气候变化和灌溉方式对稻田需水量的影响

气候变化改变了水稻的耗水过程和灌溉需水。基于高邮灌区历史气象资料(1955—2013年),利用稻田水量平衡和MK检验方法,分析了不同灌溉模式下稻田耗水与灌溉需水量的变化。结果表明:高邮灌区水稻全生育期积温随时间序列显著增加,而降雨量略有减少,但趋势不明显;不同灌溉模式下水稻需水量ET_c和渗漏量均随时间序列缓慢增加;节水灌溉模式能有效降低稻田耗水量;节水灌溉稻田灌溉需水量随时间序列缓慢降低,而常规灌溉稻田呈增加趋势,但趋势均不明显;节水灌溉模式能够有效降低稻田灌溉需水量,提高降雨利用率。因此,节水灌溉能够有效缓解气候变化给水稻种植带来的不利影响,是变化环境下灌区可持续发展的重要技术措施。     

非充分灌溉条件下水稻需水量计算

本文提出了非充分灌溉条件下水稻不同生育阶段的需水量计算模型，并运用实测资料对模型进行了验证。     

气候变化对南京主要作物需水量的影响

采用Mann-Kendall方法计算南京1951—2005年的作物需水量,结合气象因素的变化趋势,分析气候变化对南京主要作物需水量的影响,提出应对气候变化的措施。结果表明:夏作水稻、棉花和玉米的需水量减少,主要与夏季增温不明显以及降雨增加、日照时数减少和风速显著降低有关;冬小麦和油菜需水量呈增加趋势,主要因为冬春季增温趋势率最大,日照时数减少和风速的下降不足以抵消气温升高和湿度降低的影响。认为温度变化会改变作物种植制度,可能带来作物总需水量的增加,因此实施节水灌溉非常必要,尤其是推行水稻蓄水控灌,可减少灌排定额,减小温室效应,降低气候变化对水稻生产的影响。     

用测桶称重法测定水稻控灌需水量

作物需水量是农田水利工程规划、设计的基本参数,是灌溉管理工作的重要依据。我省通过两年水稻控制灌溉的试验研究,虽得出了许多宝贵的数据资料,取得了许多重要科研成果,却没有需水量方面的直接观测数据。现代化的科学管理要求对灌溉需水量进行准确地、及时地预报,以保证农作物     

水稻薄露灌溉技术的推广

余姚市从１９９３年以来轻计推广不稻薄露灌溉１０１万亩，其中１９９５年晚稻３８．７万亩，使这一先进灌溉技术的覆盖率达到９０％以上，累计增产粮食２４００万ｋｇ，节水４３５０万ｍ＾３，节电２６０万ｋＷ．ｈ。同时探索了薄露灌溉的综合效益及其科学机理，丰富了水稻节水灌溉的理论。     

水稻需水量等值图在灌溉管理中的应用

作物需水量等值线图主要是用于进行灌溉制度设计、推求灌溉定额和进行灌溉评价。如何更好地应用该图，正确确定作物需水量ＥＴ、降雨量Ｒ和灌溉定额Ｑ三者的关系，是普遍关注的问题．本文以吉林省水稻需水量成果图分析应用为例，较全面地介绍了应用该成果建立ＥＴ、Ｒ和Ｑ三者关系的方法及不同系列排须的ＥＴ图的应用情况。为需水量研究成果图更加完善起到了推动作用。     

黑龙江省西部地区玉米需水量与灌溉制度制定

黑龙江省西部地区频发的干旱情况影响该地区农业水循环与粮食安全,研究玉米水分供需关系对于理解该地区干旱机理有重要意义。根据FAO-56单作物系数法,计算玉米生育期参考作物蒸散量(ET0)、作物需水量(ETc)和灌溉需水量(Ir),依托CROPWAT模型制定灌溉制度,并通过计算作物水分盈亏指数(CW)分析玉米水分盈余情况。结果表明：1960—2015年黑龙江省西部玉米生育期ET0和ETc呈下降趋势,有效降水量(Pe)、Ir和CW呈上升趋势;平均ET0、ETc、Pe和Ir分别为639.64、438.13、224.40和273.87 mm;由于不同水文年干旱条件不同,Pe并不能在所有年份满足玉米水分需求,丰水年、平水年、枯水年和特枯水年的平均净灌溉定额分别为152.43、236.33、276.53和353.47 mm。黑龙江省西部玉米生育期水分供需关系的研究和灌溉制度的制定有助于区域水资源调控和农业发展     

