华北平原典型冬小麦农田生态系统能量平衡与闭合研究     

吴东星  李国栋  张茜 《中国生态农业学报》2017,25(10):1413-1422

准确量化分析地气之间的物质和能量交换对于水资源管理和农业可持续发展是十分重要的。能量平衡闭合是评估观测数据准确性和分析地表能量平衡的一个重要的评价指数。本研究利用开路涡度相关系统和全要素自动气象站对华北平原典型冬小麦农田生态系统2013—2014年度的能量通量及常规气象要素进行了连续观测,分析了冬小麦农田各能量通量的日变化和年变化特征,计算冬小麦在4个生育时期(出苗期、越冬期、拔节期和灌浆期)的能量闭合和波文比。结果表明:在日尺度上,选取的4个生育时期净辐射和各能量分量的日变化趋势均为单峰二次曲线,净辐射、显热通量和潜热通量的峰值出现在12:00—13:00,土壤热通量的峰值出现在14:00—15:00。在年尺度上,净辐射和潜热通量的变化趋势较为一致,均在越冬期达到最低值114.51 W·m~(-2)和13.47 W·m~(-2),而在灌浆期达到最大值327.02 W·m~(-2)和116.56 W·m~(-2)。选取的4个生育时期的代表性观测日期能量闭合良好,能量闭合率分别为0.49、0.77、0.81和0.76。4个生育时期内波文比值日变化趋势均呈倒"U"型,出苗期波文比在14:00达到最大值2.12;越冬期、拔节期和灌浆期在10:00左右达到最大值,分别为1.48、0.31和0.58。本文的定量化结果可为华北平原农田生态系统水热通量等研究提供依据。  相似文献   

华北平原地区农村生活污水产污特征研究     

张磊  裴国霞  张玉华  刘东生  李想  谭平 《农业环境保护》2012,(2):410-415

为了解华北平原地区农村生活污水产污特征,准确评价农村生活污染状况,本研究选取华北平原地区典型农村（保定市徐水县荆塘铺村）不同收入水平的15户典型农户,对其生活污水的产污情况进行12个月（2010年8月至2011年7月）的调查和监测,得到农户的生活污水人均日产生量、pH、COD、TAN、TN和TP的产污系数。农户生活污水人均日产生量为21.03L·d-1·人-1,pH值为6.14,COD、TAN、TN和TP的产污系数分别为7.87、0.581、1.31g·d-1·人-1和0.0662g·d-1·人-1。各项指标从高到低依次为中收入水平农户,高收入水平农户和低收入水平农户,且高中收入水平农户与低收入水平农户各项指标差异性较显著。以上结果表明华北平原地区农村生活污水人均日产生量和污染物产污系数与收入水平有关。  相似文献   

降水对华北主要粮食作物灌溉需求影响特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

王电龙  冯慧敏  张宝忠  魏征  杜旭婷 《农业机械学报》2023,54(1):296-305

探明华北地区作物灌溉需求规律及主控因素是合理制定水资源规划,缓解该区地下水超采的重要依据。本文基于华北60个气象站近50年(1971—2020年)逐日气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算作物需水量,并分析降水对主要粮食作物(冬小麦和夏玉米)灌溉需求时空特征的影响。结果表明：在降水丰水年(25%),冬小麦作物灌溉需求指数I_RI以0.50～0.75区间的高度灌溉需求分布区为主,夏玉米则以0.25～0.50区间的中度灌溉需求分布区为主,分布面积比率分别为研究区的92%、86%;在平水年(50%),冬小麦I_RI以大于0.75的极高灌溉需求分布区为主,分布面积比率占56%,夏玉米仍以0.25～0.50的中度灌溉需求分布区为主,但分布面积比率扩大至100%;在枯水年(75%),冬小麦极高灌溉需求分布面积比率增大至97%,夏玉米则以0.50～0.75的高度灌溉需求分布区为主。降水量是影响I_RI的主控因素,随降水量的增大,不同区位I_RI均呈直线下降趋势,但对降水量变化的敏感性存在较大差异...  相似文献   

