科研产出
西北地区夏玉米不同生育期蒸发蒸腾量模拟模型适用性评价
《灌溉排水学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】蒸发蒸腾量(ET)是农业生产的主要参数,ET的准确估算对农田精准用水管理和区域水资源优化配置具有重要意义。【方法】利用2012—2013年夏玉米作物指数与气象因子,采用基于参考作物蒸发蒸腾量(ET0)经验模型(Schendel、Hargreaves-M4(H-M4))的单作物系数法、单源模型(Priestley-Taylor(P-T))和双源模型(Shuttleworth-Wallace、Two-Patch)对作物蒸发蒸腾量进行模拟,并对比分析各估算模型模拟情况。【结果】基于不同生育期实测和平衡蒸发蒸腾量均值的比值修正P-T模型经验系数?,P-T修正模型对夏玉米全生育期ET模拟值与大型称质量式蒸渗仪实测值拟合的平均绝对误差(MAE)、决定系数(R2)、平均相对误差(MRE)、相对均方根误差(Relative root mean-squared error,RRMSE)和整体评价指标(GPI)排名分别为0.977 5 mm/d、0.5689、0.843 4、0.450 4和1,苗期分别为0.959 2 mm/d、0.332 0、0.478 4、0.481 1和3,拔节抽雄期分别为1.038 8 mm/d、0.507 8、0.551 7、0.429 0和1,成熟期分别为0.548 1 mm/d、0.774 6、0.915 8、0.423 9、0.692 1和1;H-M4模型对灌浆期ET模拟MAE、R2、MRE、RRMSE和GPI排名分别为1.344 3 mm/d、0.727 9、2.298 3、0.491 0和1。模拟结果均达到极显著(P<0.01,P代表显著性水平)。【结论】P-T和基于单作物系数法的H-M4均具有输入较少参数获取较精确ET估算值的优势,因此P-T可作为全生育期及苗期、拔节抽雄期和成熟期蒸发蒸腾量最优模拟模型,H-M4可作为灌浆期蒸发蒸腾量最优模拟模型。
关键词： 蒸发蒸腾量 中国西北地区 夏玉米 蒸发蒸腾量模拟模型 大型称质量式蒸渗仪
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基于MEA-BP模型的西北地区参考作物腾发量模拟
《灌溉排水学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】实现较少气象资料输入下参考作物腾发量(ET0)的精准模拟。【方法】选取西北地区5个代表性气象站点1967—2016年逐日气象数据作为输入参数,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET0作为标准值,基于思维进化算法(mind evolutionary algorithm,MEA)优化BP神经网络,构建了不同气象因子输入组合的12种MEABP模型,并将模拟结果与Penman-Monteith 24(PM 24)、Hargreaves-Samani(H-S)和Irmark-Allen(I-A)3种在西北地区ET0模拟精度较高的经验模型进行了比较。【结果】MEA-BP模型能很好地反映气象因子与ET0间复杂的非线性映射关系;MEA-BP11模型(输入气温、日照时间和风速)、MEA-BP10模型(输入气温、相对湿度和风速)和MEA-BP7模型(输入气温和风速)的R2、NSE、MAE、RMSE和nRMSE范围分别为0.978 9～0.986 5、0.977 7～0.985 6、0.172 2～0.216 6 mm/d、0.229 9～0.285 9 mm/d和3.96%～8.64%,GPI排名分别为2、3、4,精度均明显高于3种经验模型;与H-S、I-A和PM 24模型有相同气象因子输入的MEA-BP1模型(仅输入气温)的R2、NSE、MAE、RMSE和nRMSE分别为0.770 6、0.644 3、0.772 8 mm/d、1.037 2 mm/d和31.48%,MEA-BP8模型(输入气温和日照时间)的分别为0.782 4、0.669 0、0.745 2 mm/d、1.004 6 mm/d和30.47%,MEA-BP12模型(输入气温、相对湿度、日照时间和风速)的分别为0.987 5、0.986 6、0.164 8 mm/d、0.222 0 mm/d和6.71%,其GPI排名分别为8、7和1,以上3种MEA-BP模型模拟精度均明显高于相同气象因子输入下H-S、I-A及PM 24模型。【结论】在中国西北地区应用MEA-BP模型可实现较少气象参数输入下ET0精准模拟,当仅输入气温时推荐使用MEA-BP1模型,当输气温和风速时推荐使用MEA-BP7模型,当输入气温、日照时间和风速时推荐使用MEA-BP11模型。
关键词： 参考作物腾发量 MEA-BP神经网络 中国西北地区 模型模拟
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