气候变化对灌区农业需水量的影响研究

气候变暖不仅影响水资源量及其时空分布的变化,而且也会使农作物蒸发蒸腾量增加,从而加剧农业水资源供需矛盾。因此,研究气候变化对农业需水量的影响对保障农业用水安全具有重要的意义。本文利用陕西省宝鸡峡灌区11个气象站28 a的气象资料,分析了灌区气候变化特征;计算了主要作物需水量和农田灌溉需水量;利用单因素敏感性分析法研究了气候变化对农业需水量的影响。研究结果表明:灌区年平均气温显著上升,降水量持续下降,蒸发量明显增大,大部分地区相对湿度和风速显著下降,而日照时数有所增加;冬小麦、玉米、棉花和油菜生育期需水量明显增加;各气候因素对农田灌溉需水量影响顺序为:降水量>相对湿度>最高气温>日照时数>平均气温>风速,气温的上升、相对湿度的下降、降水量的减少以及日照时数的增大使作物需水量明显增大,而灌溉面积减小使农业需水量有减少的趋势。     

气候变化背景下华北平原灌溉需水及农业干旱易发区变化研究

以华北平原为研究区,选取冬小麦和夏玉米作为典型作物,采用作物系数法并依据预估的气候情景计算典型作物的净灌溉需水量,分析不同气温和降水变化幅度下冬小麦和夏玉米需水过程和需水总量。同时,结合气象干旱和需水异常程度划分了干旱易发区。所得成果可供相关研究人员参考。     

节水灌溉条件下水稻叶气温差变化规律与水分亏缺诊断试验研究

根据江西示范区的现场试验资料,分析了晚稻叶片叶气温差的日变化、全生育期变化规律及其与土壤水分和空气温度等外界影响因子的相互关系,分析了控制灌溉条件下水稻叶气孔温差对气孔导度、蒸腾速率与光合速率的影响,确定了水稻不同生育阶段光合与蒸腾出现下降的叶气温差临界值。结果表明：水稻叶气温差在不同的土壤水分条件下表现出不同的日变化规律,较低的土壤水分导致了较高的叶气温差;全生育期水稻叶气温差呈上升趋势,并随土壤水分降低而升高,灌水后出现降低;分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期蒸腾出现下降的水稻叶气温差临界值分别为-0.64℃、0.83℃和1.09℃,生育后期高于生育期前期;分蘖期光合速率下降的临界叶气温差值为0.4℃,拔节孕穗期和抽穗开花期光合速率没有出现明显下降的趋势。     

气候变化对华北地区主要作物需水量的影响

在未来温度上升1～4℃的情景下，研究了气候变暖对我国华北地区主要作物需水量的影响。结果显示，气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对冬小麦需水量的影响最大，对棉花的影响次之，对夏玉米的影响最小。当生长期内温度上升1～4℃时，冬小麦需水量将增加2.6%～28.2%，相当于11.8～153.0mm；夏玉米需水量将增加1.7%～18.1%，相当于7.2～84 1mm；棉花需水量将增加1.7%～18.3%，相当于7.9～96 2mm。说明冬小麦对未来气候变暖的适应能力很差，而夏玉米和棉花的适应能力相对较强。气候变化对作物需水量的影响存在一定地域性差异。其中对济南的作物需水量影响最大。当温度增加1～4℃时，冬小麦、夏玉米、棉花需水量将依次增加15.4～153.0mm、8.3～84.1mm、9.6～96.2mm。对太原的作物需水量影响最小。当温度上升1～4℃时，3种作物的需水量依次增加11.7～114.5mm、6.9～68.3mm、7.9～78.0mm，比济南分别低24%～２５％、17%～19%和18%～19%。按华北地区目前的种植结构估算，温度上升1～4℃将使整个地区冬小麦的需水增加14.7～191亿m 3；夏玉米的需水增加5.87～68.6亿m3；棉花的需水增加1.35～16.5亿m 3。未来气候变暖将使华北地区业已紧张的水资源供需矛盾将更加突出。     

