农田蒸散的研究

本文从田间实验资料入手,逐一分析了土壤、植物、大气因子对蒸散计算的影响。通过对彭曼-蒙蒂斯(Penman-Monteith)方法的修正和简化,确定了计算潜在蒸散和作物系数的模式。经验证,说明所建模式的效果是好的。从而提供了一种简单实用的作物需水量和实际蒸散量的计算方法,并对潜在蒸散和作物系数等概念提出了新的见解。     

农田蒸散和土壤水分变化的计算方法

本文提出了一个用气候资料计算旬、月的可能蒸散和土壤湿润不足情况下的蒸散的方法。并且制定了临界含水量和作物发育期蒸散系数的计算方法。进行了误差分析,论证了方法的可靠性。     

希腊作物蒸散的区域性研究

在希膜的几个试验站对作物蒸散进行了测量，并建立了大量的一年生作物和果树的作物系数，用于与修正的彭曼公式计算出的“基本”作物蒸散相比较，这些系数明显小于ＦＡＯ２４号文件推荐的值，在所有试验站，应用局地获得的作物系数，可更加准确地预报出作物蒸散量。     

藏北高原季节性冻土区潜在蒸散和干湿状况分析

利用位于藏北高原季节性冻土区的MS3478自动气象站的观测资料,基于FAO推荐的Pen-man-Monteith方法,分析了该地区的潜在蒸散量的变化特征。讨论了动力、热力和水分因子对潜在蒸散的影响,并分析了该地区的干湿状况。结果表明:全年日潜在蒸散量在0.52～6.46mm之间;夏季蒸发力最旺盛,5～9月的月潜在蒸散量均超过了100mm,11月份潜在蒸散锐减至33mm,潜在蒸散年总量为1037.83mm;夏季热力蒸散量明显大于动力蒸散,而冬季动力蒸散明显大于热力蒸散。藏北冻土区仅在5～9月为半湿润气候,持续时间较短,冬半年的干旱和半干旱维持时间长。水分因子和动力因子对潜在蒸散的影响季节变化大。土壤水分不是影响潜在蒸散的主要因素。     

利用时域反射仪测定的土壤水分估算农田蒸散量

简要介绍了时域反射仪（TDR）测定土壤含水量的原理和方法,根据TDR实测的土壤水分和农田水量平衡原理,估算了冬小麦生育期内不同供水条件下的农田蒸散量,探讨了TDR探针不同埋设方式对测定土体贮水量以及对估算的农田蒸散量的影响,根据充分供水区测定的最大可能蒸散量、非充分供水区的实际蒸散量,以及用气象资料计算的参考作物蒸散量,分别计算了冬小麦生育期内的作物系物Kc和土壤水分胁迫系数Ks。     

WOFOST模型蒸散过程改进对玉米干旱模拟影响

分别利用优化蒸散计算(PM方案)、作物系数(CC方案)和二者同时优化(PMCC方案)改进WOFOST模型,基于降水适宜年(2012年)和干旱年(2015年和2018年)在辽宁省锦州开展的玉米分期(4月20日、4月30日和5月10日)播种试验资料评价模型改进效果.结果表明:2012年,PM方案可增大潜在蒸散,CC方案在作...     

基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟

作物系数是计算作物蒸散量的关键参数。利用2006—2008年和2011年辽宁锦州玉米农田生态系统的涡度相关、气象、作物发育期及叶面积指数观测数据,分析不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数特征及其与叶面积指数的关系。研究表明:作物系数与玉米农田实际蒸散均呈单峰型变化,约在7月末至8月初达到最大值 (玉米开花吐丝期)。在此基础上,建立了不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数与叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平), 同时,采用积温表示的标准化生育期方法模拟相对叶面积指数,并建立了逐日作物系数与相对叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平),解决了无叶面积观测地区玉米逐日实际蒸散量的计算。研究结果可为玉米农田用水管理以及灌溉措施的制定提供参考。     

冬小麦作物系数的探讨

作物系数是计算农田蒸散和确定农田灌溉量的重要参数。对于不同产量水平和缺水条件下如何用作物系数和相应的公式来求算作物耗水量问题,不同学者对作物系数采用了不同的处理方法。目前大体上有两种方法。一部分学者认为,作物系数是受作物本身生物学特性、栽培条件、土壤条件多种因子影响的变量。把作物系数分解为基本作物系数Kb,因土壤水分变化引起的变值Ka及因灌溉方式引起的变值Ks三部分,这种处理的作物系数在作物各生育期     

