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基于DSSAT-Canegro模型的广西来宾市甘蔗生长对气象干旱的响应
被引量：
8
1
作者
杨云川
张会娅
+4 位作者
程禹灏
廖丽萍
杨家祯
邓思敏
谢鑫昌
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期119-130,共12页
旱灾是制约甘蔗高产高糖的主要自然灾害之一,研究甘蔗生长过程对气象干旱的响应机制是实现其旱灾风险智慧管理、提高中国蔗糖业发展的一个关键科学问题。该研究基于来宾市1979—2018年0.1°格点及地面气象站点的多源气象要素数据,...
旱灾是制约甘蔗高产高糖的主要自然灾害之一,研究甘蔗生长过程对气象干旱的响应机制是实现其旱灾风险智慧管理、提高中国蔗糖业发展的一个关键科学问题。该研究基于来宾市1979—2018年0.1°格点及地面气象站点的多源气象要素数据,计算逐日标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)序列并分析气象干旱特征,借助DSSAT-Canegro模型开展了甘蔗生长过程及产量累积对各气象干旱情景的响应机制模拟。研究明晰了来宾市气象干旱在甘蔗不同生育期发生的强度、历时及频次差异,设置了反映实际的气象干旱模拟情景。敏感性分析筛选出DSSAT-Canegro模型的8个显著敏感参数,参数本地化的模型模拟结果与田间试验观测拟合的确定性系数均超过0.95。气象干旱强度越大、历时越长,对区域甘蔗的产量、茎高、叶面积指数、冠层蒸散发等的抑制作用越强;其中,叶面积指数在茎伸长期的响应最敏感。甘蔗苗期发生轻旱、成熟期发生轻旱、中旱及重旱等均对蔗茎产量累积有一定促进作用,但增产不超过5%;发现30 d的气象干旱历时阈值,可划分蔗茎产量累积响应从增产转为减产(苗期轻旱)、减产变化由弱转强(苗期中旱)的效应;茎伸长期发生各强度气象干旱均对蔗茎产量累积有显著抑制作用,导致减产率分别达到7.12%(轻旱)、16.48%(中旱)、18.80%(重旱)、29.05%(特旱)。该研究明晰了蔗茎产量累积响应各种气象干旱情景的定量映射关系,可为揭示来宾市气象干旱-土壤水分-甘蔗长势的旱灾链式传递机理,实现区域旱灾动态风险模拟、调控及多阶段预警提供科学支撑。
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关键词
模型
气象干旱
甘蔗
响应机制
蔗茎产量
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职称材料
基于Aqua Crop的南宁市甘蔗响应气象干旱情景模拟
被引量：
2
2
作者
杨云川
程禹灏
+5 位作者
梁丽青
廖丽萍
王婷艳
张会娅
杨星星
胡甲秋
《中国生态农业学报（中英文）》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1900-1912,共13页
南宁市多低山丘陵、岩溶发育,甘蔗种植以雨养为主,气象干旱造成的土壤水分亏缺一直是影响该区域甘蔗生长和产量累积的主要因子,多年来旱灾造成的甘蔗产量损失巨大。为此,本文基于1979—2018年0.1°格点逐日气象数据,计算逐日标准化...
