检索结果-南通市图书馆

中国广义农业水土资源匹配及利用状况动态评价

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农业工程学报 2023年第10期39卷 56-65页

作者：刘统兵方瑜黄峰王素芬杜太生康绍忠中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

作为农业发展的核心要素,水土资源匹配态势与利用程度决定着中国农业可持续发展及食物安全。为优化中国农业水土资源配置,该研究基于2000—2020年31个省市的统计数据,采用基尼系数评价农业水土匹配状况,提出广义农业水土匹配系数揭示各... 详细信息

作为农业发展的核心要素,水土资源匹配态势与利用程度决定着中国农业可持续发展及食物安全。为优化中国农业水土资源配置,该研究基于2000—2020年31个省市的统计数据,采用基尼系数评价农业水土匹配状况,提出广义农业水土匹配系数揭示各省农业水土资源匹配状况及配比程度,联合匹配特征与水土利用状况确定各省农业水土资源利用类型区。结果表明:1)研究期内,中国灌溉水与耕地分布差距较大(基尼系数均值0.424),匹配情况变差;广义农业水资源与耕地资源分布相对合理(基尼系数均值为0.360),无显著变化趋势。地理区及省际间农业水土匹配程度存在较大差异。华北、西北和东北地区匹配状况为“土多水少”,华东、华中和西南地区匹配状况为“水多土少”,广东(广义农业水土匹配系数均值为2.06)和云南(广义农业水土匹配系数均值为1.02)匹配程度分别为各省市最低和最高,匹配状况均为“水多土少”;2)农业水土资源利用程度空间异质性明显,垦殖率东南高西北低,农业水资源利用程度北高南低;3)吉林、新疆、江苏水土资源配置情况变差(转为低匹配高开发区),北京水土资源配置情况有所好转(转为高匹配低开发区)。研究结果能够为国家农业水土资源优化配置相关决策提供支撑,对实现国家食物安全及农业可持续发展具有重要意义。

关键词：农业水土壤广义农业水土资源匹配水土资源开发利用可持续发展中国

基于模糊c均值聚类法的玉米农田管理分区研究

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农业机械学报 2019年第11期50卷 293-300页

作者：陈世超杜太生王素芬中国农业大学中国农业水问题研究中心

为提高大面积农田作物管理的精确性,以甘肃黄羊河农场玉米膜下滴灌示范区为研究对象,对大面积农田进行管理分区研究。综合考虑地形属性(高程、坡度、坡向)、土壤质地(砂粒、粘粒、粉粒含量)、土壤含水率(SWC)、速效氮含量(AN)、电导率(E... 详细信息

为提高大面积农田作物管理的精确性,以甘肃黄羊河农场玉米膜下滴灌示范区为研究对象,对大面积农田进行管理分区研究。综合考虑地形属性(高程、坡度、坡向)、土壤质地(砂粒、粘粒、粉粒含量)、土壤含水率(SWC)、速效氮含量(AN)、电导率(EC 1:5)以及玉米产量,根据相关性分析结果筛选产量主控因子,使用主成分分析得到3个主成分作为分区依据,进而使用模糊c均值聚类法(Fuzzy c-means algorithm,FCM)进行管理区划分,以模糊性能指数和归一化分类熵作为最佳分区数的评判依据,分析管理分区后各分区间的差异。结果表明:玉米产量的主控因子分别为土壤粉粒含量、土壤砂粒含量、SWC、AN、EC 1∶5和高程,使用模糊c均值聚类法进行聚类分区得到最优分区数为3个。管理区之间各主控因子呈现极显著差异性(P研究结果说明,农田分区管理可以依据不同分区特点制定管理策略,为“精准农业”的实施提供理论基础。

