林地最小生态环境需水量的研究

水对生态环境的重要影响已经引起了社会的广泛关注.作者分析并总结了当前生态环境需水方面的研究进展,包括生态需水的概念阐述,类型区分,生态需水量的相关计算方法,提出了目前生态环境需水研究中亟待解决的一些问题和展望了生态环境需水研究的发展趋势,并以山东东明、单县、夏津三地为代表,计算出黄河故道地区最小生态环境需水量,所得结果为区域生态建设提供依据.     

新疆玛纳斯河流域玉米田蒸散量的估算研究

根据新疆乌兰乌苏农试站１９８７－１９８８年的试验资料，选用Ｐｒｉｅｓｔｌｅｙ和Ｔａｙｌｏｒ的农田蒸散力，作物生物学特性函数和农田土壤水分有效性函数，应用数理统计方法建立了新疆玛纳斯河流域玉米田蒸散量估算模型。     

覆膜滴灌棉田蒸散量的模拟研究

通过综合考虑影响作物蒸散量的土壤、作物、大气3方面因子，结合新疆滴灌棉田覆膜栽培的生产实际，设计了不同覆盖度和品种试验，以Penman－Montieth方程估算参考作物蒸散量，确定了不同覆盖度及品种条件下的作物系数，并在此基础上实现了覆膜滴灌棉田蒸散量较为准确地估计。试验结果认为覆膜滴灌棉田全生育期蒸散量在540～620 mm之间，全生育期蒸散量和作物系数都随着覆盖度的增加而减小，叶面积指数与日蒸散量及作物系数关系密切，品种间由于品种特性的差异而引起的叶面积指数变化，最终导致了品种间作物系数K_c的不同。     

不同行距对冬小麦麦田蒸发、蒸散和产量的影响

为了研究不同行距对冬小麦田棵间蒸发、蒸散和产量的影响，于2002～2003年在中国科学院栾城农业生态实验站进行了试验。结果表明：不同行距处理对棵间蒸发的影响在不同的冬小麦生育时期表现不同，在4月份呈现显著性差异，在12月-3月之间，处理之间没有明显差异，在其它时期7.5 cm的行距处理与30 cm行距的处理呈显著性差异，15cm的处理与它们均没有明显的差异；在整个生育期内，7.5 cm的行距处理比15 cm和30 cm的行距处理分别减少棵间蒸发13.26和29.04 mm，蒸散量减少22.76 mm和51.88 mm；7.5 cm的行距处理比15 cm和30 cm的行距处理分别提高产量水分利用效率0.11 kg/m³和0.23 kg/m³。     

晋南人工刺槐林需水量计算及分析

根据气象资料，运用彭曼公式（Penman’s formula）和桑斯维特公式（Thornthwaita’s formula），计算并分析了晋南黄土高原刺槐林的潜在蒸散量；结合2，3，5，7，13年生刺槐的耗水特性系数，计算得出其生长季（5-10月份）的需水量和需水总量；最后分析了刺槐林地水分供需状况。其结果显示，在晋南黄土高原，5年生以下的刺槐普遍能适应当地水分状况，而7年生以上的刺槐，由于缺乏水分，生长普遍受到抑制。以此提出，在水分条件较好的沟谷地、阴坡和半阴坡可营造刺槐用材林，在水分条件较差的半阳坡和阳坡可营造刺槐生态公益林。     

基于MODIS遥感数据计算无定河流域日蒸散

为研究无定河流域日蒸散分布规律，应用遥感数据、农业气象站测量数据及Nishida模型等对该流域日蒸散进行了模拟。首先用2001～2002年晴天中国科学院禹城生态试验站Lysimeter测量日蒸散验证模型，模拟与测量的日蒸散相关系数达到0.61。随后，用该模型计算了无定河流域日蒸散，发现无定河流域日蒸散存在较为明显的空间分布规律：2001～2003年连续3年的8月份日蒸散都表现为东北部蒸散明显小于西南部，这是因为东北部基本是荒漠而东南部多是农田，且8月份日蒸散基本在2～5 mm之间变化；从2001年8月份第222 d日蒸散空间分布看，无定河主干道两边蒸散显著高于其他位置，这是由于8月份无定河流域为多雨季节，河谷土壤水分较高的缘故；从2002年内变化来看，不同的土地利用/覆被类型日平均蒸散差别不显著。     

