孙爽
- 作品数：20 被引量：330H指数：11
- 供职机构：中国农业大学资源与环境学院更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 东北三省西部春玉米适应气候变化的高产高效灌溉方案分析被引量：11
- 2020年
- 【目的】东北三省是我国重要的商品粮生产基地之一,同时也是对气候变化最敏感的地区,因此明确气候变化背景下东北三省西部干旱区春玉米的适宜灌溉措施,对于当地春玉米高产稳产水资源高效利用有重要意义。【方法】依据春玉米生长季积温和水分亏缺率k将东北三省春玉米潜在种植区划分为10个气候区,以东北三省西部5个水分亏缺率k>0的气候区为研究区域,基于1981—2017年的气象资料、农业气象观测站春玉米试验数据和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)相关参数进行调试并验证其适用性。设置不同灌溉情景,利用验证后的模型模拟各气候区不同灌溉情景下的春玉米产量,结合水分利用效率明确各气候区不同年代的适宜灌溉措施及产量提升幅度。【结果】(1)近37年(1981—2017年)5个气候区有效积温均呈显著上升趋势,降水量呈下降趋势。从过去37年平均来看,第一和第三气候区降水对春玉米产量的限制程度较小,分别为0—27%和0—9%,通过灌溉对产量提升的贡献较小,但能有效提高产量的稳定性(可使第一气候区产量变异系数由0.24降低到0.11,第三气候区产量变异系数由0.14降低到0.12);第五、七和九气候区降水对春玉米产量的限制程度较大,分别为27%—69%,15%—35%,31%—51%,灌溉不仅可提升当地玉米产量,同时可使3个气候区的产量变异系数由0.54降低到0.15,0.46降低到0.13,0.65降低到0.13。表明在东北三省西部干旱区通过灌溉能达到高产稳产的目的。(2)第一和第三气候区大部分年代春玉米高产高效适宜灌溉量为40 mm,且灌溉时间对春玉米产量和水分利用效率的影响较小;第五、七和九气候区大部分年代高产高效适宜灌溉量为60—80 mm,3个气候区适宜灌溉时间分别为吐丝到吐丝后20 d、拔节到拔节后10 d、拔节到拔节后10 d。(3)与雨养条件相比,不同气候区适宜灌溉措�
- 黄秋婉刘志娟杨晓光白帆刘涛张镇涛孙爽赵锦
- 关键词：春玉米灌溉措施气候区
- 不同粮食作物光能利用效率研究被引量：6
- 2020年
- 作物产量高低主要取决于作物的光能利用效率,明确不同作物光合、光截获能力与光能利用效率的差异性,对提高作物资源利用效率和种植结构调整有重要意义。该研究以吉林省梨树县玉米、春小麦、大豆、谷子和马铃薯5种主要粮食作物为研究对象,通过2 a田间试验,分析研究了不同作物不同生育阶段的光合特性、光截获能力和光能利用效率。结果表明:玉米和谷子在营养及生殖生长阶段的最大净光合速率均不低于28.34μmol/(m^2·s),高于其他作物,且光合作用适宜光强范围较其他作物更宽。对比作物光合有效辐射截获能力可知,玉米、大豆和谷子的光截获能力明显优于其他作物,但基于光截获能力分析需适当减小种植密度,避免种植密度过大影响作物中下部叶片发育;马铃薯和小麦则可在充分考虑水分、肥料等限制条件后适当增加种植密度来提升作物群体光截获能力;作物上部最大光截获由营养生长阶段向生殖生长阶段的过渡时期最高,对作物光能利用率的提高有重要影响。马铃薯、玉米及谷子的全生长季光能利用率显著高于小麦和大豆;马铃薯、玉米及谷子在营养生长到生殖生长过渡时期的光能利用率较其他生育期高。仅考虑产量最高,吉林梨树县优先种植玉米、马铃薯和谷子。
- 刘涛杨晓光高继卿何斌白帆张方亮刘志娟王晓煜孙爽万能涵陈曦黄秋婉柳晓庆
- 关键词：作物光合作用光分布光能利用效率经济指数
- 全球气候变暖对中国种植制度的可能影响 Ⅺ.气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区变化特征被引量：32
- 2015年
