广元市主要农作物需水量时空特征分析

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1、广元市主要农作物需水量时空特征分析2011年第3期第35卷贵州气象JournalOfGuizhouMeteorologyVoL.35NO.3文章编号:1003—6598(2011)03～0031—03广元市主要农作物需水量时空特征分析刘会斌,王勤,甘建辉,黄明德,刘运成,罗小华,王和训,顾洪国(1.四川省广元市气象局,四川广元628017;2.四川省剑阁县气象局,四川剑阁628300)摘要:选取广元地区1971--2000年(30a)地面气象资料及1985--2009年(25a)农气观测站发育期资料,采用联合国粮农组织(FAO

2、)推荐的Penman—Monteith公式及作物系数,计算出广元市主要农作物逐月(日)平均需水量,并利用Kriging插值法得到各作物需水量的空间分布.根据典型年(丰水年,枯水年及平常年)作物需水量与当月降水量相关分析结果,降水接近多年平均时,腾发量与之基本持平,丰水年腾发量小于降水量,枯水年腾发量远大于降水量;作物需水量空间分布上,东部与南部大于西部与北部.关键词:彭曼公式;Kriging插值;作物需水量;时空分布特征;广元市中图分类号:S161文献标识码:B1---一l刖蟊广元市位于四川盆地北部边缘,地处米仓山,龙门山和盆

3、北低山三大地貌单元的交汇地带,具有典型的季风气候特点.广元降水丰富,但时空分布不均,是导致季节性干旱的根本原因.国内对气象干旱研究作了大量研究¨l2J,而气象干旱不一定对农业致害.当农作物体内水分发生亏缺,影响正常生长发育时才形成一种农业气象灾害,即所谓的农业干旱].评判作物的水分亏缺需考虑作物所处的发育期及作物本身对水分的需求.本文通过作物需水量的时空分布特征分析,研究作物需水规律[4],对农业干旱预警,计算灌溉用水量,制订抗旱规划,为有效防御干旱提供理论依据.2资料与方法2.1资料气象资料来自广元市5个国家气象站1971—

4、2000年(3Oa)的逐日平均气温,最高气温,最低气温,Et照时数,平均水汽压,平均风速.作物发育期资料源于农业气象观测站(广元1985--2002,苍溪2003--2009年)水稻,冬小麦,夏玉米,油菜生育期资料,取各生育期平均值作为本文分析的发育期资料,再计算作物生育期内平均逐日需水量.2.2方法本文采用联合国粮食及农业组织(简称FAO)推荐的Penman～Monteith公式,计算参照作物蒸腾蒸发量(ReferenceEvapotranspiration,以下简称作物腾发量).该公式全面考虑了空气动力学阻抗和作物冠层阻抗

5、对农田蒸散的影响,具有很好的适用性.据FAO定义,作物需水量为"一种作物生长在开阔的田地中,土壤条件(水,肥)不受限制,在给定的生长环境中充分发挥生产潜力的状况下,满足作物蒸散耗水所需的水分".Penman—Monteith计算公式为:一(0.408×△xR.一G)+',xgO0××(e一ed)/(273+E.,10一△+×(1+0.34X)(1)式中:E为参考作物蒸发蒸腾量,单位ram/d;△:温度一饱和水汽压关系曲线上在处的切线斜率kpa/~C,△=4098x/(+237.3);兄:地面净辐射蒸发量(MJ-m～?d);G:

6、土壤热通量(m?m..?d),G=—一(计算当日的平均气温,一,计算前3d的平均气温);7:干湿表常数,pa/~C,y=O.00163xp/A;p:气压,P=101.3×((293—0.0065xZ)/293))5.26,(式中:z为计算地点海拔高程,m);:平均气温(℃);A:潜热(MJ?kg),A=2.501一(2.361x10.)xT;ea—ea:饱和水汽压与实际水汽压收稿日期:2011一O1—25第一作者简介:刘会斌(1962一),男,工程师,主要从事天气预报及业务管理等工作.基金项目:四川省气象局科学技术研究开发课题

7、川气课题2Oo9—13"灾害风险评估与作物适应性气候区划相关问题研究";川气课题2009—13—02"广元市农业干旱的风险性评价指标与模型研究".?31?2011年第3期第35卷贵州气象JournalOfGuizhouMeteorologyVoL35NO.3的差值,kpa;ea=0.611×expX(17.27×T/(T+237.3)),kpa;u2:2m高处的风速(m/s).利用彭曼公式可以通过编程或利用电子表格Excel计算,本文采用Excel表,计算结果略.2.3作物需水量E=L×ETo(2)式中,E为作物需水量;Kc为

8、作物系数;ETo为参考作物蒸散量.在考虑取值时将作物的生长发育划分为4个阶段(见图1).…一/\/IIII初期发展期中期后期图1作物生育期作物系数Kc变化曲线不同时段需水量不同,对不同作物又有不同的划分.作物系数取值见表1.表1主要农作物作物系数表3主要农作物需水量空间