青海大通退耕还林工程区的林木耗水特性

 为了给退耕还林工程建设的树种选择提供依据,2002—2003年,通过实地观测并应用PenmanMonteith方程和定位通量法,对青海大通黄土高寒区自20世纪80年代陆续退耕还林后营造的青海云杉、紫果云杉、华北落叶松、白桦、青杨和沙棘进行了林木耗水特性研究。结果表明:2种方法测算林地蒸散的月平均相对误差是57%。中龄林的青杨沙棘混交林、白桦纯林、青杨灌木混交林和白桦青海云杉沙棘混交林的生长季蒸散总量为488～538mm,其中蒸腾量占蒸散总量的74%～79%,林地土面蒸发总量占蒸散总量的10%～12%,林地无地表径流产生;处于幼龄生长阶段的紫果云杉、青杨、华北落叶松、青海云杉混交林生长季蒸散总量为450～510mm,其中蒸腾总量占蒸散总量的45%～69%,林地土面蒸发总量占蒸散总量的16%～44%,地表径流量占林地降水量的1%～6%。大部分林分6—8月的蒸腾耗水量占全年的80%。     

华北平原冬小麦相对蒸散与叶面积指数及表层土壤含水量的关系

冬小麦相对蒸散(农田蒸散量ET与自由水面蒸发量ET_0之比)表征冬小麦受土壤水分和作物生长状况制约下的耗水规律。冬小麦生长季利用大型蒸渗仪测定农田蒸散,用E601型水面蒸发器测定水面蒸发,并用平行观测方法测定叶面积指数,分析冬小麦相对蒸散与叶面积指数和表层土壤含水量的关系,并建立了冬小麦返青～收获期相对蒸散与叶面积指数和0～60cm表层土壤含水量的经验公式为。在田间条件下由RE和ET_0推算出小麦耗水量ET,并可用于冬小麦适时、适量灌溉管理。     

改进Hargreaves模型估算川中丘陵区参考作物蒸散量

为提高Hargreaves-Samani(HS)模型参考作物蒸散量(ET0)计算精度,该文基于贝叶斯原理利用川中丘陵区1954-2002年逐日资料对其温度指数、温度系数和温度常数进行改进,并使用2003-2013年资料以Penman-Monteith(PM)模型为标准评价HS改进模型计算精度与适应性。结果表明:HS改进模型参数在川中丘陵区各区均小于联合国粮农组织推荐值,并呈现出随纬度上升而增大的趋势;与PM模型计算结果相比,HS改进模型计算的ET0相对误差在川中丘陵区北部从14.2%~60.9%降至-1.1%~33.4%、中部从40.6%~92.6%降至16.9%~61.1%、南部从31.3%~96.0%降至8.5%~64.4%、整个川中丘陵区从32.1%~82.7%降至9.5%~52.6%;相关性分析表明,HS改进模型和PM模型计算的ET0回归曲线的斜率更接近于1(北部1.16、中部1.02、南部0.99、全区1.13),决定系数均达到0.85(P0.01)以上;趋势分析表明,HS改进模型和PM模型计算的ET0变化一致,年内均呈开口向下的抛物线状,年际均呈微小上升趋势。因此,基于贝叶斯原理改进的HS模型在川中丘陵区不同区域变异性较小,适应性较强,具有较高的计算精度,可作为川中丘陵区参考作物蒸散量简化计算的推荐模型。     

气象要素时间分辨率对参考作物蒸散估算的影响

参考作物蒸散(reference evapotranspiration,ET0)的准确估算是农业水资源合理利用的重要环节。为了明确气象要素不同时间分辨率对参考作物蒸散估算的影响,该文基于寿县国家气候观象台2007-2013年观测资料,将1min时间分辨率数据平均值作为真实值,分析了10、20、30、40、60 min、4次/d(02:00、08:00、14:00、20:00)和3次/d(08:00、14:00、20:00)这7种不同时间分辨率对逐日气温、风速、太阳辐射、相对湿度和日、月及年参考作物蒸散(ET0)估算的误差情况。结果表明:ET0和气象要素的误差整体上随时间分辨率降低而增大。4个气象因子中,日平均风速估算受时间分辨率变化的影响最显著,误差最大;其次是太阳辐射。逐日ET0估算在7种时间分辨率的平均绝对相对误差(mean absolute relative error,MAPE)依次为0.53%、1.01%、1.38%、1.72%、2.46%、4.72%和6.14%,表明10至60min时间分辨率的估算效果相较3次/d和4次/d有明显改善。10至40 min的绝对误差超过95%都在-0.20~0.20 mm/d区间内,误差较小且集中度高;太阳辐射时间分辨率变化对ET0估算误差贡献最大,其次是风速,这主要是由于两个要素本身对分辨率较敏感且分别是ET0辐射项和动力项的主要组成因子。时间分辨率的变化对累计后长时间尺度ET0的影响较小,月和年ET0的误差明显小于逐日ET0,月ET0在7种时间分辨率的MAPE值依次为0.13%、0.21%、0.27%、0.40%、0.50%、1.18%和1.48%;各年ET0相对误差(relative error,PE)的绝对值多数均小于0.50%。