- 【目的】气候变化背景下中国农业及粮食安全面临严峻挑战,而小麦是中国三大粮食作物之一,对保障中国粮食安全具有重要作用,研究气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区的变化特征,为冬小麦合理布局提供重要科学参考。【方法】利用逐级订正法计算中国冬小麦潜在种植区内各站点冬小麦逐年潜在光温产量,综合考虑高产性和稳产性指标,以1981年为时间节点,将1961—2010年划分为两个时段,在分析1981—2010年(时段Ⅱ)较1961—1980年(时段Ⅰ)潜在光温产量高产性和稳产性变化特征的基础上,综合得到气候变化背景下中国冬小麦潜在光温适宜种植区界限的变化及潜在光温适宜种植区分布的变化特征。【结果】与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国冬小麦潜在光温产量的最高产区和高产区面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了6.33%和7.42%,而次高产区和低产区面积减少,占研究区域冬小麦面积的比例减少了10.50%和3.24%。时段Ⅱ中国冬小麦潜在光温产量最稳产区面积下降,占研究区域冬小麦面积比例降低了25.76%,而稳产区、次稳产区和低稳产区面积增加,占研究区域冬小麦面积的比例分别增加了12.09%、10.34%和3.31%。中国冬小麦潜在最适宜区、适宜区、次适宜区和可种植区界限在空间上都发生改变。其中,冬小麦潜在最适宜区界限发生了明显的北移西扩,潜在最适宜区南界由安徽省中部北移至山东省西北部,潜在最适宜区西界由山西省西南部西扩至陕西省西北部;冬小麦潜在适宜区界限向东北方向移动,最大移动距离在四川省东部-陕西省西南部,移动距离达835.63 km。冬小麦各等级潜在光温适宜种植区界限变化引起各区域冬小麦面积相应改变。与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ中国冬小麦潜在最适宜区和适宜区冬小麦面积下降,占研究区域冬小麦面积比例分别降低了4.49%�
- 孙爽杨晓光赵锦陈阜
- 关键词：气候变化冬小麦
- DSSAT模型对吉林省梨树县部分主要作物的适用性被引量：3
- 2023年
- 明确DSSAT作物模型对东北地区主要作物生长发育和产量模拟适用性,对进一步开展东北地区DSSAT模型应用推广研究进而保障粮食安全具有重要意义。以吉林省梨树县春小麦、大豆、谷子和马铃薯4种主要作物为研究对象,利用3年田间试验资料对DSSAT模型进行了系统评价。结果表明:DSSAT模型中春小麦、大豆、谷子和马铃薯的生育期、叶面积指数、地上生物量、茎部生物量、叶片生物量和产量的模拟值与实测值的决定系数分别为0.94-0.99、0.92-0.99、0.96-0.99和0.97-0.98,归一化均方根误差分别为12.21%-26.01%、1.67%-33.24%、1%-15.34%和3.2%-28.08%,D值均在0.994以上;其中,春小麦生育期及产量拟合程度最高,其次为叶面积指数;大豆及谷子产量及叶面积指数拟合程度最高,其次为生育期;马铃薯生育期及产量拟合程度最高,其次为叶面积指数;而作物叶面积指数、叶片生物量、茎部生物量及地上部总生物量的生长动态过程模拟结果显示,春小麦、大豆、谷子和马铃薯的决定系数均在0.84以上,归一化均方根误差分别为24.5%-38.2%、28.7%-47.4%、9.2%-26.3%和28.7%-45.1%;春小麦茎部生物量拟合最高,叶面积指数拟合效果最低;大豆及马铃薯叶面积指数拟合最高,叶片生物量拟合效果最低;谷子叶片生物量拟合最高,茎部生物量拟合效果最低。总体来说,经过调参校准后的DSSAT模型可以较好模拟4种作物的生育期、叶面积指数、地上部各部生物量和产量,未来可以作为吉林省主要作物生长模拟相关研究的重要工具。
- 刘涛万能涵张镇涛王晓煜孙爽刘志娟赵锦杨晓光
- 关键词：主要作物DSSAT
- 气候变化背景下中国主要作物农业气象灾害时空分布特征(Ⅲ):华北地区夏玉米干旱被引量：35
- 2018年