华北平原不同作物-潮土系统中N_2O排放量的测定   总被引：3，自引：0，他引：3  

丁洪  蔡贵信  王跃思  陈德立 《农业环境科学学报》2001,20(1)

在中国科学院封丘农业生态试验站应用原状土柱培养法测定了华北平原主要农作物 -潮土系统中N2O的排放量 ,比较了不同作物对农田土壤中N2O排放的影响。结果表明 ,大豆、花生、玉米和棉花4种作物系统的N2O排放通量有所差异 ;生长期间不施氮肥处理下N2O排放总量为0.57—1.00kgN·hm -2,施氮肥处理下为1.48—3.12kgN·hm-2,作物系统间有较大差异。氮肥产生的N2O -N占施肥量的0.57 %—1.58 % ,其中玉米作物系统是棉花作物系统的近3倍。  相似文献   

华北平原地下水压采区冬小麦种植综合效应探讨     

王慧军  张喜英 《中国生态农业学报》2020,28(5):724-733

华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式为维护国家粮食安全发挥了重要作用。但冬小麦生长期正处于华北平原降水较少的干旱季节,实现高产依赖于灌溉,是华北平原地下水超采的主导因素之一。随着国家地下水限采政策的实施,在地下水超采区如何稳定冬小麦的种植面积和产量是面临的一个重要问题。本文通过综述以往研究并结合典型地点田间试验结果,从冬小麦种植可减少休闲期土壤蒸发损失、具有的深根系系统可充分利用土壤储水、可利用微咸水替代淡水灌溉、通过限水灌溉发展优质麦生产、冬春形成覆盖层美化和防沙尘效应等方面论述了华北平原种植冬小麦的优势,提出华北平原冬小麦生产需要转变传统高耗水高产量理念,充分发挥冬小麦抗旱、耐盐能力强的特点,在不实施大规模压缩冬小麦种植面积条件下,通过冬小麦限水灌溉和微咸水利用满足对地下水压采需求,充分发挥华北平原冬小麦种植冬春防风沙、美化环境的生态功能,同时满足区域口粮安全的保障功能。  相似文献   

华北平原不同种植制度对粮食作物氮素利用和土壤氮库的影响   总被引：3，自引：2，他引：1  

吉艳芝  徐明杰  巨晓棠  董娴娴  张丽娟 《农业工程学报》2020,36(19):86-96

冬小麦-夏玉米一年两熟是华北平原粮食作物的主要种植制度,存在氮肥利用率低、土壤氮素过量累积问题。为探索华北平原氮素高效利用的适宜种植制度,采用15N示踪技术,基于3 a田间定位试验,对一年两熟冬小麦-夏玉米的常规水氮和优化水氮、两年三熟冬小麦-夏玉米-春玉米与冬小麦-夏大豆-春玉米及一年一熟春玉米3种种植制度的作物产量、15N利用率、氮素去向和土壤氮库表观平衡进行研究。结果表明,两年三熟的冬小麦-夏玉米-春玉米产量为32 248.52 kg/hm2,分别比一年两熟和一年一熟提高22.16%和52.88%;15N利用率为33.36%,比一年一熟提高26.12%。3种植制度的氮肥去向最高为土壤残留,其次为作物吸收和损失,两年三熟冬小麦-夏玉米-春玉米的作物吸氮量最高为151.82 kg/hm2,土壤氮库表观盈余量为21.22 kg/hm2,显著低于其他种植制度。综合分析,冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟在稳产高产和提高氮素利用率上具有可持续的潜力,是华北平原未来较为理想的种植制度。  相似文献   

