基于Penman-Monteith模型的杨树日蒸腾模拟

研究半干旱地区林木的实际蒸腾量，对研究防护林密度调整、提高林木水分利用率及林分稳定有着重要的理论意义。忽略大气热层结问题，考虑气压订正，利用冠层整体气孔阻力rsT代替冠层阻力rst，将蒸散面净辐射限定于冠层截留净辐射Rnl，在林木气孔阻力等实测数据的基础上，应用修正后的Penman-Monteith模型和常规气象数据进行生长季林木蒸腾量的连续的模拟计算。结果表明，提出的参数处理方法符合蒸腾的变化规律，与典型实测结果对比，模拟的相对误差平均在5％以内，具有较好的实用价值。     

ET0计算公式的设定条件和重要影

对ET0计算公式设定条件和重要影响因子的实验率定研究：揭示了Penman-Motheith(PM)等公式定义中叶面冠层阻力、反射率及Angstrom公式中的a、b值不是定值，而是一个随作物生长变值，并建议将变化的叶面冠层阻力、反射率及季节a、b值代入计算公式，可得到更加切合实际的ET0值；鉴于参考作物有两种：牧草和紫花苜蓿，不同的参考作物蒸发蒸腾量计算公式对应着不同的参考作物，求得两种参考作物蒸发蒸腾量的转换系数Kr可进行不同参考作物间的转换计算；揭露了参考作物（苜蓿）冠层光合有效辐射（PAR）及冠层顶部光合有效辐射（PARCAN）在一定程度上影响ET0值，气孔导度和物质积累等生理、生化作用也与ET0的变化过程十分相关；并对ET0标准ASCE-PM、PM、MP公式中主要气象输入因子对ET0、ETa、ETr值的潜在支配作用进行了研究。有助于ET0学科中重要问题的引领研究及精确估计。     

夏玉米生育期叶面蒸腾与棵间蒸发比例试验研究

利用大型称重式蒸渗仪测定夏玉米生育期的总腾发量,用小型蒸发器测定棵间蒸发量,用茎流计测定叶面蒸腾量。通过3种设备实测数据的对比分析,得到夏玉米生育期的总耗水量为436.3 mm,其中叶面蒸腾316.4 mm,棵间蒸发119.9 mm,棵间蒸发占总腾发量的比例达到27.5%。茎流计所测得的蒸腾量与大蒸渗仪和小蒸发器联合测得的蒸腾量相关性良好,从而验证了用茎流计法测定叶面蒸腾方法的可行性。根据茎流计实测数据分析了叶面蒸腾的日变化过程,发现夏玉米叶面蒸腾与净辐射密切相关,呈周期性变化。     

温室小气候测量试验设计及其夏季蒸腾研究

温室内小气候环境参数的有效观测关系到温室小气候模拟模型的精度，而温室内作物的蒸腾既影响到潜热和显热交换，又是确定温室作物肥水灌溉的主要依据。本研究设计了一套用于温室小气候和作物蒸腾测量的试验装置，并在夏季南方现代化温室内进行了观测。结果分析表明，试验装置可以用于温室小气候的测量，且波恩比法适于对夏季高温、高湿条件下南方现代化温室中作物蒸腾的模拟，夏季温室内蒸腾速率随净辐射和空气饱和冠层水汽压差的增加而线性增大，蒸腾速率对冠层以上不同高度水汽压差的变化不敏感。     

农田蒸发蒸腾模拟计算的理论与方法介绍

<正> 对农田蒸发蒸腾的研究,有助于探讨农田节水的调控机理;制定合理的灌排技术,以满足植物生理生态需水的要求;促进“五水”转化关系的研究和水资源的评价工作;为节水农业的发展提供基础性资料,现将有关理论与方法介绍如下。 一、作物蒸腾模拟计算 的理论和方法 1953年Penman首次提出了计算单个叶片气孔蒸腾的模式,1959年Couvey把气孔阻力的概念应用到整个植被表面,在此基础上Monteith(1965)提出了计算整个冠层     

