2种时间尺度下稻田蒸散模型比较

准确估算稻田蒸散量,对于提高稻田灌溉管理精度和水资源利用效率具有重要意义。根据波文比系统与自动气象站实测数据,利用FAO-Penman-Monteith、FAO-17-Penman以及Priestley-Taylor模型对稻田蒸散量进行模拟,探究2种时间尺度上蒸散模型对蒸散量的估算精度差别。结果表明,各模型估算值与波文比计算值的整体变化趋势一致,但逐时、逐日尺度上各模型估算蒸散值与实测值的拟合效率差别明显。逐时尺度上,Priestley-Taylor模型的拟合效率较高,FAO-PM模型次之,FAO-17-Penman模型的最差。但在逐日尺度上,FAO-PM模型和Priestley-Taylor模型的拟合效率均较高,FAO-17-Penman模型的最差。研究结果对于局地地区在不同时间尺度上选取合适蒸散模型具有一定的指导意义。     

基于能量平衡的蒸散遥感估算模型的应用研究

【目的】用遥感技术估算陕西关中渭北地区的实际蒸散,并将估算的蒸散与参考作物蒸散进行比较。【方法】以陕西关中渭北地区2008-06-23和09-05的NOAA-18卫星遥感资料以及该地区的气象资料为供试数据,利用能量平衡单层模型,计算陕西关中渭北地区的潜热通量及蒸散,并将蒸散估计值与参考作物蒸散分布进行比较。【结果】能量平衡单层模型中参数的反演途径直接影响着蒸散的反演精度,蒸散与植被指数的分布具有高度的一致性,蒸散的变化与研究区域的土地利用密切相关。【结论】根据下垫面特征建立的、物理意义清楚的基于遥感和气象资料的能量平衡单层模型,更适合区域实际蒸散的估算。     

遥感蒸散估算研究进展

阐述了蒸散遥感估算的基本原理与方法,按不同的作用机理将主要的蒸散遥感估算方法分为基于地表与空气温度温差的经验方法、地表能量平衡模型、基于遥感数据源的Penman模型、基于植被指数和温度综合模型、互补相关模型以及遥感数据与陆面模型同化方法,并对各种方法的优缺点和适用性进行了分析,最后,对遥感蒸散估算面临的困难及发展方向进行了展望。     

东北丘陵半干旱区参考作物蒸散量计算方法比较

利用FAO Penman-Monteith公式、FAO Penman修正式和Priestley-Taylor公式对东北丘陵半干旱区观测到的气象数据进行了逐日参考作物蒸散量计算.结果显示,FAO Penman修正式的计算值比FAO Penman-Monteith公式的计算值平均偏大约16%,2种比较方法具有很好的相关性;而Priestley-Taylor公式的计算值与FAO Penman-Monteith公式的计算值相比,差异比较显著,是由于Priestley-Taylor公式没有考虑空气动力项对参考作物蒸散量的影响.因此,在东北丘陵半干旱区使用Priestley-Taylor公式计算参考作物蒸散量,必须根据不同月份对公式中的常数项重新进行修正.     

干旱区黑河流域复杂地表蒸散量遥感研究

在全球水资源日益匮乏的情况下,利用遥感技术估算区域蒸散量为合理利用和分配水资源提供了一种快捷有效的方法。目前基于地表能量平衡的卫星遥感蒸散模型日益成熟,在这一背景下,充分利用以往在黑河地区开展的遥感模拟研究成果,针对西北干旱区黑河流域复杂地形特点,估算了该流域2004年度的蒸散量并给出了在不同土地利用条件下蒸散分布的数量差异。结果表明,流域年蒸散总量估算值在整个流域及其上、中、下游各予区域上,基本满足水文学区域水量平衡关系。同时应该指出,在地表景观分异强烈的地区,采用中分辨率遥感资料会对地表“混合像元”观测存在“平均”作用导致蒸散量的低估。     

遥感技术在区域农田蒸散研究中的应用

蒸散发在地表水分循环和能量平衡中具有重要作用,其估算方法研究一直是人们关心的热点问题。文章在对能量平衡、水分平衡、互补相关理论及土壤-植被-大气传输模型的多种蒸散发估算方法分析的基础上,就估算蒸散发的各种方法的优缺点进行了分析;详细讨论了遥感技术用于蒸散发计算的统计模型、物理模型和全遥感信息模型,以及国内在能量平衡余项法、SEBAL模型、SEBS模型等方面取得的研究进展。结果表明,遥感技术在区域蒸散的估算方面具有其他方法不可比拟的优点,虽然遥感技术用于区域蒸散在模型研建和检验、尺度外推、反演精度等方面还存在问题,但遥感技术仍然是解决区域蒸散估算的重要方向。     

基于3-PG模型的湖南会同杉木人工林蒸发散估算

根据湖南会同杉木林生态系统国家野外观测研究站1990年1月～2005年12月的气象观测数据,确定3-PG模型的主要参数,估算此期间杉木林的月蒸散量和年蒸散量及其变化规律,并用水量平衡法计算的蒸散量对模拟估算结果进行验证.研究结果表明:3-PG模型估算的会同杉木林月蒸散量、年蒸散量与水量平衡法相似,1月份的蒸散量最小,然后逐渐增大,7月份达到最大值,此后逐渐减少.全年月平均蒸散量为90.1 mm,占全年月平均降水量(122.14mm)的72.12%.除了8月和9月份的蒸散量大于降水量,其余各月份的蒸散量均小于降水量.会同杉木人工林年蒸散量各年之间的差异不大,多年的年蒸散量均值为1049 mm,占年平均降水量(1 488 mm)的72.6%.在降水量大的年份,蒸散系数比降水量小的年份小.     