- 基于1961-2010年华北地区36个气象站点气象观测资料和1981-2010年23个农业气象观测站夏玉米生育期资料,以作物水分亏缺指数(CWDI)为农业干旱指标,分析华北地区夏玉米各生育阶段干旱的空间分布特征及其年代际演变趋势。结果表明:华北地区夏玉米不同生育阶段以轻旱最明显,播种-拔节阶段,大部分地区轻旱发生频率为5a一遇(20%)至3a一遇(33%);拔节-抽雄阶段,干旱空间分布特征表现为:轻旱主要集中在河北、河南、山东三省交界区域,发生频率在5a一遇至3a一遇;抽雄-成熟阶段,轻旱集中在河北中部,发生频率在3a一遇以上。全生育期轻旱主要集中在河北大部、北京和天津、河南北部和山东西部,干旱频率在3a一遇以上。1961-2010年,华北夏玉米生长季以播种-拔节阶段和抽雄-成熟阶段发生干旱的年份最多,以20世纪90年代干旱站次比最高;比较过去50a干旱演变趋势,以抽雄-成熟阶段山东东南部和河北东部区域干旱强度增加明显。研究结果说明夏玉米各等级干旱频率以轻旱最为明显,各生育阶段以播种-拔节、抽雄-成熟阶段发生干旱的频率较高;全生育期以轻旱的发生频率较高,干旱中心为河北大部、北京和天津、河南北部和山东西部,发生频率为3a一遇(33.3%)以上。夏玉米生长季全区域干旱主要发生在播种-拔节和抽雄-成熟阶段,该阶段发生干旱的范围最广。此外,不同生育阶段的干旱强度变化表现为河北北部干旱强度增加,河南南部干旱强度减小。
- 万能涵杨晓光刘志娟何斌孙爽
- 关键词：农业干旱
- 我国北方地区苹果干旱时空分布特征被引量：13
- 2020年
- 以我国北方苹果主产省为研究区域,基于研究区域内1981-2016年144个气象站点逐日气象数据,结合苹果生育期数据,以干旱指数作为苹果农业干旱指标,明确了研究区域内苹果干旱的空间分布特征及时间变化趋势,结合小波分析方法,揭示了北方苹果干旱发生的周期性规律。结果表明:苹果各生育阶段降水量整体呈由西北向东南增加的趋势,干旱指数空间分布特征呈由西北向东南降低的趋势,苹果花芽萌动-盛花生育阶段干旱程度最大。干旱指数近36年果树萌动-花芽萌动生育阶段呈上升趋势,平均为3.90/(10 a),花芽萌动-盛花、盛花-成熟以及成熟-落叶生育阶段均呈下降趋势,平均值分别为-3.14/(10a),-0.01/(10a)和-1.65/(10a)。苹果不同生育阶段干旱存在3种不同尺度的变化周期,其中花芽萌动-盛花生育阶段发生干旱的周期最短,最小周期为2年。
- 程雪孙爽张方亮张镇涛刘志娟王培娟霍治国杨晓光
- 关键词：苹果干旱指数小波分析
- 气候变化背景下中国主要作物农业气象灾害时空分布特征(Ⅱ):西北主要粮食作物干旱被引量：35
- 2017年
- 基于中国西北地区1961-2010年149个气象站点逐日气象资料及春小麦、春玉米和夏玉米生育期资料,采用作物水分亏缺指数(CWDI)为作物干旱指标,明确了研究区域内3种作物干旱的空间分布特征和时间演变规律。研究结果表明:(1)3种作物生长季内及各生育阶段,干旱发生频繁,尤以特旱和重旱发生范围广、频率高,轻旱和中旱多发生在研究区域东部,甘肃南部和陕西南部等个别地区干旱发生频率相对较小。(2)春小麦生长季内干旱发生站次比为79.1%,春玉米生长季内干旱发生站次比为84.5%,夏玉米干旱发生站次比为77.4%;夏玉米生长季内站次比波动较小,春小麦和春玉米波动较大。总体而言,研究时段内春小麦生长期干旱发生站次比呈减小趋势,降幅为每10a减少0.55个百分点,春玉米和夏玉米干旱站次比呈增加趋势,增幅分别为每10a增加0.24个百分点和0.20个百分点。(3)研究区域东部春小麦和春玉米各生育阶段干旱强度呈增加趋势,西部呈下降趋势;夏玉米干旱强度在陕西北部、宁夏和河西走廊呈增加趋势,其它地区多为降低趋势。
- 何斌刘志娟杨晓光孙爽
- 吉林省梨树县不同作物产能及产能水分利用效率研究被引量：6
- 2019年
