留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

黄淮海平原冬小麦最大可能蒸散的估算

吴霞 王培娟 陈鹏狮 邬定荣 霍治国

吴霞, 王培娟, 陈鹏狮, 等. 黄淮海平原冬小麦最大可能蒸散的估算. 应用气象学报, 2017, 28(6): 690-699. DOI: 10.11898/1001-7313.20170605..
引用本文: 吴霞, 王培娟, 陈鹏狮, 等. 黄淮海平原冬小麦最大可能蒸散的估算. 应用气象学报, 2017, 28(6): 690-699. DOI: 10.11898/1001-7313.20170605.
Wu Xia, Wang Peijuan, Chen Pengshi, et al. Estimation of crop evapotranspiration under standard conditions for winter wheat in the Huang-Huai-Hai plain. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(6): 690-699. DOI:  10.11898/1001-7313.20170605.
Citation: Wu Xia, Wang Peijuan, Chen Pengshi, et al. Estimation of crop evapotranspiration under standard conditions for winter wheat in the Huang-Huai-Hai plain. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(6): 690-699. DOI:  10.11898/1001-7313.20170605.

黄淮海平原冬小麦最大可能蒸散的估算

DOI: 10.11898/1001-7313.20170605
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41371410

中国气象科学研究院基本科研业务费重点项目 2017Z004

详细信息
    通信作者:

    王培娟, email: wangpj@camscma.cn

Estimation of Crop Evapotranspiration Under Standard Conditions for Winter Wheat in the Huang-Huai-Hai Plain

  • 摘要: 作物最大可能蒸散考虑了作物及当地地表状况,为当地地表实际覆盖情况下实际蒸散的理论上限值,能客观分析作物对水分的需求程度和农业干旱状况。基于遥感(叶面积指数和地表反照率)数据和逐日气象数据,利用Penman-Monteith公式,计算黄淮海平原小麦种植区27个气象站冬小麦生育期2000-2015年逐日蒸散,提取得到冬小麦生育期逐日最大可能蒸散数据集,并分析其时空变化特征及成因。结果表明:与联合国粮农组织(FAO)单作物系数法计算的最大可能蒸散Ek对比,区域平均最大可能蒸散Ec的时间变化趋势与Ek一致,空间分布上Ec符合客观实际。黄淮海平原冬小麦全生育期、越冬期和返青-拔节期Ec均呈北低南高的分布特征,日平均值分别为1.99 mm,0.44 mm和2.75 mm;其余3个生育期(越冬前、抽穗期、乳熟-成熟期)在空间分布上差异不大,日平均值分别为1.23 mm,4.71 mm和3.74 mm。冬小麦不同生育期(含全生育期)Ec的空间分布主要受叶面积指数分布特征的影响,二者呈显著正相关关系。
  • 图  1  黄淮海平原气象站及农业气象站分布

    Fig. 1  The distribution of meteorological and agro-meteorological stations in the Huang-Huai-Hai Plain

    图  2  黄淮海平原(a)及不同纬度间隔(b)叶面积指数8 d变化

    Fig. 2  Every 8-day dynamic changes of leaf area index in the Huang-Huai-Hai Plain(a) and different latitude intervals(b)

    图  3  黄淮海平原(a)及不同纬度间隔(b)地表反照率逐日变化

    Fig. 3  Daily dynamic changes of albedo in the Huang-Huai-Hai Plain(a) and different latitude intervals(b)

    图  4  最大可能蒸散逐日变化

    (a)黄淮海平原EcEk, (b)不同纬度间隔Ec

    Fig. 4  Daily dynamic changes of crop evapotranspiration

    (a)Ec and Ek in the Huang-Huai-Hai Plain, (b)Ec in different latitude intervals

    图  5  EcEk散点图

    Fig. 5  Scatter map of Ec and Ek

    图  6  冬小麦全生育期最大可能蒸散(Ec)空间分布

    Fig. 6  The spatial distribution of Ec in the growth period of winter wheat

    图  7  冬小麦不同生育期日最大可能蒸散(Ec)空间分布

    Fig. 7  The spatial distribution of daily Ec in different growth periods of winter wheat