区域蒸散量估算技术研究进展

从模型角度阐述了计算区域蒸散量的机理,对用遥感估算法、互补关系法和水量平衡法进行估算区域蒸散量的方法分别进行了分析,并针对不同区域蒸散量计算方法做出了综合系统的评价.     

基于FAO-56双作物系数法估算农田作物蒸腾和土壤蒸发研究——以西北干旱区黑河流域中游绿洲农田为例

【目的】确定中国西北干旱区黑河流域中游绿洲农田蒸散量并区分作物蒸腾和土壤蒸发,为制定合理的作物灌溉制度和提高区域水资源利用效率提供依据。【方法】本文利用中科院临泽内陆河流域研究站绿洲内部大田玉米地2009年的小气候和土壤蒸发等综合观测试验数据,运用FAO-56和ASCE推荐的两种时间步长的四种不同形式的Penman-Monteith模型估算了甘肃临泽绿洲玉米农田2009年参考蒸散量,并结合FAO-56双作物系数法估算了其实际蒸散量。【结果】4种P-M模型FAO-56-PM 24h、ASCE-PM 24h、FAO-56-PM 0.5h及ASCE-PM 0.5h和双作物系数法估算的实际蒸散量依次为672.1、766.2、991.2和805.6 mm。【结论】利用涡动相关数据及小型蒸渗仪实测数据对其进行了检验,结果表明,使用FAO-56-PM 24h模型估算参考作物蒸散量的参考作物蒸散-双作物系数法能够较好估算研究区的蒸散量并有效地区分农田作物蒸腾和土壤蒸发。2009年研究区域农田制种玉米的耗水量大约为671.2 mm,日均蒸散量为4.1 mm,其中作物蒸腾累积量为498.5 mm,土壤蒸发累积量为172.7 mm,分别占蒸散量的74.2%和25.8%。     

黄土高原地区EPIC模型数据库组建

在简要介绍土壤侵蚀和生产力影响估算模型EPIC的结构和功能基础上,重点论述了组建黄土高原EPIC模型逐日气象要素、土壤剖面理化性状和作物生长参数数据库的方法,并简要介绍了EPIC模型中田间耕作措施参数、肥料特性参数和径流曲线代码的有关情况,为EPIC模型在黄土高原地区的应用奠定了基础。     

基于遥感技术的珠三角6类林分的蒸散比研究

对珠江三角洲六类主要林分(区域)的蒸散发比进行了研究,6类林分包括桉树林、果树林、针阔混交林、灌木林、针叶混交林、阔叶混交林.同时对基于Priestley-Taylor扩展模型的物理机制进行分析与推理,发现可以通过MODIS和TM热红外数据计算的地温值来评估较大区域上的蒸散发能力,并结合2008-2009年的晴空数据进行计算分析.结果表明珠三角6类林分(区域)的蒸散发作用相当,桉树林并非耗水量最大的林种.     

Forest Evapotranspiration in Pearl River Delta based on Remote Sensing Technology

对珠江三角洲六类主要林分（区域）的蒸散发比进行了研究,6类林分包括桉树林、果树林、针阔混交林、灌木林、针叶、混交林、阔叶混交林。同时对基于 Priestley-Taylor扩展模型的物理机制进行分析与推理,发现可以通过 MODIS和 TM热红外数据计算的地温值来评估较大区域上的蒸散发能力,并结合2008~2009年的晴空数据进行计算分析。结果表明珠三角6类林分（区域）的蒸散发作用相当,桉树林并非耗水量最大的林种。     

参考作物蒸发蒸腾量计算方法在拉萨的适用性对比分析

利用西藏拉萨站点1955—2006年的气象资料,以世界粮农组织推荐的Penman—Monteith方法作为计算参考作物蒸发蒸腾量（Ero）的标准,讨论Hargreaves公式、Priestley—Taylor方法和1948年修正Penman方程3种计算Ero方法在西藏高原的适用性。结果表明,3种Ero计算方法的优劣顺序为1948年修正Penman方程、Hargreaves公式、Priestley—Taylor方法。     

