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《中国农业科学院》 2009年
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基于SIMETAW模型的河西走廊地区主要作物蒸散量研究

史金丽  
【摘要】: 蒸散是农田中最主要的水分消耗,精确估算作物蒸散量是提高农业水资源灌溉效率的首要基础,对水资源的科学管理具有重要作用。本研究选择在河西走廊的张掖市布置田间试验,测定三种主要作物(春小麦、春玉米、马铃薯)的田间蒸散量,并测算作物系数;利用田间实测数据对美国加州大学开发的作物蒸散量模型-SIMETAW(Simulation of Evapotranspir-ation of Applied Water)进行验证和参数校正,并利用经有效化后的模型模拟分析河西走廊地区主要作物蒸散量和灌水量的历史变化情况。主要研究结论如下: (1)通过2007、2008年田间试验测定张掖地区春小麦、春玉米和马铃薯在生育期内的作物蒸散量(ETc)分别为470mm、600mm、480mm;全生育期三种作物的作物系数(Kc)平均值分别为0.71、0.82和0.66。 (2)SIMETAW模型有效化研究表明:SIMETAW模型能较好地模拟张掖地区主要作物蒸散变化规律,尤其是对生育期内蒸散总量的模拟效果更为理想,春小麦、春玉米和马铃薯的ETc模拟值与实测值相对误差分别为1.46%、2.33%和10.85%。 (3)利用1960~2006年气象资料,运用SIMETAW模型对河西走廊地区参考作物蒸散量(ET0)进行了模拟分析。河西走廊不同分区内ET0差异均达到0.01极显著水平,西部地区ET0呈极显著下降趋势,南部地区ET0则呈显著上升趋势。这与该地区气象要素区域差异巨大直接相关,西部地区风速对ET0影响最大,中、南部地区辐射对ET0影响最大。 (4)1960~2006年间河西走廊西部地区春小麦、春玉米和马铃薯的ETc和灌溉需水量(ETaw)均呈极显著下降趋势,中南部地区变化不明显。由西到南同种作物ETc、ETaw逐渐减少,其中西部与中、南部地区不同作物间ETc差异均达到极显著水平,不同分区内、不同作物间ETaw差异同样达到极显著水平。不同月份ETc、ETaw多年模拟结果表明:5、6月份是春小麦的水分敏感期,春小麦蒸散量多年平均值在170~190mm左右;春玉米的需水关键期为7月,蒸散量变化范围在200~220mm;马铃薯在7月份的蒸散量最大,为180~200mm。不同分区内作物需水关键期需要补充灌水量均占蒸散量的85%以上。 (5)1980~2006共27年间河西走廊11个区县小麦、玉米和马铃薯总播种面积呈极显著下降趋势,三种作物总耗水量和总灌水量变化趋势不明显。播种面积的极显著下降使小麦总耗水量减少了6.09亿m3,净灌溉需水量减少了5.35亿m3;玉米播种面积呈极显著增加趋势,其耗水量和灌水量分别增加了3.45和2.77亿m3;马铃薯播种面积变化趋势不明显,其耗水量和灌水量分别增加了0.43和0.35亿m3。 (6)河西走廊各区县间三种作物总播种面积、耗水量和灌水量差异较大。武威地区播种面积、耗水量和灌溉需水量数值最大,且耗水量和灌水量逐年呈显著上升趋势;敦煌、安西、玉门、金塔、高台和永昌地区播种面积、耗水量和灌水量相对较小,且逐年呈极显著下降趋势;其它地区变化趋势不显著。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S311

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