Variation Characteristics and Causes Analysis of Reference Crop Evapotranspiration in Congjiang County of Guizhou Province from 1971 to 2020

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0508

Abstract

Abstract:

The authors deeply analyzed the evolution trend of reference crop evapotranspiration (ET₀) and influencing factors in Congjiang County, aiming to provide a basis for the management of farmland water resources. The daily ET₀ in Congjiang County from 1971 to 2020 were analyzed by Penman-Monteith model, and then the periodic variation characteristics and the influence of climate factors on the ET₀ were discussed by wavelet analysis and path analysis. The results showed that: from 1971 to 2020, the average annual ET₀ of Congjiang County was 997.9 mm, which decreased significantly with a change rate of 10.11 mm/10 a, and the ET₀ also showed a significantly decreasing trend in summer. The annual average ET₀ showed an increasing-decreasing periodic variation alternating with a major cycle of 28 years, in which, the ET₀ was high during 1983 to 1991 and 2003 to 2010, and the interdecadal change of ET₀ in spring and summer also showed increasing-decreasing trends; sunshine hour was the main factor affecting the overall decline of ET₀ in Congjiang County.

Key words: reference crop evapotranspiration, Penman-Monteith model, wavelet analysis, path analysis

WEN Jianchuan, LIANG Ping, LIAO Yuling, WU Hui, Dong Wentao. Variation Characteristics and Causes Analysis of Reference Crop Evapotranspiration in Congjiang County of Guizhou Province from 1971 to 2020[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(17): 72-78.

Figures/Tables 8

References 21

[1]	ZHAO T G, WANG Q J, SCHEPEN A, et al. Ensemble forecas- ting of monthly and seasonal reference crop evapotranspiration based on global climate model outputs[J]. Agricultural and forest meteorology, 2019, 264:114-124. doi: 10.1016/j.agrformet.2018.10.001 URL
[2]	马金龙, 刘丽娟, 李小玉, 等. 干旱区绿洲膜下滴灌棉田蒸散过程[J]. 生态学杂志, 2015, 34(4):974-981.
[3]	康丽娟, 巴特尔·巴克, 罗那那, 等. 阿勒泰地区不同时间尺度参考作物蒸散量的时空变化及影响[J]. 中国农业气象, 2018, 39(8):502-511.
[4]	张方敏, 申双和, 金之庆. 参考作物蒸散模型对比分析及评价[J]. 气象科学, 2009, 29(6):749-754.
[5]	王琼, 张明军, 潘淑坤, 等. 长江流域潜在蒸散量时空变化特征[J]. 生态学杂志, 2013, 32(5):1292-1302.
[6]	张彩霞, 花婷, 郎丽丽. 河西地区潜在蒸散发量变化及其敏感性分析[J]. 水土保持研究, 2016, 23(4):357-362.
[7]	毕彦杰, 赵晶, 赵勇, 等. 京津冀地区潜在蒸散量时空演变特征及归因分析[J]. 农业工程学报, 2020, 36(5):130-140.
[8]	王蒙, 刘春伟, 邱让建, 等. 江苏省参考作物蒸散量的时空变化及影响因素分析[J]. 灌溉排水学报, 2020, 39(4):124-134.
[9]	姬兴杰, 朱业玉, 顾万龙. 河南省参考作物蒸散量变化特征及其气候影响分析[J]. 中国农业气象, 2013, 34(1):14-22.
[10]	周丽, 聂常乐, 任钇潼, 等. 四川冬春季参考作物蒸散量时空变化及其成因[J]. 浙江农业学报, 2020, 32(4):559-570. doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2020.04.01
[11]	ALLEN R G, PEREIRA L S, RAES D, et al. Crop Evapotranspiration: Guideline for Computing Crop Water Requirements[M]. FAO Irrigation and drainage Paper 56,Rome: FAO, 1998:15-64.
[12]	王文圣, 丁晶, 李跃清. 水文小波分析[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.
[13]	张琪, 丛鹏, 彭励. 通径分析在Excel和SPSS中的实现[J]. 农业网络信息, 2007(3):109-110.
[14]	张波, 谷晓平, 古书鸿, 等. 近55年贵州省潜在蒸散量变化特征及影响因子分析[J]. 水资源与水工程学报, 2017, 28(3):20-26.
[15]	张青雯, 崔宁博, 冯禹, 等. 中国西南五省参考作物蒸散量时空变化分析[J]. 灌溉排水学报, 2016, 35(11):80-87.
[16]	胡雪瑛, 武胜利, 刘强吉, 等. 54年来和田地区潜在蒸散量的变化特征及影响因素[J]. 水土保持研究, 2017, 24(1):145-150.
[17]	吉小芳, 马倩, 杨少敏, 等. 近56年来新疆策勒县潜在蒸散量变化及影响因子分析[J]. 西南农业学报, 2019, 32(2):416-421.
[18]	JI X F, MA Q, YANG S M, et al. Changes of potential evapotranspiration and its influencing factors in Cele County,Xinjiang in recent 56 years[J]. Southwest China journal of agricultural sciences, 2019, 32(2):416-421.
[19]	汪彪, 曾新民, 刘正奇, 等. 中国西北地区参考作物蒸散量的估算与变化特征[J]. 干旱气象, 2016, 34(2):243-251. doi: 10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0243
[20]	马雪宁, 张明军, 王圣杰, 等. “蒸发悖论”在黄河流域的探讨[J]. 地理学报, 2012, 67(5):645-656. doi: 10.11821/xb201205007
[21]	张雪松, 闫艺兰, 胡正华. 不同时间尺度农田蒸散影响因子的通径分析[J]. 中国农业气象, 2017, 38(4):201-210.