南宁市多低山丘陵、岩溶发育,甘蔗种植以雨养为主,气象干旱造成的土壤水分亏缺一直是影响该区域甘蔗生长和产量累积的主要因子,多年来旱灾造成的甘蔗产量损失巨大。为此,本文基于1979—2018年0.1°格点逐日气象数据,计算逐日标准化加权平均降水指数(SWAP)并分析了南宁市气象干旱特征及其在甘蔗生育期的可能发生情景,并采用水分要素驱动的Aqua Crop作物模型,开展了该区域甘蔗生长、生物量及产量累积过程对不同强度、历时的气象干旱的响应机制模拟研究。结果表明:经扩展傅里叶幅度检验法(EFAST)对作物模型参数进行敏感性分析和本地化率定后,该模型模拟研究区的甘蔗产量拟合精度达0.92、均方根误差百分率为3.84%。历时典型气象干旱年情景模拟表明:产量和生物量累积对各强度气象干旱均有显著响应,蒸腾量变化只有在分蘖期和伸长期对气象干旱的响应敏感,而冠层覆盖度对气象干旱的响应具有显著的滞后递减特征。甘蔗各生育期的气象干旱情景模拟发现:萌芽期发生轻、中旱历时达15 d及以上时甘蔗的上述4个要素开始出现显著响应,伸长期发生轻、中和重旱历时为5 d及以上时,甘蔗各要素即出现显著响应,而成熟期基本不受气象干旱影响。各强度气象干旱情景下,甘蔗的产量、生物量、蒸腾量的减少率随干旱历时的变化分别为0~24.0%、0~18.5%及0~15.9%(轻旱历时5~35 d),25.0%~37.0%、20.0%~29.3%及8.0%~24.4%(中旱历时15~45 d),33.5%~40.0%、26.2%~31.7%及18.9%~25.7%(重旱历时35~50 d)。上述成果揭示了研究区甘蔗生长过程及累计产量等与各强度、历时气象干旱之间的定量映射关系,可为南宁市解析气象干旱-土壤水分-甘蔗长势的旱灾链式传递机理、多阶段旱灾预警及旱灾动态风险智慧调控等奠定科学基础。
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关键词
干旱响应机制
Aqua
Crop模型
甘蔗
蔗茎产量
生物量
蒸腾量
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职称材料
基于DSSAT的广西来宾甘蔗水分利用效率指标分析
被引量：
3
3
作者
张会娅
杨云川
+3 位作者
莫崇勋
杨家祯
邓思敏
谢鑫昌
《中国农村水利水电》
北大核心
2022年第11期102-107,共6页
作物水分利用效率是衡量农业用水科学性与合理性的重要指标,研究甘蔗水分利用效率是实现其高效灌溉管理、提高我国蔗糖业发展的一个关键科学问题。基于SPEI指数,选取典型干旱年,采用DSSAT-Canegro模型开展了不同典型干旱年的甘蔗产量对...
作物水分利用效率是衡量农业用水科学性与合理性的重要指标,研究甘蔗水分利用效率是实现其高效灌溉管理、提高我国蔗糖业发展的一个关键科学问题。基于SPEI指数,选取典型干旱年,采用DSSAT-Canegro模型开展了不同典型干旱年的甘蔗产量对灌溉制度情景响应机制模拟,根据模拟结果对农田总供水利用效率WUE_(g)、田间水分利用效率WP、真实灌溉水利用效率WUE_(ti)、和灌溉水利用效率WUE_(i)进行评价分析。研究明晰了不同典型干旱年模拟产量的均值随灌溉定额的增加均有较明显的上升趋势,尤其是特旱年;WUE_(g)、WUE_(ti)和WP指标能较好地反映甘蔗产量和水分消耗的关系,三者之间的相关性显著,但WP由于田间蒸散发量的数据不易获取,限制了它在大尺度及长时段的应用。WUE_(i)只反映了甘蔗产量和灌溉量之间的关系,不适用于降水丰富的地区。经分析,推荐WUE_(g)和WUE_(ti)作为广西来宾市甘蔗灌溉用水效率指标。该研究对灌溉用水效率评价和灌溉决策制定具有一定的参考及指导意义。
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关键词
灌溉
作物水分利用效率
甘蔗
DSSAT-Canegro模型
评价指标
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职称材料
题名
基于DSSAT-Canegro模型的广西来宾市甘蔗生长对气象干旱的响应
被引量：
8
1
作者
杨云川
张会娅
程禹灏
廖丽萍
杨家祯
邓思敏
谢鑫昌
机构
广西大学土木建筑工程学院
广西岩溶区水安全与智慧调控工程研究中心
工程防灾与结构安全教育部重点实验室
广西防灾减灾与工程安全重点实验室