关键词：玉米精准农业空间分布主成分分析模糊c均值聚类法管理分区

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风力提水在南疆灌溉农业发展中的潜力评估

农业工程学报 2021年第2期37卷 123-129页

作者：宋姝牛俊中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

开采利用可再生能源,是未来区域可持续发展的重要支撑途径。风能作为一种有活力且经济效益更高的可再生能源,具有多种利用方式,风力提水技术便是其中之一。该研究通过对2000~2014年南疆地区风速及降水数据进行分析,采用两参数威布尔分... 详细信息

开采利用可再生能源,是未来区域可持续发展的重要支撑途径。风能作为一种有活力且经济效益更高的可再生能源,具有多种利用方式,风力提水技术便是其中之一。该研究通过对2000~2014年南疆地区风速及降水数据进行分析,采用两参数威布尔分布模型对南疆的风能资源进行评估。通过作物的蒸散发及有效降雨量计算南疆灌溉需水量,以探寻风能资源和灌溉需水量的时空分布及其变化规律。南疆地区平均风功率密度4月最大(25.14 W/m^(2)),灌溉需水量与风功率的季节分布不匹配,最大出现在8月(9.02亿m^(3))。通过统计南疆5个地(州)的风力提水总量,计算其占非自流灌溉区内灌溉需水量的比例,进而得出克州最适宜建设风力提水工程,其风力提水满足率达68%以上。相应的风力提水潜力评估结果,为南疆农业节水灌溉和可持续发展提供一定的决策参考。

关键词：灌溉风能蒸散发风力提水灌溉需水量南疆

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基于基因表达式编程的作物水分生产函数构建

农业工程学报 2022年第7期38卷 100-109页

作者：苟嘉超李越任东阳王容蔡一杰黄冠华中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

作物水分生产函数的确定是农业水资源优化配置的关键。该研究采用农业水文生态系统模型(Agro-Hydrological&Chemical and Crop systems simulator, AHC)与基因表达式编程(Gene Expression Programming, GEP)相结合的方法构建作物水分生... 详细信息

作物水分生产函数的确定是农业水资源优化配置的关键。该研究采用农业水文生态系统模型(Agro-Hydrological&Chemical and Crop systems simulator, AHC)与基因表达式编程(Gene Expression Programming, GEP)相结合的方法构建作物水分生产函数。以河套灌区3种主要作物(葵花、玉米、小麦)为研究对象,采用AHC模型模拟作物产量等,构建基于GEP算法的作物水分生产函数,探讨考虑盐分胁迫的作物水分生产函数构建的思路与方法。结果表明:1)作物模拟产量与地下水埋深、地下水矿化度和灌水量等因素有关。2)构建作物水分生产函数的最优输入因子组合为地下水埋深、灌溉量、蒸散发、地下水矿化度、土壤根层盐分对作物胁迫因子、土壤根层含水率。3)应用作物水分生产函数估算不同灌溉定额条件下作物产量(预测产量),并与AHC模型计算的产量(模拟产量)进行比较,玉米、葵花、小麦预测产量与模拟产量具有很好一致性,其决定系数分别是0.96、0.93、0.96,平均相对误差均小于5%,满足计算精度要求。因此,该研究所构建的作物水分生产函数可以较准确地估算盐分胁迫下作物产量,为农业节水与灌溉水高效利用提供科学参考。

关键词：数值分析土壤盐分水盐胁迫水分生产函数基因表达式编程

变化环境下农田水生产力定量表征研究进展与展望

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灌溉排水学报 2021年第5期40卷 76-80,99页

作者：王惟舒汪超子王兴旺霍再林中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

【目的】农田水生产力是描述农业用水与农业产出的综合指标,其定量表征是农业水资源及农业生产规划与管理的重要基础,在气候变化及农业节水等农田管理模式改变等变化环境下农田水生产力定量表征成为国内外研究的热点。【方法】在解析农... 详细信息