利用区域气候模式RIEMS产品分析日蒸散量及其影响

利用区域气候模式RIEMS输出的各种气象参数,采用了BEF等4种不同方法计算了沂沭河上游流域的潜在蒸散量,并与该流域6个气象站实测蒸发数据计算的陆面潜在蒸散量进行了比较。结果表明,根据平均偏差、平均绝对偏差、均方根差和相关系数指标的综合判断,该4种方法的估测精度从高到低依次为双线性曲面回归经验函数法(BEF)、Hargreaves-Samani(Harg)法、Pristley-Tayler(P-T)法和Penman-Monteith(P-M)法。在时间序列上,4种方法计算的逐日蒸散量与观测值呈相同的变化趋势,但计算值在蒸散发最强、最弱和降水最多、气温最高的7-9月有较大差异。BEF法估测的精度最高,与观测值最接近,Harg法、P-M法和P-T法都有明显的偏高现象。BEF法只需要较少的参数就能得到较高的估测精度,因此可作为利用区域气候模式RIEMS产品计算沂沭河流域蒸散量的首选方法,进而为RIEMS模式中耦合的陆面水文过程模型TOPX提供满足精度要求的日蒸散量驱动参数。     

南京地区稻田蒸散的研究

引进半经验模式计算稻田蒸散，仅需要常规气象资料和作物的叶面积资料即可较精确地估算农田蒸散，解决了用Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ方法计算误差偏高以及需要风速梯度观测等在实际应用中存在的困难。通过对模式进行参数的敏感性分析，证实了模式的可靠性和可行性。分析稻田蒸散发现水稻一生有两个耗水高峰：拔节期和抽穗开花期，此时的气象条件最有利于水稻蒸散的进行。     

用Priestley-Taylor模式计算棉田实际蒸散量的研究

在农田蒸散试验资料的基础上,综合考虑影响棉田实际蒸散的气象条件,棉花生物学特性和土壤水分等因素,利用Priestley-Taylor模式、棉花叶面积指数和相对有效土壤湿度建立了棉田实际蒸散量的计算模式。该模式仅需常规气象和农业气象资料,具有较高的精度,便于在干旱区推广使用。     

华北地区玉米田实际蒸散量的计算

以简化农田实际蒸散的计算过程为目的，利用1999年河北定兴县中国气象科学研究院农业气象试验基地的玉米田0~300 cm土壤湿度和气象要素的实测资料以及华北地区5个站1991~1995年0~50 cm土壤湿度和气象资料，探讨由简化参考蒸散模式计算玉米田实际蒸散的可能性；对比了Priestley-Taylor模式和FAO（1998）Penman-Menteith模式的计算结果，以农田试验资料为基础，采用叶面积系数和平均土壤相对湿度为因子，建立了实际蒸散的计算模式。并以华北地区8个站1999~2000年0~50 cm土壤湿度和气象资料进行验证，平均误差一般为10%~15%.     

Assessing the performance of two models on calculating maize actual evapotranspiration in a semi-humid and drought-prone region of China

The two-step and one-step models for calculating evapotranspiration of maize were evaluated in a semi-humid and drought-prone region of northern China. Data were collected in the summers of 2013 and 2014 to determine relative model accuracy in calculating maize evaopotranspiration. The two-step model predicted daily evaoptranspiration with crop coefficients proposed by FAO and crop coefficient calibrated by local field data; the one-step model predicted daily evapotranspiration with coefficients derived by other researcher and coefficients calibrated by local field data. The predicted daily evapotranspiration in 2013 and 2014 growing seasons with the above two different models was both compared with the observed evapotranspiration with eddy covariance method. Furthermore, evapotranspiration in different growth stages of 2013 and 2014 maize growing seasons was predicted using the models with the local calibrated coefficients. The results indicated that calibration of models was necessary before using them to predict daily evapotranspiration. The model with the calibrated coefficients performed better with higher coefficient of determination and index of agreement and lower mean absolute error and root mean square error than before. And the two-step model better predicted daily evapotranspiration than the one-step model in our experimental field. Nevertheless, as to prediction ET of different growth stages, there still had some uncertainty when predicting evapotranspiration in different year. So the comparisons suggested that model prediction of crop evapotranspiration was practical, but requires calibration and validation with more data. Thus, considerable improvement is needed for these two models to be practical in predicting evapotranspiration for maize and other crops, more field data need to be measured, and an in-depth study still needs to be continued.     