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期119-130,共12页
基金
国家自然科学基金项目(41901132,51609041)
广西自然科学基金项目(2019GXNSFAA185015,2021GXNSFBA220025)。
文摘
旱灾是制约甘蔗高产高糖的主要自然灾害之一,研究甘蔗生长过程对气象干旱的响应机制是实现其旱灾风险智慧管理、提高中国蔗糖业发展的一个关键科学问题。该研究基于来宾市1979—2018年0.1°格点及地面气象站点的多源气象要素数据,计算逐日标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)序列并分析气象干旱特征,借助DSSAT-Canegro模型开展了甘蔗生长过程及产量累积对各气象干旱情景的响应机制模拟。研究明晰了来宾市气象干旱在甘蔗不同生育期发生的强度、历时及频次差异,设置了反映实际的气象干旱模拟情景。敏感性分析筛选出DSSAT-Canegro模型的8个显著敏感参数,参数本地化的模型模拟结果与田间试验观测拟合的确定性系数均超过0.95。气象干旱强度越大、历时越长,对区域甘蔗的产量、茎高、叶面积指数、冠层蒸散发等的抑制作用越强;其中,叶面积指数在茎伸长期的响应最敏感。甘蔗苗期发生轻旱、成熟期发生轻旱、中旱及重旱等均对蔗茎产量累积有一定促进作用,但增产不超过5%;发现30 d的气象干旱历时阈值,可划分蔗茎产量累积响应从增产转为减产(苗期轻旱)、减产变化由弱转强(苗期中旱)的效应;茎伸长期发生各强度气象干旱均对蔗茎产量累积有显著抑制作用,导致减产率分别达到7.12%(轻旱)、16.48%(中旱)、18.80%(重旱)、29.05%(特旱)。该研究明晰了蔗茎产量累积响应各种气象干旱情景的定量映射关系,可为揭示来宾市气象干旱-土壤水分-甘蔗长势的旱灾链式传递机理,实现区域旱灾动态风险模拟、调控及多阶段预警提供科学支撑。
关键词
模型
气象干旱
甘蔗
响应机制
蔗茎产量
Keywords
models
meteorological drought
sugarcane
response mechanism
stalk fresh mass
分类号
S16 [农业科学—农业气象学]
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职称材料
题名
基于Aqua Crop的南宁市甘蔗响应气象干旱情景模拟
被引量：
2
2
作者
杨云川
程禹灏
梁丽青
廖丽萍
王婷艳
张会娅
杨星星
胡甲秋
机构
广西大学土木建筑工程学院
广西岩溶区水安全与智慧调控工程研究中心/工程防灾与结构安全教育部重点实验室/广西防灾减灾与工程安全重点实验室
出处
《中国生态农业学报（中英文）》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期1900-1912,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42261017,41901132)
广西自然科学基金项目(2019GXNSFAA185015,2021GXNSFBA220025)资助。
文摘
南宁市多低山丘陵、岩溶发育,甘蔗种植以雨养为主,气象干旱造成的土壤水分亏缺一直是影响该区域甘蔗生长和产量累积的主要因子,多年来旱灾造成的甘蔗产量损失巨大。为此,本文基于1979—2018年0.1°格点逐日气象数据,计算逐日标准化加权平均降水指数(SWAP)并分析了南宁市气象干旱特征及其在甘蔗生育期的可能发生情景,并采用水分要素驱动的Aqua Crop作物模型,开展了该区域甘蔗生长、生物量及产量累积过程对不同强度、历时的气象干旱的响应机制模拟研究。结果表明:经扩展傅里叶幅度检验法(EFAST)对作物模型参数进行敏感性分析和本地化率定后,该模型模拟研究区的甘蔗产量拟合精度达0.92、均方根误差百分率为3.84%。历时典型气象干旱年情景模拟表明:产量和生物量累积对各强度气象干旱均有显著响应,蒸腾量变化只有在分蘖期和伸长期对气象干旱的响应敏感,而冠层覆盖度对气象干旱的响应具有显著的滞后递减特征。甘蔗各生育期的气象干旱情景模拟发现:萌芽期发生轻、中旱历时达15 d及以上时甘蔗的上述4个要素开始出现显著响应,伸长期发生轻、中和重旱历时为5 d及以上时,甘蔗各要素即出现显著响应,而成熟期基本不受气象干旱影响。各强度气象干旱情景下,甘蔗的产量、生物量、蒸腾量的减少率随干旱历时的变化分别为0~24.0%、0~18.5%及0~15.9%(轻旱历时5~35 d),25.0%~37.0%、20.0%~29.3%及8.0%~24.4%(中旱历时15~45 d),33.5%~40.0%、26.2%~31.7%及18.9%~25.7%(重旱历时35~50 d)。上述成果揭示了研究区甘蔗生长过程及累计产量等与各强度、历时气象干旱之间的定量映射关系,可为南宁市解析气象干旱-土壤水分-甘蔗长势的旱灾链式传递机理、多阶段旱灾预警及旱灾动态风险智慧调控等奠定科学基础。