【目的】农田水生产力是描述农业用水与农业产出的综合指标,其定量表征是农业水资源及农业生产规划与管理的重要基础,在气候变化及农业节水等农田管理模式改变等变化环境下农田水生产力定量表征成为国内外研究的热点。【方法】在解析农田水生产力形成过程的基础上,从作物气孔-蒸腾-光合耦合过程、农田水循环及量化表征、农田水生产力过程量化及对变化环境响应等方面对目前相关研究进行了综述。【结论】未来应突破作物蒸腾-土壤水-地下水耦合机制、基于作物生长与水循环耦合过程的农田水生产力模型、农田水生产力对气候变化及农业节水的响应模拟3方面的研究。对变化环境下农田水生产力定量表征的未来研究进行了展望。

关键词：变化环境农田水生产力定量表征农田水循环

覆膜滴灌紫薯农田水热传输规律及其对环境因子的响应

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农业机械学报 2023年第2期54卷 330-340页

作者：张友良李躲冯绍元王凤新胡英杰汪兆辉扬州大学水利科学与工程学院扬州225009 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

农田水热传输过程的量化对于农业用水管理和作物灌溉制度的制定具有重要意义。本文利用波文比通量观测系统实测数据和气象站资料,对覆膜滴灌紫薯农田的水热通量变化规律及其对环境因子的响应进行了研究。结果表明:潜热通量是全生育期覆... 详细信息

农田水热传输过程的量化对于农业用水管理和作物灌溉制度的制定具有重要意义。本文利用波文比通量观测系统实测数据和气象站资料,对覆膜滴灌紫薯农田的水热通量变化规律及其对环境因子的响应进行了研究。结果表明:潜热通量是全生育期覆膜滴灌农田能量支出的主要部分,显热通量和土壤热通量支出占比较小,全生育期潜热通量、显热通量、土壤热通量支出占比分别为69.12%、25.14%、6.57%。不同天气条件下,显热通量的大小和变化范围均小于潜热通量。潜热通量对降雨和灌溉的响应最为显著,且降雨影响程度大于灌溉。净辐射、气温对潜热通量的影响较大,表层土温和风速变化的影响则较低,各环境因子主要通过直接和间接作用共同对潜热通量产生影响。该研究成果可以深化对覆膜滴灌紫薯农田水热传输规律的认识,为作物高效用水提供理论依据。

关键词：紫薯农田通量观测系统水热通量环境因子

基于GEE和机器学习的河套灌区复杂种植结构识别

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农业工程学报 2022年第6期38卷 165-174页

作者：牛乾坤刘浏黄冠华程湫雅程泳铭中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 中国-以色列国际农业研究培训中心北京100083

河套灌区作为中国重要的商品粮油生产基地,准确快速地获取主要作物空间分布对灌区的农业可持续发展具有重要意义。然而,河套灌区土壤盐渍化严重,作物分布破碎散乱,生育期前后紧邻的作物在遥感影像中难以区分。因此,基于Google Earth Eng... 详细信息

河套灌区作为中国重要的商品粮油生产基地,准确快速地获取主要作物空间分布对灌区的农业可持续发展具有重要意义。然而,河套灌区土壤盐渍化严重,作物分布破碎散乱,生育期前后紧邻的作物在遥感影像中难以区分。因此,基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,采用Sentinel-2遥感数据提取作物种植结构,通过引入GlobeLand30地物分类数据集、红边植被特征和作物纹理特征,利用随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯和分类回归树4种分类器,探讨了不同分类特征及分类器组合对分类精度的影响。结果表明,使用全部特征波段时,随机森林的分类效果优于另外3种分类算法,灌区平均总体精度达到81%,Kappa系数达到0.68;在作物空间分布提取中,光谱特征对分类精度起决定性作用,基于红边波段计算得到的植被指数比其他常用遥感植被指数更有优势;进行波段优选后的光谱、植被和纹理特征方案是平均分类精度最高的组合,平均精度为86%。研究结果可为复杂种植结构地区准确快速获取农作物空间分布信息提供新的思路和可靠的参考方法。

