、旬、月)和不同时间起点(固定日期、物候期)下的成熟期预报模型集,探究集合模型在物候期精细化预报中的可行性。基于模型预报结果的精度和稳定度,分别利用算术平均法、回归系数法、相关系数法和绝对误差法确定集合预报模型成员的权重,构建不同预报时效的水蜜桃成熟期加权集合模型。结果表明:利用4种权重系数确定方法构建的加权集合模型均保持了较高的精度和稳定度,集合模型回代检验的绝对误差AE平均仅0.69(在0.56~0.87)d,均方根误差RMSE平均为0.90(在0.69~1.14)d,相关系数R平均达0.95(在0.92~0.98);相比单一模型,集合模型的AE和RMSE分别缩小0.5d和0.6d,R值提高0.12。基于绝对误差法构建的加权集合模型效果最佳,回代检验AE和RMSE平均值分别为0.66d和0.88d,对宁波水蜜桃主产区成熟期预报的AE≤2d。集合模型中适当融合硬核期观测能将预报误差缩小0.2~0.3d。集合预报模型为物候期精细化预报提供了新的思路,能够满足业务应用需求。