关键词
干旱响应机制
Aqua
Crop模型
甘蔗
蔗茎产量
生物量
蒸腾量
Keywords
Drought response mechanism
Aqua Crop model
Sugarcane
Cane yield
Biomass
Transpiration
分类号
P333 [天文地球—水文科学]
P429 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于DSSAT的广西来宾甘蔗水分利用效率指标分析
被引量：
3
3
作者
张会娅
杨云川
莫崇勋
杨家祯
邓思敏
谢鑫昌
机构
广西大学土木建筑工程学院
广西岩溶区水安全与智慧调控工程研究中心
广西防灾减灾与工程安全重点实验室
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2022年第11期102-107,共6页
基金
国家自然科学基金项目(41901132,51609041)
广西自然科学基金(2019GXNSFAA185015,2018GXNSFAA138187)。
文摘
作物水分利用效率是衡量农业用水科学性与合理性的重要指标,研究甘蔗水分利用效率是实现其高效灌溉管理、提高我国蔗糖业发展的一个关键科学问题。基于SPEI指数,选取典型干旱年,采用DSSAT-Canegro模型开展了不同典型干旱年的甘蔗产量对灌溉制度情景响应机制模拟,根据模拟结果对农田总供水利用效率WUE_(g)、田间水分利用效率WP、真实灌溉水利用效率WUE_(ti)、和灌溉水利用效率WUE_(i)进行评价分析。研究明晰了不同典型干旱年模拟产量的均值随灌溉定额的增加均有较明显的上升趋势,尤其是特旱年;WUE_(g)、WUE_(ti)和WP指标能较好地反映甘蔗产量和水分消耗的关系,三者之间的相关性显著,但WP由于田间蒸散发量的数据不易获取,限制了它在大尺度及长时段的应用。WUE_(i)只反映了甘蔗产量和灌溉量之间的关系,不适用于降水丰富的地区。经分析,推荐WUE_(g)和WUE_(ti)作为广西来宾市甘蔗灌溉用水效率指标。该研究对灌溉用水效率评价和灌溉决策制定具有一定的参考及指导意义。
关键词
灌溉
作物水分利用效率
甘蔗
DSSAT-Canegro模型
评价指标
Keywords
irrigation
crop water use efficiency
sugarcane
DSSAT-Canegro model
evaluation index
分类号
TV93 [水利工程—水利水电工程]
S247 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
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被引量
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1
基于DSSAT-Canegro模型的广西来宾市甘蔗生长对气象干旱的响应
杨云川
张会娅
程禹灏
廖丽萍
杨家祯
邓思敏
谢鑫昌
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
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职称材料
2
基于Aqua Crop的南宁市甘蔗响应气象干旱情景模拟
杨云川
程禹灏
梁丽青
廖丽萍
王婷艳
张会娅
杨星星
胡甲秋
《中国生态农业学报（中英文）》
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
3
基于DSSAT的广西来宾甘蔗水分利用效率指标分析
张会娅
杨云川
莫崇勋
杨家祯
邓思敏
谢鑫昌
《中国农村水利水电》
北大核心
2022
3
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