不同参照作物腾发量计算模型在鄂西地区的适用性研究

鄂西地区地理环境复杂多样,气候季节差异性显著,准确估算各类作物的参照作物腾发量(ET₀)是进行灌溉管理的基础。为在气象资料缺测条件下鄂西地区选取ET₀的计算方法提供依据,通过宜昌气象站1951—2013年气象资料,以Penman-Monteith公式法计算ET₀结果为标准值,对Hargreaves、Priestley-Taylor、FAO-24 Radiation及Mc-Cloud 4种公式计算的ET₀结果进行对比分析。结果表明：FAO-24 Radiation公式的适用性较好,典型年平均相关系数为0.994,平均相对误差均为85.9%,可直接用于当地参照作物腾发量的计算;Hargreaves公式和Priestley-Taylor公式误差分析结果分别为189.8%、164.4%;Mc-Cloud的相关性最低,丰水年相关系数不足0.900,3种公式在鄂西地区参照作物腾发量计算时适用性较差。FAO-24 Radiation经过修正后,平均相对误差均处于6%左右,可直接用于鄂西地区参照作物腾发量的计算,特...     

三种林型蒸散量测定方法的研究

运用４种方法分别测定了３种林型的蒸散量,分析了４种方法的优缺点及其适用范围,在静风或人力不足时,用能量平衡法能获得满意的结果;在人力允许而仪器不足时,用实测法可获得准确的数据;空气动力学法不适用于静风天气。实际工作中可根据人力、物力和天气条件选用上述３种方法中的一种与彭门公式法配合运用,则能罗准确地测定不同林型的日、季、年蒸散量。本文用能量产销地和彭门公式配合,计算了３种林型的年蒸散量,其中阔叶林     

云南省低纬度高原季风气候条件下不同方法计算ET_0的对比研究

为了探求4种不同参照作物需水量(ET_0)计算方法在云南省低纬度高原季风气候区的适用性,根据云南省丽江气象站1980~2005年的气象资料,以Penman-Monteith公式计算结果为参照标准,通过Makkink公式、Hargreaves公式和Priestley-Taylor公式计算了ET_0,分别对每个公式所得的年值和月值的绝对偏差、平均偏差和相对偏差等进行分析对比。结果表明,3种公式的计算精度排序为Makkink公式Priestley-Taylor公式Hargreaves公式。为了探究出更适合该地区计算ET_0的方法,建立回归方程,提出了适合云南地区ET_0的计算公式。     

山西太岳山森林碳水关系研究

为了探究森林生态系统碳水循环过程中的相互作用,对进一步理解生态系统的碳水耦合提供一定的理论基础,以山西太岳山好地方林场作为研究区域,运用InVEST模型对研究区的蒸散和碳密度进行了数值模拟,并借助ArcGIS的空间分析工具,以小班为单位分别提取了研究区蒸散量与碳密度的值并对二者间的耦合关系进行了研究。结果表明,研究区年实际蒸散量(200.8~604.8mm)、土壤碳密度(0~154.6mg·hm^-2)和植被碳密度(0~118.7mg·hm^-2)的空间分布均表现为林区高于非林区。各植被类型中,华北落叶松林、油松林和混交林基于自身结构和功能的特点在年实际蒸散、土壤碳密度和植被碳密度含量排序中均为前3。Pearson相关性分析和线性回归分析结果表明,研究区年实际蒸散量同土壤碳密度和植被碳密度间存在显著的线性耦合关系(P<0.01),这种耦合关系可能在生态系统物质循环与能量流动过程中对碳水平衡起着至关重要的作用。研究结果可为山地人工林构建及植被恢复中碳水关系的管理与调控提供理论依据。     

森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法

近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑.从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征.从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量.同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流.大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究.建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法.就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法.研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同时空尺度关联的森林水源涵养功能研究,包括正确评价森林水源涵养功能的时空变异规律,森林生态系统水源涵养功能的尺度效应,森林水源涵养与下游水生态安全,森林水源涵养研究范式转变等核心问题.     

水分亏缺下有机无机肥配施比例对棉花水氮利用效率的影响

【目的】探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花水氮利用效率和产量的影响,为河西走廊棉区合理利用有机肥提供理论依据。【方法】于2020—2021年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为充分灌溉（W1）和亏缺灌溉（W2）;副区为不施肥（CK）、单施化肥（CF）、25%有机肥+75%化肥（OF1）、50%有机肥+50%化肥（OF2）和75%有机肥+25%化肥（OF3）,分析不同水分条件下施肥对棉花生育期土壤含水量、阶段耗水量、干物质和氮素积累及转运分配、水氮利用效率、籽棉产量和经济效益的影响。【结果】棉花籽棉产量和水氮利用特征受不同水肥处理及交互作用的显著影响。亏缺灌溉下棉田土壤含水量、总耗水量、植株干物质积累量、氮素积累量和籽棉产量显著下降,而水分利用效率显著提高。适宜的有机无机肥配施处理能够提高0—40 cm土层土壤含水量,降低棉花苗期和蕾期耗水,增加花铃期耗水量,提高棉花干物质和氮素积累量,并促进其向生殖器官中分配。充分灌溉条件下,25%有机肥配施处理（OF1）籽棉产量最高,两年平均较单施化肥（CF）提高10.5%;50%有机肥配施处理（OF2）与单施化肥（CF）无显著差异,但75...