干热河谷区橙子树蒸腾耗水环境响应与生理调节研究

为探究西南干热河谷地区典型经济林木橙子树的蒸腾耗水机制,利用热扩散式探针TDP、冠层分析仪、土壤水分传感器TDR、全自动气象站等设备获取橙子树蒸腾量、叶面积指数、土壤含水率和气象因子（气温、辐射、饱和水汽压差、降雨量等）的长期数据。对橙子树蒸腾规律的环境控制和生理调节特征进行系统研究,结果表明：相比于干季和雨季,干热季橙子树表现出较为保守的水分利用机制,日蒸腾量、冠层导度和退耦系数都显著低于其他两个季节。干季和雨季,橙子树蒸腾活动受太阳辐射和饱和水汽压差的交替控制,而干热季蒸腾活动主要受饱和水汽压差的驱动。冠层导度与气象因子日内动态变化特征之间存在时滞效应,且这种效应在不同天气不同季节具有差异。受叶面积指数影响,饱和水汽压差与冠层导度在整个年份呈负对数相关关系,其他环境因子与冠层导度在叶面积指数小于4m2/m2时呈负对数相关关系,大于等于4m2/m2时呈二次函数相关关系。不同环境条件下虽然冠层导度对饱和水汽压差的敏感性不同,但蒸腾耗水在大多数环境条件下基本遵循等水势调节策略,但个别环境条件下存在环境胁迫应对失衡风险。研究结果可为干热河谷区橙子园环境胁迫诊断提供直接依据,有利于灌溉制度的科学优化和节水调控技术体系的高效制定。     

应用Shuttleworth-Wallace模型对夏玉米农田蒸散的估计

根据夏玉米生长季内逐时波文比系统观测资料和主要生育期的作物资料,以波文比-能量平衡法(BREB法)得到的蒸散量为实测值,对比研究了Shuttleworth-Wallace模型(以下简称S-W模型)、Penman-Monteith模型(以下简称P-M模型)对蒸散估计的差异。S-W模型因考虑了土壤蒸发,估算的逐时逐日蒸散值均比P-M模型有更好的精度。在作物生长前期,LAI(<2.0)较低,应用S-W模型在稀疏冠层下估算的蒸散量高于P-M方程,更接近于实测值,与实测值的相关系数更高,RMSE值低。随着LAI的增大,冬小麦冠层密闭,S-W模型和P-M方程估算的蒸散与实测值均相接近,二模型均有良好表现。对S-W模型的各阻力参数进行敏感性分析,分析结果表明,应用S-W模型时,模型对阻力参数冠层气孔阻力最为敏感,土壤表面阻力次之,作物冠层高度与参考高度间空气动力学阻力敏感程度居中,对地表与冠层高度间空气动力学阻力、冠层内边界阻力不敏感。在应用已有经验关系式时,特别需要注意对冠层气孔阻力、土壤表面阻力这二阻力参数中经验系数的合理确定。     

温室滴灌条件下甜瓜气孔阻力变化规律研究

通过田间试验，研究滴灌条件下日光温室内甜瓜叶片气孔阻力时空变化规律，并建立基于温室环境要素（光照和饱和水汽压差）的气孔阻力模型，并对通过控制冠层气孔行为来实现温室环境优化调控的方法进行了讨论。研究表明：单叶片叶尖偏下和叶基偏上部位部分气孔阻力具有一定的代表性；在垂直方向上，顶4叶与气孔平均值相接近，具有一定的代表性；甜瓜气孔阻力日近似呈“W”形。     

冬小麦冠层阻力日变化的估算

根据田间试验观测资料,利用3种作物冠层阻力估算方法推算了冬小麦在拔节、抽穗、灌浆3个生育时期在典型晴天、土壤水分充分供应状况下冠层阻力的日变化。3种作物冠层阻力估算方法为利用波文比能量平衡法使用Penman-Monteith公式反推(rc-BREB)、利用冠层温度和蒸散量推算(rc-Tc)、利用不同部位单叶气孔阻力和有效叶面积指数合成法推算(rc-LAI)。结果表明,3种作物冠层阻力估算方法均推得的冠层阻力日变化趋势相同,但冠层阻力值大小存在差异。冬小麦冠层阻力在08:00～15:00时变化平稳,15:00以后开始升高,日落前后升高最为剧烈。采用冠层温度推算的冠层阻力rc-Tc比rc-BREB偏低,rc-LAI在灌浆后期和15:00后比rc-BREB偏高,且没有rc-BREB变化平稳。     