- 东北地区旱地作物水分来源是降水,基于产能及产能水分利用效率比较分析吉林梨树可替代玉米种植的主要作物对该地区未来种植结构调整具有重要意义。该文基于吉林省梨树县4种作物(大豆、小麦、谷子和马铃薯)2 a田间试验,结合各作物在不同降水年型条件下全生长季和各生育阶段的耗水规律及水分亏缺程度,以作物产能和产能水分利用效率为研究指标,对各作物在雨养及灌溉处理条件下的产能水分利用效率和水分经济效益差异性进行了比较。结果表明,在平水及丰水年,马铃薯产能显著高于其他作物,其他作物无显著差异,雨养条件下马铃薯及谷子均超过100 000 GJ/hm^2,不同降水年型条件下灌溉对马铃薯产能提升效果显著但提升幅度存在差异。比较各作物不同年型条件下的产能降水利用效率、产能灌溉水利用效率和产能农业水分利用效率,马铃薯均达到20 GJ/mm以上,显著高于其他作物,且不同作物的产能水分利用效率受降水年型及水分处理影响的程度不同。对比作物需水量与降水量的耦合程度,马铃薯水分亏缺最严重,其次为大豆和小麦;谷子产能降水利用效率及丰水年产能农业水利用效率仅低于马铃薯,且在全生育期各生育阶段发生水分亏缺现象较少,具有极好的抗旱能力。比较而言,基于作物产能、产能水分利用效率及经济效益的作物结构调整,马铃薯和谷子相对于小麦和大豆有更大优势;基于作物抗旱能力,谷子具有绝对优势。
- 刘涛杨晓光高继卿何斌白帆张方亮刘志娟王晓煜孙爽孙爽陈曦
- 关键词：作物降水谷子水分利用效率产能
- 葡萄生长季内需水特征被引量：4
- 2021年
- 为了定量评估我国鲜食葡萄主产区降水量对葡萄生长发育过程需水量的满足程度,本研究基于研究区域内(东北地区的吉林和辽宁,华北地区的山西和河北,西北地区的甘肃、宁夏和陕西,西南地区的四川、贵州和云南以及东南地区的江苏、山东、浙江、安徽、福建、河南、湖北、湖南和广西)1981—2016年429个气象站逐日气象数据,分析葡萄不同生育阶段降水量、需水量和水分亏缺量时空分布特征。结果表明:研究期间,葡萄各生育阶段降水量整体由北向南、由西向东增加;萌芽-开花阶段的降水量最少且呈下降趋势,成熟-落叶阶段也呈下降趋势,开花-着色和着色-成熟阶段呈上升趋势。研究区各生育阶段的葡萄需水量均呈上升趋势,新疆和甘肃省北部的葡萄需水量最高。新疆、甘肃省北部、宁夏、陕西省北部、山西省北部、河北省、辽宁省西部和吉林省西部各生育阶段以及云南省北部、四川省南部萌芽-开花生育阶段的降水量无法满足葡萄需水量,其他地区,特别是我国东南和西南部部分地区水分盈余明显;萌芽-开花和成熟-落叶阶段的葡萄水分亏缺量呈上升趋势,开花-着色和着色-成熟阶段呈下降趋势。
- 程雪孙爽张镇涛刘志娟刘志娟
- 关键词：鲜食葡萄降水量需水量
- 中国冬小麦需水量时空特征分析被引量：66
- 2013年
- 作物需水量是科学确定灌溉时期和灌溉量的重要依据。该文基于中国冬小麦种植区22个省(市、自治区)356个气象站点的气候资料以及冬小麦生育期资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数计算了中国冬小麦1961-2010年全生育期及不同生育阶段的需水量,明确了研究区域内冬小麦需水量的空间分布特征和年代际变化特征,并结合降水量时空分布特征,综合分析冬小麦生长季内水分满足情况。研究结果表明:除播种-越冬(出苗)生育阶段冬小麦降水量空间分布特征不明显外,全生育期及各生育阶段冬小麦降水量空间分布特征均为东南沿海地区高西北内陆地区低的分布特征;除返青(出苗)-拔节生育阶段冬小麦需水量空间分布特征不明显外,全生育期及其他各生育阶段空间分布特征均呈西北高东南低的分布趋势;冬小麦全生育期和各生育阶段需水量近50a来均呈下降趋势,尤其是全生育期及开花-成熟生育阶段内需水量下降趋势更明显,返青(出苗)-拔节生育阶段下降速率较少;若不考虑灌溉条件,从全国尺度来看,华南冬麦区和长江下游冬麦区水分满足情况较好,其他区域冬小麦各个生育阶段的降水条件均不能满足水分需求。比较各区域典型站点冬小麦水分满足情况,北部冬麦区、黄淮冬麦区、新疆冬春麦区和西南冬麦区水分亏缺比较严重,比较水分亏缺严重区域的冬小麦各个生育阶段的水分满足情况看出,相对水分亏缺程度较轻的为播种-越冬生育阶段,开花-成熟生育阶段冬小麦的水分亏缺程度最严重,该生育阶段是决定冬小麦千粒重的关键期,有灌溉条件地区适时灌溉,对保证高产稳产具有重要意义。
- 孙爽杨晓光李克南赵锦叶清解文娟董朝阳刘欢
- 关键词：降水量气象灌溉冬小麦需水量