基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。     

零通量面法和旱作麦田蒸散浅析

利用西峰农业气象试验站１９８９－１９９０和１９９０－１９９１年度旱作麦田土壤水分观测资料，采用零通量面法计算农田蒸散。结果表明，在旱农地区存在稳定少变的零通量面位置；农田蒸散随时间的变化一般多呈双峰型，但其谷值均在８月８日。     

以黄淮海为例研究农田实际蒸散量

以田间实验资料为基础 ,建立农田蒸散量和土壤相对含水量与潜在蒸散的函数关系。利用这种函数关系 ,计算黄淮海地区 ,在自然条件下农田蒸散量的变化。结果表明 ,黄淮海农田蒸散量的年变化呈双峰型 ,第一峰值出现在冬小麦抽穗开花期 ,第二高峰出现在夏玉米抽雄开花期。农田蒸散的区域分布趋势与自然降水分布相一致 ,在量值上约等于降水量的 84%     

美国农业气象和农田蒸散研究

美国的农业气象比较强调基础和应用研究，重点为土壤－大气系统中的能量交换，水分交换，物质积累和转化，农业生产模型以及植物与环境相互作用机制等。试验多在大田条件下进行，配有比较完善的数据自动化采集系统，在农田实际蒸散的测定中，中子仪和蒸散仪得了广泛的应用，并用来检验各种蒸散计算公式。潜在蒸攻的计算方法很多，多在Ｐｅｎｍａｎ公式的基础上发展而来，并研制了相应的计算机软件，和其它公式相比，Ｐｅｎｍａｎ－Ｍ     

Determination and validation of corn crop transpirationby sap flow measurement under field conditions

Summary  Transpiration of an adult corn crop was measured with the sap flow method using the stem heat balance technique. The 1 ha-field was located in the Parisian region and the measurements were taken over two consecutive years (1993 and 1994). The experiments were carried out during the active growing season, leaf area index being ≈4.0. In order to individuate the “mean plant” a preliminary analysis was carried out to determine the frequency distribution of plant stem diameters as measured on 34 randomly chosen samples. According to this analysis, the mean corn plant diameter was around 20 mm for both years. As a consequence, the sap flow gauges were installed on plants having this diameter. The sap flow transpiration data was compared with the actual evapotranspiration measured by the Bowen ratio method on the same experimental field at the hourly and daily scales. The comparison between sap flow transpiration and actual evapotranspiration showed that the values are more widely spread at the hourly scale than at the daily scale due to the kinetics of plant water content during the day. Sap flow transpiration was 88–90% of actual evapotranspiration: this lack of about 10–12% is of the same order as soil water evaporation. In conclusion, the sap flow transpiration method could be considered a valuable method to use for measuring transpiration of certain crop plants in the field, especially for small plots. This method is substantially improved if sap flow measurement is carried out on plants screened by the analysis of plant diameter distribution in the field. Received October 6, 1999 Revised June 21, 2000     

利用MERIS和AATSR资料估算黄土高原塬区蒸散发量研究

基于陆面能量平衡原理,通过对搭载在欧洲空间局环境卫星(Environmental Satellite,ENVI-SAT)上中分辨率影像光谱仪(Medium Resolution Imaging Spectrometer,MERIS)2005年6月7,11和27日的遥感观测资料进行大气纠正等预处理后,得到估算瞬时蒸散发量所需要的地表反照率和植被覆盖度等值,并利用分裂窗法和ENVISAT上搭载的先进的沿轨迹扫描辐射计(Advanced Along-TrackScanning Radiometer,AATSR)的观测资料进行了地表温度的反演,进一步估算出黄土高原塬区午间瞬时净辐射、感热通量和土壤热通量。结合与卫星遥感观测资料同期研究区域气象站的太阳辐射、气温、日照时数和风速等气象要素资料,充分考虑到植被冠层和陆地表面对蒸散发量的不同影响,发展了一个可以估算陆面潜热的简化模型,并将瞬时蒸散发量转化为日蒸散发量。对卫星遥感估算的潜热通量,利用黄土高原塬区陆面过程野外观测试验(Loess Plateau land surface process field Experiments,LOPEXs)的地面通量观测资料进行验证,结果表明:二者最大相对差异为10.9%,最小相对差异为4.8%,并对差异误差产生的原因进行了分析和探讨。     

用Priestley—Taylor公式估算作物农田蒸散量的研究

利用田间试验资料，综合考虑了影响农田蒸散的气象，作物和土壤因素，并以Ｐｒｉｅｓｔｌｅｙ－Ｔａｙｌｏｒ公式为基础，建立了不同作物（棉花、玉米冬小麦）的农田散估算模型。该模型仅需常规气象和农业气象资料，计算简便，具有一定的实用价值。