		1971—1980年	1981—1990年	1991—2000年	2001—2010年	2011—2020年	1971—2020年
春季	平均值	257	269.11	267.2	274.11	260.72	265.63
春季	与上年代比	—	12.11	-1.91	6.91	-13.39	265.63
夏季	平均值	399	430.38	394.42	397.41	383.62	400.89
夏季	与上年代比	—	31.38	-35.96	2.99	-13.79	400.89
秋季	平均值	229	219.44	234.74	229.98	207.99	224.18
秋季	与上年代比	—	-9.56	15.3	-4.76	-21.99	224.18
冬季	平均值	117	108.07	110.58	115.6	105.51	111.44
冬季	与上年代比	—	-8.93	2.51	5.02	-10.09	111.44
全年	平均值	997.85	1022.8	1002.36	1012.31	954.4	997.94
全年	与上年代比	—	24.95	-20.44	9.95	-57.91	997.94

		1971—1980年	1981—1990年	1991—2000年	2001—2010年	2011—2020年	1971—2020年
春季	平均值	257	269.11	267.2	274.11	260.72	265.63
春季	与上年代比	—	12.11	-1.91	6.91	-13.39	265.63
夏季	平均值	399	430.38	394.42	397.41	383.62	400.89
夏季	与上年代比	—	31.38	-35.96	2.99	-13.79	400.89
秋季	平均值	229	219.44	234.74	229.98	207.99	224.18
秋季	与上年代比	—	-9.56	15.3	-4.76	-21.99	224.18
冬季	平均值	117	108.07	110.58	115.6	105.51	111.44
冬季	与上年代比	—	-8.93	2.51	5.02	-10.09	111.44
全年	平均值	997.85	1022.8	1002.36	1012.31	954.4	997.94
全年	与上年代比	—	24.95	-20.44	9.95	-57.91	997.94

气象因子	直接通径系数	间接通径系数						相关系数	对E的总贡献
气象因子	直接通径系数	饱和水汽压差VPD	日照时数n	平均气温T_mean	相对湿度RH	风速u₂	间接和	相关系数	对E的总贡献
饱和水汽压差VPD	0.424		0.356	0.159	-0.072	0.00004	0.443	0.867	0.368
日照时数n	0.495	0.304		0.105	-0.050	0.00007	0.359	0.854	0.423
平均气温T_mean	0.232	0.292	0.224		0.010	0.00005	0.526	0.758	0.176
相对湿度RH	0.123	-0.249	-0.203	0.019		0.00007	-0.433	-0.310	-0.038
风速u₂	0.007	0.002	0.005	0.002	0.0001		0.009	0.016	0.0001

气象因子	直接通径系数	间接通径系数						相关系数	对E的总贡献
气象因子	直接通径系数	饱和水汽压差VPD	日照时数n	平均气温T_mean	相对湿度RH	风速u₂	间接和	相关系数	对E的总贡献
饱和水汽压差VPD	0.424		0.356	0.159	-0.072	0.00004	0.443	0.867	0.368
日照时数n	0.495	0.304		0.105	-0.050	0.00007	0.359	0.854	0.423
平均气温T_mean	0.232	0.292	0.224		0.010	0.00005	0.526	0.758	0.176
相对湿度RH	0.123	-0.249	-0.203	0.019		0.00007	-0.433	-0.310	-0.038
风速u₂	0.007	0.002	0.005	0.002	0.0001		0.009	0.016	0.0001

去掉的因子	饱和水汽压差VPD		日照时数n		平均气温T_mean		相对湿度RH		风速u₂		E
去掉的因子	直接	间接和	直接	间接和	直接	间接和	直接	间接和	直接	间接和	E
饱和水汽压差VPD	—	—	0.084	-0.083	0.274	-0.273	-0.238	0.238	0	0	-0.014
日照时数n	0.535	-0.535	—	—	-0.154	0.153	0.125	-0.124	0.002	-0.002	-0.323
平均气温T_mean	0.28	-0.28	-0.025	0.025	—	—	0.174	-0.174	0	0	-0.01
相对湿度RH	-0.16	0.16	0.013	-0.12	0.115	-0.114	—	—	0	0	-0.003
风速u₂	0	0	0	0	0	-0.001	0	0	—	—	0