气候变化下我国主要农作物需水变化

全球气候变化不可避免的会给农业用水带来影响。利用全国93个气象站1960-2009年的气候资料,分析全国近50年4种主要粮食作物(玉米、小麦、大豆、水稻)的蓝水蒸散量及年蓝水需水量的分布和变化。结果表明:1960-2009年间全国平均温度上升1.1℃,1980s以后气候变暖加剧,增幅北方大于南方。农作物蓝水蒸散量有不同程度下降;1990s前蓝水蒸散量主要影响因子为降雨量,1990 s后为温度。气候变化使得东北、内蒙古农作物种植面积增加,农作物蓝水需水量上升。从蓝水蒸散量出发,调整地区间农作物种植结构可以缓解因气候变化给北方地区带来的农业水资源压力。     

气候变化背景下乌梁素海流域水循环系统的演变特征

为了研究气候变化背景下乌梁素海流域水循环系统的演变特征,利用乌梁素海流域内及其周边13个气象站点的气象资料,从1961-2011年51年数据分析其气温、降水、蒸发的变化趋势,发现气温呈现显著上升,降水量和蒸发量年际波动较大,未显示出明显的变化趋势;同时分析了湖泊进出水量、水位变化和土地利用情况,尤其在近10年来,耕地迅速增加,草地林地减少,湖泊水位降低和面积减少,水资源矛盾加剧。气候变化和人类活动对乌梁素海流域水循环系统演变有着重大影响。     

基于Hurst系数的安徽省气候时空变化分析

根据1955~2011年安徽省18个站点气候资料,运用R/S分析方法对安徽省近56年来的降水量、平均气温等指标的冬季、夏季及年均值进行了计算分析;并利用GIS的空间分析方法分析了该区域的气候要素空间分布情况。结果表明,安徽省近56年来气候变化存在赫斯特现象,并且降水和气温及其持续性都存在空间差异,整体上,南部地区降水多,气温高,持续性强;中北部区域降水少,气温低,持续性较弱。     

水稻灌区基于多过程耦合的分布式水转化模型

水稻灌区灌溉-排水过程频繁,定量表征灌区水转化过程对于灌区水资源管理具有重要的意义。针对水稻灌区供-耗-排过程的时空复杂性以及灌区水转化对地下水补排过程的影响,本研究建立了灌区尺度基于灌排过程-农田土壤水分运动与作物生长过程-地下水运动过程耦合的分布式水转化模型,实现了对灌区的供-耗-排动态过程的定量表征。采用黑龙江省和平灌区水稻生长指标、灌区蒸散发量、地下水位变化以及排水沟流量等数据对模型进行了率定验证,结果表明模型具有较高精度。相对于传统灌区水转化模拟方法,该模型有效表征了灌区水转化所涉及的灌排过程、土壤水及地下水运动过程、作物生长过程的时空动态耦合,实现了灌区水转化的分布式动态模拟。同时,模型所需参数较少,避免了以往灌区水转化过程计算复杂的难点。该模型为水稻灌区多环节水转化过程模拟及用水效率评估提供了重要方法。     

控制灌溉的水稻气孔限制值变化规律试验研究

根据国家“863”节水农业重大专项江西示范区的现场试验资料,分析了晚稻叶片气孔限制情况的日变化、全生育期变化规律及其与外界影响因子包括土壤水分和叶气温差的相互关系,分析了控制灌溉条件下水稻气孔限制值对蒸腾速率、净光合速率以及叶片水分利用效率的影响。结果表明：气孔限制值在不同的土壤水分条件下表现出不同的日变化规律,较低的土壤水分导致了较高的气孔限制;全生育期气孔限制值随土壤水分降低而升高,灌水后出现降低;气孔限制值随叶气温差的增加而增加;适度水分控制条件下气孔限制值的增加带来了净光合速率的增加,气孔限制值超过0.2后,净光合速率增加趋势变缓,蒸腾速率出现一定的下降趋势,而叶片水分利用效率持续增加。     

长江三角洲地区气候变化背景下城市化发展与水安全问题

全球变暖等气候变化背景下,城市化的高速发展给长江三角洲地区水文和水资源带来了较大的影响,该区域的水安全问题成为人们关注的热点。通过对该地区水文水资源变化气候背景的分析,选择区域内的典型城市,以遥感和GIS作支持,开展以城市化发展为标志的下垫面变化对降雨、径流及暴雨洪水的影响研究,分析了城市化发展对河网水系与水环境的影响。在此基础上,从保证城市水安全的角度,对水资源持续利用与优化配置进行了分析和探讨,以寻求地区城市化发展下的水资源利用与保护的对策措施,从而为保障地区水安全以及经济持续发展提供支持。