水分胁迫条件下羊草群落生育期双作物系数计算方法的验证

基于浑善达克沙地2005-2006两个不同水文年对羊草、拂子茅、冰草构成的羊草群落生育期中气象因子及生理因子野外观测试验数据,用联合国粮农组织FAO-56分册中介绍的方法计算了羊草群落生育期基本作物系数和土壤蒸发系数,并对基本作物系数进行了地区气象因素和牧草单叶气孔阻力校正。用校正后的作物系数模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。结果表明:计算的蒸发、蒸腾量与实测结果基本接近。考虑水分胁迫时,有条件的地区应该对作物系数进行地区气象因素和单叶气孔阻力校正。     

水分胁迫条件下羊草群落生育期双作物系数计算方法的验证

基于浑善达克沙地2005-2006两个不同水文年对羊草、拂子茅、冰草构成的羊草群落生育期生境中气象因子及生理因子野外观测试验数据,用联合国粮农组织FAO-56分册中介绍的方法计算了羊草群落生育期基本作物系数和土壤蒸发系数,并对基本作物系数进行了地区气象因素和牧草单叶气孔阻力校正。用校正后的作物系数模拟计算的蒸腾、蒸发量与实际观测值间进行了拟合相关图、拟合优度参数法的有效性检验。结果表明：计算的蒸发、蒸腾量与实测结果基本接近。考虑水分胁迫时,有条件的地区应该对作物系数进行地区气象因素和单叶气孔阻力校正。     

a_s和b_s取值对参考作物蒸发蒸腾量计算结果的影响

Penm an-Monte ith公式中as和bs是计算净辐射不可缺少的参数,采用江苏射阳2002年日气象资料,分别采用FAO56推荐值和邻近地区南京市的校正值进行计算,得到了日参考作物蒸发蒸腾量和相应的太阳辐射与净辐射资料。分全年、夏半年和冬半年等不同情况分析了2种取值方案计算结果的差异。结果表明:采用邻近站点推荐值计算得到的参考作物蒸发蒸腾量ET0和净辐射Rn计算结果与FAO推荐值计算结果相比偏大,并且在计算值较小的冬半年误差也相对较大。与此相反,采用邻近站点推荐值计算得到太阳辐射Rs的计算结果偏小,并且在计算值较大的夏半年误差更大。因此,参数as和bs的选择对于参考作物蒸发蒸腾量计算结果的影响是不可以忽略的,尤其在辐射较低、蒸腾较弱的冬半年,根据实测的辐射资料进行校正是很有意义的。     

夏玉米叶片气孔阻力与冠层阻力估算模型的研究

根据田间试验观测结果，分析了夏玉米叶片气孔导度与环境因素之间的关系，应用多元非线性回归分析技术建立了气孔阻力的估算模型；对叶片正反两面不同部位和垂向不同层次上叶片气孔阻力的差异及其日变化过程和季节变化规律进行了分析，又用叶片气孔阻力估算模型导出了冠层阻力的计算模型。     

夏玉米叶片气孔阻力与冠层阻力估算模型的研究

根据田间试验观测结果，分析了夏玉米叶片气孔导度与环境因素之间的关系，应用多元非线性回归分析技术建立了气孔阻力的估算模型，对叶片正反两面不同部位的垂向不同层次上叶片气孔阻力的差异及其日变化过程和季节变化规律进行了分析，又用叶片气孔阻力估算模型导出了冠层阻力的计算模型。     

芦苇群落日蒸发蒸腾量变化规律及

了解芦苇湿地蒸发蒸腾量变化规律和影响因子并准确估算蒸发蒸腾量，对湿地水资源评估有十分重要的意义。根据2005年盘锦芦苇湿地监测站的小气候梯度系统和涡动相关系统的监测数据，结合芦苇生理生态特性的观测，分析芦苇群落的蒸发蒸腾量日变化规律及其主导影响因子，采用波文比—能量平衡法、梯度法对芦苇群落的日蒸发蒸腾过程进行模拟，并与涡动相关系统的实测数据进行比较。结果表明，芦苇群落蒸发蒸腾量日变化过程表现为早晚低、中午高的单峰曲线；从相关分析结果看，气象因素和芦苇生理生态特性对芦苇蒸发蒸腾的影响显著，其中辐射强度、相对湿度、温度、叶片光合速率和叶片气孔导度是芦苇群落蒸发蒸腾的主导影响因子；从计算蒸发蒸腾量的两种方法与涡动数据的比较结果看，梯度法更适合芦苇群落蒸发蒸腾量的模拟，可为芦苇湿地蒸发蒸腾的计算提供依据。     