    表  1  冬小麦不同生育期初始日序

    Table  1  The day of year (DOY) in different growth periods of winter wheat

    范围 气象站数 播种期 越冬期 返青期 抽穗期 乳熟期 成熟期
    [31.34°N, 34.00°N] 9 294 次年3 次年49 次年105 次年136 次年148
    (34.00°N, 36.00°N] 6 287 359 次年49 次年111 次年142 次年153
    (36.00°N, 38.00°N] 7 284 345 次年60 次年118 次年146 次年158
    (38.00°N, 40.48°N] 5 277 340 次年67 次年125 次年150 次年161
    下载: 导出CSV

    表  2  冬小麦不同生育期最大可能蒸散Ec与遥感数据和气象因子的偏相关系数及检验结果

    Table  2  The partial correlation and its significant test between annual average Ec and remote sensing data, meteorological factors in different growth periods of winter wheat

    要素 生育期
    越冬前 越冬期 返青-拔节期 抽穗期 乳熟-成熟期 全生育期
    叶面积指数 0.841** 0.981** 0.931** 0.872** 0.947** 0.905**
    地表反照率 0.172 -0.482* -0.506* -0.226 -0.410* -0.326
    最高气温 0.636** 0.327 0.255 -0.058 0.674** 0.305
    水汽压 0.186 -0.240 0.436* -0.407* -0.565** -0.571**
    最低气温 0.529* 0.693** 0.444* 0.433* 0.378* 0.362
    日照时数 -0.380* 0.150 0.126 0.015 0.714** 0.140
    风速 0.205 -0.639** -0.356 0.018 -0.452* 0.071
    注:**表示达到0.01的显著性水平,*表示达到0.1的显著性水平。
    下载: 导出CSV
  • [1] 中国种植业信息网农作物数据库. [2012-03-18]. http://www.zzys.gov.cn/nongqing.aspx.
    [2] IPCC.Climate Change 2014:Impacts, Adaptation, and Vulnerability.Cambridge:Cambridge University Press, 2014.
    [3] 郭建平.气候变化对中国农业生产的影响研究进展.应用气象学报, 2015, 26(1):1-11. doi:  10.11898/1001-7313.20150101
    [4] 杨沈斌, 申双和, 赵小艳, 等.气候变化对长江中下游稻区水稻产量的影响.作物学报, 2010, 36(9):1519-1528. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zuowxb201009013
    [5] 周广胜, 何奇瑾, 汲玉河.适应气候变化的国际行动和农业措施研究进展.应用气象学报, 2016, 27(5):527-533. doi:  10.11898/1001-7313.20160502
    [6] 马晓群, 张辉.近30年安徽省地表干湿时空变化及对农业影响.应用气象学报, 2007, 18(6):783-790. doi:  10.11898/1001-7313.200706120
    [7] Yao F M, Zhang J H, Sun B N.Simulation and analysis of effects of climate change on rice yields in southern China.Climatic & Environmental Research, 2007, 12(5):659-666. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-QHYH200705009.htm
    [8] 张宇, 王石立.气候变化对我国小麦发育及产量可能影响的模拟研究.应用气象学报, 2000, 11(3):264-270. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20000341&flag=1
    [9] 王馥棠.近十年来我国气候变暖影响研究的若干进展.应用气象学报, 2002, 13(6):755-766. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020699&flag=1
    [10] 姚凤梅.气候变化对中国粮食产量的影响及模拟.北京:气象出版社, 2008.
    [11] 成林, 方文松.气候变化对雨养冬小麦水分利用效率的影响估算.应用气象学报, 2015, 26(3):300-310. doi:  10.11898/1001-7313.20150305
    [12] Allen R G, Pereira L S, Raes D, et al.Crop Evapotranspiration-Guidelines for Computing Crop Water Requirements.FAO-56 Irrigation and Drainage Paper 56.FAO-56, 1998.
    [13] 刘钰, Pereira L S.对FAO推荐的作物系数计算方法的验证.农业工程学报, 2000, 16(5):26-30. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/nygcxb200005007
    [14] 宿梅双, 李久生, 饶敏杰.基于称重式蒸渗仪的喷灌条件下冬小麦和糯玉米作物系数估算方法.农业工程学报, 2005, 21(8):25-29. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/nygcxb200508006
    [15] 李贺丽, 罗毅, 赵春江, 等.基于冠层光谱植被指数的冬小麦作物系数估算.农业工程学报, 2013, 29(20):118-127. doi:  10.3969/j.issn.1002-6819.2013.20.017
    [16] 左余宝, 田昌玉, 唐继伟, 等.鲁北地区主要作物不同生育期需水量和作物系数的试验研究.中国农业气象, 2009, 30(1):70-73. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgnyqx200901015
