AquaCrop模型在華北地區(qū)夏玉米生產(chǎn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前，作物水分生產(chǎn)力預(yù)測(cè)已成為干旱、半干旱地區(qū)發(fā)展非充分灌溉、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的重要環(huán)節(jié)，對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、合理開(kāi)發(fā)利用水資源、實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。隨著科技的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者已建立了許多該方面的模型和系統(tǒng)，但大多只限于科研階段，能夠大范圍推廣的模型較少，真正面向用戶、簡(jiǎn)潔實(shí)用的模型少之又少，而且大多數(shù)模型所需數(shù)據(jù)較多且較為詳細(xì)，因此限制了模型在實(shí)際生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。FAO針對(duì)上述存在的問(wèn)題研發(fā)了AquaCrop

2、模型，實(shí)現(xiàn)了以較少數(shù)據(jù)作物生長(zhǎng)模擬、作物蒸騰和土壤蒸發(fā)的分離、生產(chǎn)力預(yù)測(cè)、優(yōu)化灌溉制度等多種目標(biāo)，直觀性較強(qiáng)，應(yīng)用對(duì)象范圍較廣，是一個(gè)真正面向用戶、簡(jiǎn)潔實(shí)用的模型。 國(guó)外對(duì)該模型的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究較多，但國(guó)內(nèi)對(duì)該模型的研究尚屬起步階段，特別是能否在中國(guó)使用，目前尚未見(jiàn)有此類研究的相關(guān)文獻(xiàn)。因此，本文就上述問(wèn)題以河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所衡水試驗(yàn)站農(nóng)田灌溉試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以FAO領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)的AquaCrop模型為工具，以試驗(yàn)站2008

3、年大田試驗(yàn)為數(shù)據(jù)來(lái)源，對(duì)AquaCrop模型進(jìn)行調(diào)試，運(yùn)用參數(shù)化的AquaCrop模型模擬了作物蒸騰與土壤蒸發(fā)過(guò)程，并以2007年夏玉米的生產(chǎn)力情況對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證，了解AquaCrop模型在華北地區(qū)的適用情況。研究成果如下： 1.模型調(diào)試結(jié)果為：衡水2008年大田試驗(yàn)四個(gè)水分處理的冠層生長(zhǎng)、土壤水分含量模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果較為吻合；農(nóng)田土壤水分平衡參數(shù)的模擬誤差(RMSE)為0～0.058；作物生產(chǎn)力的模擬誤差為0.034～0.

4、065；水分利用效率的模擬誤差為0.004～0.099。結(jié)果表明AquaCrop模型在模擬夏玉米冠層生長(zhǎng)、土壤水分平衡、夏玉米生產(chǎn)力及水分利用效率方面具有較好的準(zhǔn)確性，因此將其應(yīng)用于華北地區(qū)夏玉米生產(chǎn)力模擬是可行的。 2.通過(guò)調(diào)試獲得了適宜衡水地區(qū)的模型參數(shù)：最大冠層覆蓋CCx為90％；根系最大可能膨脹速率為2.8 cm/day；水分脅迫對(duì)根區(qū)膨脹的影響因子為-5；作物衰老對(duì)最大作物系數(shù)Kcbx的影響因子為0.13；葉片開(kāi)始衰老

5、時(shí)土壤水分損耗臨界點(diǎn)p(sen)的降低比率為12％；參考土壤損耗影響因子p為0.5；ET0對(duì)土壤損耗影響因子的調(diào)整Ca為1.3；參考收獲指數(shù)HI0為48％；HI的存在周期為48d；收獲指數(shù)開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)冠層的最小覆蓋度為11％。 3.通過(guò)對(duì)模型輸入?yún)?shù)的敏感性分析，得出作物參數(shù)中HI存在周期、葉片衰老日期對(duì)模擬產(chǎn)量、生物量的影響顯著；土壤參數(shù)中土壤厚度、田間持水量和徑流曲線數(shù)對(duì)模擬產(chǎn)量、生物量的影響顯著。 4.利用參數(shù)化的A