利用作物模型估算农业需水量的探讨

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文章编号:1007 4929(2009)11 0018 03

节水灌溉 2009年第11期

利用作物模型估算农业需水量的探讨

胡玉昆1,2,杨永辉2,王玉坤1,杨艳敏2,祁顺杰3

(1.河北省水利科学研究院,石家庄050051;2.中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心,石家庄050021;

3.河北省石津灌区管理局,石家庄050051)

摘 要:探讨了利用作物模型估算农业需水量的方法,在对DSSAT模型进行充分校正和验证的基础上估算了石家庄山前平原区农业需水量,并分析了其时空分布,以及农业需水量在不同降雨典型年份的变异性。模型计算结果显示石家庄山前平原区多年平均农业需水量为15.7亿m3,枯水年份与丰水年份农业需水量的变异率超过了50%。 关键词:作物模型;农业需水量;山前平原 中图分类号:S152 文献标识码:A

DiscussiononUsingCropModeltoEvaluateAgriculturalWaterDemandQuantity

HUYu kun1,2,YANGYong hui2,WANGYu kun1,YANGYan min2,QIShun jie3

(1.HebeiProvincalAcademyofWaterResources,Shijiazhuang050051,China;

2.ResearchCenterforAgriculturalResources,InstituteofGeneticsandDevelopmentalBiology,CAS,Shijiazhuang050021,China;

3.AdministrativeBureauofShijinIrrigationDistrictofHebeiProvince,Shijiazhuang050051,China)

Abstract:Anapproachthatusingcropmodeltoevaluatetheagriculturalwaterdemandquantityisexploredinthispaper.BasedonsufficientcalibrationandvalidationontheDSSATmodel,agriculturalwaterrequirementquantityinpiedmontplainofTaihangMountaininShijiazhuangcityiscalculated,itsspatialandtemporaldistributionisanalyzed,andthevariabilityofagriculturalwateruseindifferenttypicalprecipitationyearisobtained.Theresultsshowthatagriculturalwaterdemandquantityinthisregionis1.57billionsmetercube,thevariabilityofwaterusebetweenwetyearanddryyearismorethan50%.Keywords:cropmodel;agriculturalwaterdemandquantity;piedmontplain 华北平原是我国重要的粮食产区,然而本地区水的供需矛盾十分紧张,在太行山前平原的一些地区,地下水水位以每年近1m的速度下降[1]。水资源短缺已经成为制约本地区农业和经济可持续发展的最大问题[2]。近20年来,随着人类大规模活动和降水量总体偏少等因素影响,山区产水量严重不足,上游用水量大幅度增加,平原区地下水大量超采,从而造成一系列水文地质问题。农业用水占本地区总耗水量的80%,超采的地下水85%以上用于农业灌溉[3],农业用水被认为是本地区地下水超采的主要诱因。因此,正确估算农业用水量的数值,对水资源规划及合理调配利用至关重要。目前农业用水量的估算大多采用统计方法,缺点是无法考虑未来气候变化情况。水平衡计算法和遥感技术也被许多人采用,但是精度低,只适合大区域农业用水量的粗略估算。

本研究利用作物模型DSSAT估算农业需水量,取得了较

收稿日期:2009 03 20

基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KZCX SW 446);国家科技支撑计划(2007BAD69B03)。( )男,博士,好的结果。事实上,利用模型估算农业需水量已经有学者做了尝试,Castrignan 等[4]在地中海巴里农艺研究所用CERES-Maize模型模拟作物对盐水灌溉条件下的响应,其模拟值与田间测量值的线性回归表明最终产量的模拟结果良好,每次灌溉事件后生长季的最大蒸散发估计偏高,但对季节蒸散发的估算较好。Yang等[5,6]采用DSSAT3.5 Wheat和Maize模型在太行山的研究表明: 3月份应避免灌溉而11月中旬灌溉,这样有助于节约用水,还能使LAI获得较好的取值,同时对作物的产量影响不大; 农业用水是造成地下水下降的主要原因,耕地(主要是小麦和玉米)每消耗100mm的用水,将导致地下水下降0.64m。Guerra等[7]根据DSSAT的CROPGRO Cotton模拟模型和地统计学的普通Kriging插值方法估算了美国乔治亚东海岸地区的棉花灌溉用水量及其空间分布,并用实际的观测值进行了比较,结果表明模拟值和观测值具有较好的一致性。

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