关键词：遥感机器学习 GEE云平台作物识别特征优选河套灌区

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灌区广义水资源不确定性多目标优化配置

干旱地区农业研究 2020年第4期38卷 168-174,183页

作者：岳琼郭萍唐毅宽赵敏中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

针对农业水资源配置系统的复杂性和不确定性,构建模糊可信性随机多目标农业水资源优化配置模型,以农业灌溉净经济效益最大和绿水利用占比最大为目标,对丰水年、平水年和枯水年下不同分区各生育阶段的水稻灌溉水量进行优化配置。将模型... 详细信息

针对农业水资源配置系统的复杂性和不确定性,构建模糊可信性随机多目标农业水资源优化配置模型,以农业灌溉净经济效益最大和绿水利用占比最大为目标,对丰水年、平水年和枯水年下不同分区各生育阶段的水稻灌溉水量进行优化配置。将模型应用于湖北省漳河灌区,目标权重组合分别为(0.5,0.5)、(0.75,0.25)和(0.25,0.75),可信性水平取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0,得到不同情景下农业水资源配置方案。结果表明:多目标规划模型能够很好统筹社会经济发展目标与资源节约目标,优化方案的绿水利用占比在0.835以上,经济效益最高达14.153亿元;更高的可信性水平对应更低的系统效益与更高的绿水利用占比,丰富的优化方案能够帮助决策者权衡系统收益与违规风险;当水资源短缺时,应该优先保证抽穗期和孕穗期的作物需水,使因缺水造成的水稻减产损失最小化。总的来说,优化模型所得到的水资源配置方案能够为漳河灌区水资源管理者提供理论指导,同时为类似地区的农业水资源优化配置提供参考。

关键词：农业水资源优化配置不确定性模糊可信性约束随机多目标规划漳河灌区

褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱土改良和向日葵产量的影响

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农业工程学报 2023年第11期39卷 77-86页

作者：吕轲彦陈志君李越胡敏熊云武黄冠华农业水资源高效利用全国重点实验室北京100083 中国农业大学中国-以色列国际农业研究培训中心北京100083 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

土壤盐碱化是中国西北干旱灌区农业可持续发展的关键制约因素之一。为探讨联合施用褐煤有机肥与脱硫石膏对盐碱土改良的效果,该研究在内蒙古河套灌区开展了连续2 a的田间试验,分析了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对种植向日葵的盐碱农... 详细信息

土壤盐碱化是中国西北干旱灌区农业可持续发展的关键制约因素之一。为探讨联合施用褐煤有机肥与脱硫石膏对盐碱土改良的效果,该研究在内蒙古河套灌区开展了连续2 a的田间试验,分析了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对种植向日葵的盐碱农田土壤理化性质和水肥利用效率的影响。试验设置了6个处理:只施用化肥的对照处理(CK)、只施用2 t/hm^(2)褐煤有机肥的处理(LBF),以及4个褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用的处理,即在施用2 t/hm^(2)褐煤有机肥基础之上再分别施用5(LBF+F5)、10(LBF+F10)、15(LBF+F15)、20(LBF+F20)t/hm^(2)脱硫石膏。结果表明:在0~40 cm土层,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用显著改变了土壤盐分组成,增加了土壤中可溶性Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)和Mg^(2+)的含量,降低了可溶性Na^(+)、CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)的含量。与对照处理相比,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用处理使0~20 cm土层土壤pH值和碱化度分别降低了0.29~0.88和18.34%~43.42%,有机质含量增加了39.89%~131.65%。此外,褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用显著降低了土壤容重,提高了土壤团聚体稳定性,但过高的脱硫石膏施用量(≥15 t/hm^(2))会显著增加土壤盐分含量。总体而言,2 t/hm^(2)褐煤有机肥与10 t/hm^(2)脱硫石膏联合施用时对改善盐碱土壤理化性质的效果最显著,并可获得最高产量和水氮利用效率。与对照处理相比,其向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高44.45%、44.62%和80.46%。研究结果为河套灌区盐碱农田土壤改良与产能提升提供科学依据和参考。

关键词：盐分脱硫石膏土壤结构氮肥偏生产力褐煤有机肥盐碱土水分利用效率