基于液流量的苹果树蒸腾量模拟

利用热脉冲茎流计监测西北旱区盛果期苹果树茎干液流变化规律,采用自动气象站测定气象因素的变化,在试验基础上分析了苹果树液流量的动态变化并分别采用基于冠层变化的季节蒸发蒸腾模型(Cj)、双作物系数模型(Kcb)和Priestley-Taylor模型对日均蒸腾量进行模拟。研究结果表明,日均茎干液流量呈先增加后降低的单峰曲线,基于冠层变化的季节蒸发蒸腾模型可以准确估算西北旱区盛果期果树的日均蒸腾量,模拟的日均蒸腾量可以减小液流量的时滞影响,提高长时间估算果树蒸腾量的精度。     

基于冠气温差的淮北地区水稻日需水量估算模型研究

【目的】构建水稻日需水量估算模型,为灌区动态用水管理提供科学指导。【方法】以淮北淮涟灌区水稻为研究对象,通过称质量法获取水稻日需水量,同步采集水稻冠层温度和相关气象要素,分析各要素与实测水稻日需水量关系,构建了以太阳净辐射和冠气温差为参数的水稻日需水量估算模型,并利用叶面积指数对其进行修正。【结果】太阳净辐射量和冠气温差是反映水稻日需水量的关键因子,水稻日需水量与太阳净辐射呈正线性相关,与冠气温差呈负线性相关,冠气温差随着生育期延续有增大的趋势。通过叶面积指数修正的模型相对误差为5.07%,均方根误差为0.183 mm/d。【结论】利用冠气温差估算水稻日需水量,方法较为简单,精度满足灌溉管理要求。     

冬小麦叶片水势、气孔阻力、蒸腾速率与环境因素的关系

本文依据田间试验资料,分析了冬小麦叶片水势、气孔阻力和蒸腾速率在不同土壤基质势条件下的日变化规律,探讨了其与土壤基质势和天气条件(光照强度、净辐射、饱和差、气温)之间的关系,建立了叶片水势、气孔阻力、蒸腾速率与环境因素间的定量关系式。     

基于三温模型的盆栽柑橘蒸腾规律研究

为深入探究柑橘树冠层空间蒸腾特性及与茎干液流的对应关系,采用五点测温法,使用热成像仪拍摄柑橘树冠层五个方位的红外图像获取冠层温度及参考冠层温度,利用三温模型,将模型估算叶片蒸腾速率与实测茎流速率进行比较,并研究了柑橘树冠层不同方位的蒸腾变化规律.结果表明:柑橘树茎流速率与冠层叶片蒸腾速率日间变化曲线存在差异,决定系数(R2)为0.14,整体上,不同方位冠层温度与气温的日变化规律相近,柑橘树不同方位平均蒸腾速率大小分别为:东面>西面>北面>南面>顶面.上述结果表明:①柑橘树冠层蒸腾与茎干液流之间存在时滞效应,三温模型估算的叶片蒸腾速率不能实时反映树干液流的变化特征.②气温越高时,不同方位的冠层温度差异越显著.③柑橘树冠层空间蒸腾具有明显的空间差异性,揭示了柑橘树冠层蒸腾速率的空间变化规律.     

日光温室膜下滴灌番茄作物系数试验研究

作物系数是在没有实测需水量资料情况下,用参考作物蒸发蒸腾量来估算实际作物蒸发蒸腾量方法中重要的参数之一。根据实测气象数据计算出的参考作物蒸发蒸腾量和时域反射仪测得的番茄需水量,利用单作物系数法得到番茄作物系数Kc。通过对作物需水量和作物系数Kc的变化及影响因素进行分析,结果表明：温室膜下滴灌番茄作物需水量与温度、辐射呈正相关,而作物系数Kc与温度、辐射的线性关系不明显。对已求作物系数的可靠性进行验证,结果表明模型预测值和实测值的相对误差为8.2%,模型有效性指数达到89.3%,模型合理有效。研究成果对日光温室膜下滴灌作物需水量的计算及其灌溉制度的制定具有一定的参考价值。