    [17] 赵娜娜, 刘钰, 蔡甲冰.夏玉米作物系数计算与耗水量研究.水利学报, 2010, 41(8):953-959. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ghdqnyyj200204017
    [18] 侯琼, 王海梅, 云文丽, 等.内蒙古河套灌区春玉米作物系数试验研究.应用气象学报, 2016, 27(4):417-425. doi:  10.11898/1001-7313.20160404
    [19] Bandyopadhyay P K, Mallick S.Actual evapotranspiration and crop coefficients of wheat (Triticum aestivum) under varying moisture levels of humid tropical canal command area.Agricultural Water Management, 2003, 59(1):33-47. doi:  10.1016/S0378-3774(02)00112-9
    [20] Kang S, Gu B, Du T, et al.Crop coefficient and ratio of transpiration to evapotranspiration of winter wheat and maize in a semi-humid region.Agricultural Water Management, 2003, 59(3):239-254. doi:  10.1016/S0378-3774(02)00150-6
    [21] 刘海军, 康跃虎.冬小麦拔节抽穗期作物系数的研究.农业工程学报, 2006, 22(10):52-56. doi:  10.3321/j.issn:1002-6819.2006.10.011
    [22] 石元春, 贾大林.黄淮海平原农业图集.北京:北京农业大学出版社, 1989.
    [23] 中国气象局. 气象数据网. [2016-08-30]. http://data.cma.cn/site/index.html.
    [24] 美国宇航局. [2017-03-02]. http://reverb.echo.nasa.gov/.
    [25] Fisher R A.Statistical Methods for Research Workers.London:Oliver and Boyd, 1934.
    [26] 毛飞, 张光智, 徐祥德.参考作物蒸散量的多种计算方法及其结果的比较.应用气象学报, 2000, 11(增刊Ⅰ):128-136. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/yyqxxb2000Z1017
    [27] 王靖, 李湘阁, 刘恩民, 等.华北平原冬小麦相对蒸散与叶面积指数及表层土壤含水量的关系.中国生态农业学报, 2003, 11(2):32-34. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/stnyyj200302010
    [28] Tian Y, Woodcock C E, Wang Y, et al.Multiscale analysis and validation of the MODIS LAI product:Ⅰ.Uncertainty assessment.Remote Sens Environ, 2002, 83(3):414-430. doi:  10.1016/S0034-4257(02)00047-0
    [29] 付立哲, 屈永华, 王锦地.MODIS LAI产品真实性检验与偏差分析.遥感学报, 2017, 21(2):206-217. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ygxb201702004
    [30] 孙宏勇, 刘昌明, 张喜英, 等.华北平原冬小麦田间蒸散与棵间蒸发的变化规律研究.中国生态农业学报, 2004, 12(3):62-64. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/stnyyj200403017
    [31] 莫兴国, 刘苏峡, 林忠辉, 等.华北平原蒸散和GPP格局及其对气候波动的响应.地理学报, 2011, 66(5):589-598. doi:  10.11821/xb201105002
    [32] 莫兴国, 薛玲, 林忠辉.华北平原1981~2001年作物蒸散量的时空分异特征.自然资源学报, 2005, 20(2):181-187. doi:  10.11849/zrzyxb.2005.02.004
    [33] 吴喜芳, 沈彦俊, 张丛, 等.基于植被遥感信息的作物蒸散量估算模型——以华北平原冬小麦为例.中国生态农业学报, 2014, 22(8):920-927. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=zgtn201408010&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    [34] 赵静, 邵景力, 崔亚莉, 等.利用遥感方法估算华北平原陆面蒸散量.城市地质, 2009, 4(1):43-48. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/csdz200901009
    [35] Yang J Y, Mei X R, Huo Z G, et al.Water consumption in winter wheat and summer maize cropping system based on SEBAL model in Huang-Huai-Hai Plain, China.Journal of Integrative Agriculture, 2015, 14(10):2065-2076. doi:  10.1016/S2095-3119(14)60951-5
    [36] 杨建莹. 基于SEBAL模型的黄淮海冬小麦和夏玉米水分生产力研究. 北京: 中国农业科学院, 2014. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-82101-1014326338.htm
  • 加载中
图(7) / 表(2)
计量
  • 摘要浏览量:  4798
  • HTML全文浏览量:  1240
  • PDF下载量:  263
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-07-14
  • 修回日期:  2017-09-20
  • 刊出日期:  2017-11-30

目录

    /

    返回文章
    返回