华北平原不同等级干旱对冬小麦产量的影响   总被引：5，自引：5，他引：0  

孙爽  杨晓光  张镇涛  赵锦  刘志娟 《农业工程学报》2021,37(14):69-78

华北平原是中国重要的粮食生产基地,其中冬小麦播种面积和产量均居中国首位,在国家粮食安全中具有重要作用,干旱是影响该区域冬小麦产量的最主要农业气象灾害。该研究基于华北平原44个气象站点1981—2017年的逐日气象数据以及作物、土壤和田间管理资料,以作物水分亏缺指数为农业干旱指标,基于调参验证后的农业生产系统模型(Agricultural Production Systems Simulater,APSIM),评估了冬小麦生长发育中后期各生育阶段不同等级干旱对冬小麦单产和总产的影响。结果表明,冬小麦拔节-开花和开花-成熟阶段干旱造成冬小麦减产率空间上均呈北高南低的分布特征,且开花-成熟阶段干旱引起的减产率(26.8%)高于拔节-开花阶段干旱引起的减产率(19.1%),区域间比较均表现为干旱对京津冀地区冬小麦单产影响最大,对河南省冬小麦单产影响最小;随着干旱等级的加重减产率增大,开花-成熟阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为16.5%、32.8%和44.9%,拔节-开花阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为10.3%、18.8%和28.6%。结合冬小麦实际播种面积得到各生育阶段干旱对总产的影响,区域间比较均表现为干旱对山东省冬小麦总产影响最大,对河南省冬小麦总产影响最小。  相似文献   

利用动态阈值决策树分类的华北平原冬小麦动态监测     

乔梦琦  周德成 《农业工程学报》2024,40(8):125-132

华北平原是中国最大的粮食生产基地,准确监测其冬小麦种植面积及其变化对粮食产量预测和国家粮食安全具有重要意义。然而,不同土地利用产品所估算的小麦面积、空间分布及其动态均存在较大分歧,不能有效反映出冬小麦的长期变化特征。该研究结合作物物候特征和已有小麦专题数据产品,首先构建动态阈值决策分类算法,以降低传统方法在阈值设定和样本筛选方面的不确定性;进而分析了2003—2022年华北平原区冬小麦播种面积的长期变化规律。结果表明：1）该研究提出的动态阈值决策分类算法能准确地提取冬小麦面积,平均总体精度为93.44%,且与统计数据具有较高的一致性;2）2003—2022年华北平原冬小麦种植面积整体呈上升趋势,不同地区变化类型差异较大;3）研究时段内,持续种植冬小麦的耕地面积仅占各年份种植范围总面积的5%,种植次数低于10 a的面积占比达55%;4）河北中南部、山东省西部和河南省中北部冬小麦种植面积相对稳定,京津冀地区以及山区冬小麦播种面积变化相对频繁。该研究可为大尺度冬小麦动态监测提供了新的方法视角,并对科学制定耕地调控策略具有重要意义。  相似文献   

华北平原区农业立体污染现状与特征     

贾树龙  孟春香  杨云马  武雪萍  王小彬  蔡典雄 《河北农业科学》2010,14(6):64-68,79

概述了华北平原区由于各种不合理的农事活动,对水体-土壤-生物-大气所造成的立体交叉污染的现状。通过文献分析,指出造成农业立体污染的主要原因是作物秸秆管理不当、肥料施用不合理、农药使用不当、农膜残留及养殖废弃物管理不当等。总结了华北平原农业立体污染具有影响面广、区域性与季节性差异较大、危害隐蔽性强、治理难度大等特征。并对农业立体污染防治的主要技术途径进行了探讨。  相似文献   

华北平原大雾天气CINRAD／SA雷达超折射回波与数值模拟分析     

赵瑞金  李江波 《安徽农业科学》2011,39(18):10968-10972,10981

利用2004—2007年石家庄CINRAD／SA型多普勒天气雷达资料,对华北平原出现的10次大雾天气过程中的超折射回波特征进行了统计。并利用中尺度模式MM5V3的数值模拟结果结合探空实况对2005年11月19～21目的华北平原大雾天气过程的超折射回波的形成原理进行了分析。结果表明,华北平原大雾天气有利于大气波导的形成;超折射回波具有明显的时空分布特征,太行山对超折射回波分布有明显影响;在0．5°平面位置显示产品上超折射回波主要分布在东部平原,出现在夜间和上午;在大雾天气过程中出现超折射回波表明大雾天气的进一步发展和维持,为华北平原大雾天气的监测、预报提供新的技术手段和科学依据。  相似文献