Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 登记号 | 2019 |
| 基于云模型的甘肃省蒸散发量时空分异机理及预测研究 | |
| 康燕霞 | |
| 完成单位 | 甘肃农业大学 |
| 登记(发布)日期 | 2019 |
| 中文摘要 | (1)课题来源与背景 本项目来源于甘肃省科技厅青年科技研究基金计划。甘肃省地处黄土高原、青藏高原和内蒙古高原三大高原的交汇地带,境内地形复杂,高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等兼而有之;从东南到西北包括了北亚热带湿润区到高寒区、干旱区的各种气候类型。甘肃省作为生态环境脆弱区及气候变化敏感区之一,跨越不同气候带,地貌和气候类型复杂多样,其参考作物蒸散发量的变化规律、驱动因素、时空分异机理究竟如何,在全球气候变化背景下的区域响应如何等都是值得关注的科学课题。 (2)研究目的与意义 本项目以甘肃省为研究区域,在已有蒸散发量的变化特征和驱动因素研究的理论基础上,基于云模型、主成分分析、敏感性分析法,对不同尺度潜在蒸散发量的变化过程及影响因素进行研究,深入剖析其时空变异机理;利用小波分析,对不同时间尺度潜在蒸散发量的周期性进行探究;选用云预测模型,验证不同尺度潜在蒸散发量预测模型精度。项目研究成果将对多流域、多气候带和复杂地形分布区域的蒸散发研究提供新的思路和方法,对甘肃省不同尺度植被需水的精确估算和区域气候变化的研究有着重要的意义,同时对该类地区水资源合理配置、农业增产增收以及地区经济发展有着一定影响。 (3)主要论点与论据 研究结果表明,时间尺度上,1951~2013年甘肃省ET0表现为持续性的上下波动,变化范围为[915,1075] mm,并以2.11 mm/a的倾向率逐年增加;50年代的稳定性最好,60年代、90年代和21世纪初的稳定性相对最差。季节分布差异较为明显,期望为夏季>春季>秋季>冬季,均匀性(熵)为冬季>秋季>春季>夏季,稳定性(超熵)为冬季>春季>秋季>夏季。空间尺度上ET0总体表现为西北地区大于东南地区,河西、陇东、陇中、陇南地区的增长趋势分别为-0.71 mm/10a、9.91 mm/10a、4.35 mm/10a、6.39 mm/10a;稳定性的区域差异明显,期望为河西>陇中>陇东>陇南,均匀性为陇南>陇东>陇中>河西,稳定性为陇南>陇中>陇东>河西。 小波周期分析结果显示,年尺度ET0时间序列分布不均匀,具有明显的局部化特征。在0~10年时间尺度下,时间序列不具有明显的周期特征,呈现短时期突变特征;10~20年时间尺度下,1960~1975年、2005~2017年呈现“多-少-多”的准周期变化,1975~2005年之间存在两个突变点,无周期规律。在20~30年时间尺度下,时间序列全域表现为对称分布的28年周期变化;当时间尺度为28 a时,不同季节均以28年作为时间序列的主要周期,但不同季节ET0波动特性不同,春季在10年和17年小波方差具有拐点,夏季增长趋势平缓只在22年处有一明显拐点,秋季和冬季波动趋势明显,秋季在10年和22年,冬季在4年、15年及22年小波方差具有拐点。 云预测模型结果显示,年尺度ET0预测值Ex、En和He为1147.69、34.25和9.49,实测值为1061.02、39.76和8.20,预测结果与实测值较为接近,其Ex、En和He的相对误差分别为12.53%、16.10%和13.59%;不同季节预测云与实测值的相对误差大小不同,Ex与En相对误差夏季＞春季＞秋季＞冬季,He相对误差春季＞夏季＞秋季＞冬季。 (4)创见与创新 本项目研究了甘肃省参考作物蒸散量时空尺度变异的不确定性及周期性,明确了影响因子变化的区域性,运用云模型预测了参考作物蒸散发量,为参考作物蒸散发量的变化规律和预测的探究提供参考。 (5)社会经济效益,存在的问题 本项目研究成果在甘肃引黄灌区枸杞-豆科牧草复合系统水盐分异特征及互馈机制研究,内陆干旱草原区高效节水灌溉技术研究与集成应用,西北荒漠灌区苜蓿高效种植关键技术研究与集成示范等课题中蒸散发量的估算和预测中得以应用。 在气候变化条件下,只考虑ET0时间序列周期规律进行预测的结果存在局限性,而且对甘肃省单一地域的预测研究,并不能对预测模型在全国的适应性做进一步的阐释。在优化预测模型精度及适应性等方面尚需进行进一步研究。 (6)历年获奖情况 [1]王玉才,李福强,邓浩亮,等.调亏滴灌下菘蓝的品质综合评价[J].干旱地区农业研究,2019,37(04):66-74。 [2]柴小军,齐广平.张掖市1960-2016年气温和降水特征及突变分析[J].水利规划与设计,2019(01):40-45。 [3]马彦麟,齐广平,汪精海,等.西北荒漠灌区紫花苜蓿产量和营养品质对水肥调控的响应[J].甘肃农业大学学报,2018,53(06):171-179+186。 [4]史晓巍,齐广平,汪精海,等.甘肃引黄灌区枸杞间作豆科牧草对土壤温度及枸杞产量的影响[J].甘肃农业大学学报,2018,53(06):105-113。 [6]齐广平,汪精海,康燕霞,等. 一种地下灌溉出地桩[P]. 甘肃：CN208016534U,2018-10-30。 [7]汪精海,齐广平,康燕霞,等. 一种水电站用水文监测设备[P]. 甘肃：CN207909328U,2018-09-25。 |
| 中文关键词 | 蒸散发 ; 时空变异 ; 云模型预测 ; 主成分分析 ; 小波分析 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P426.2 |
| 来源机构 | 甘肃农业大学 |
| 资源类型 | 成果 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/339210 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 康燕霞. 基于云模型的甘肃省蒸散发量时空分异机理及预测研究[Z]. ,2019. |
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