不同口径蒸渗仪潜水蒸发差异性研究及模拟

为探究不同小口径蒸渗仪测量潜水蒸发的差异性和随机森林回归模型对潜水蒸发的模拟效果,本研究利用五道沟实验站0.3、0.5 m^(2)蒸渗仪开展了潜水蒸发对比试验。分析两种口径蒸渗仪潜水蒸发量的相关性,并基于随机森林回归模型对两种口径蒸渗仪潜水蒸发量进行模拟,评估不同气象要素对潜水蒸发的影响。结果表明,当潜水蒸发量超过2.393 mm时,0.3 m^(2)蒸渗仪测量潜水蒸发量大于0.5 m^(2)蒸渗仪量;0.3 m^(2)蒸渗仪测量潜水蒸发存在迟滞效应。净辐射对于0.3 m^(2)蒸渗仪潜水蒸发量影响更大,在气象因素对0.5 m^(2)蒸渗仪潜水蒸发影响中,40 cm土壤含水量的影响更大。空气湿度、土壤湿度是导致0.3、0.5 m^(2)小口径蒸渗仪潜水蒸发存在差异的主要因素,可利用随机森林回归模型通过气象要素对潜水蒸发进行预测。

基于称重式蒸渗仪的辽西花生需水量及作物系数研究

准确掌握辽西花生全生育期及各发育阶段需水量,及时准确预报其蒸散量,对优化水资源管理和开展花生精准气象服务具有重要意义。本研究依托锦州农业气象试验站,基于2022年大型称重式蒸渗仪观测数据,确定花生各发育阶段需水量;通过应用单作物系数法修正花生作物系数至旬尺度,进而提高花生蒸散模拟准确性。结果表明:花生全生育期总需水量385mm,各发育阶段需水量为下针-结荚期>结荚-成熟期>开花-下针期>播种-开花期;花生作物系数k_(c)在花生出苗后开始增加,在下针-结荚期达到最大,随后开始减小。本研究对逐日作物系数k_(c)值进行旬平均,进而给出花生作物系数旬值;与FAO56推荐作物系数比较,作物系数修正后可以提高3.6%的蒸散模拟准确性。本研究为花生节水灌溉和开展精准蒸散预报服务提供了理论依据。

基于CiteSpace对蒸渗仪在蒸发蒸腾量测定方面的研究进展和趋势的可视化分析

为系统梳理蒸渗仪在蒸发蒸腾量测定方面的研究进展和未来发展趋势,为该领域的研究提供参考与借鉴,文章基于文献计量软件CiteSpace,以1980年—2023年2月在中国知网、维普及万方3个数据库中发表的相关文献为样本,对该研究领域的发文量、作者、机构、关键词、热点及前沿进行定量可视化分析。共纳入文献470篇,文献的发文量总体呈现上升趋势;作者分析显示科研团队之间存在深入的学术交流;发文机构之间的合作呈现出分散的态势;基于关键词分析,研究热点主要集中在作物蒸发蒸腾量测定、检验评估模型以及分析影响因子。蒸渗仪作为测定蒸发蒸腾量的标准试验仪器,准确测定蒸发蒸腾量对农业可持发展有着重要研究意义。

基于大型称重式蒸渗仪的日光温室黄瓜蒸腾规律研究

为探索在日光温室条件下黄瓜蒸腾规律,利用大型称重式蒸渗仪对其开展相关研究。研究发现,在试验采用的种植模式下,黄瓜全生育期(105d)蒸腾量为147.74mm,其中:苗花期、盛果期和尾果期蒸腾耗水量分别为14.06、102.85和30.84mm,日均蒸腾强度为1.41mm/d,盛果期的蒸腾量占到蒸腾总量的69.6%。各生理指标、气象因子与蒸腾强度的相关性依次为:净辐射>相对湿度>水面蒸发量>叶面积指数>温度。经回归分析,建立了多个日光温室迷你黄瓜蒸腾经验模型,可用以估算蒸腾量。

基于LabVIEW和ARM处理器的大型称重式蒸渗仪测控系统

针对大型称重式蒸渗仪测控系统常见的缺乏通用性、扩展性不足和可靠性差等问题,该文提出了一种基于LabVIEW和ARM处理器的分布式大型称重式蒸渗仪测控系统。底层测控单元全部采用ARM处理器LPC1768开发设计,所有单元均通过RS485方式MODBUS协议与上位机进行通信,上位机测控软件采用LabVIEW设计开发,支持对除称重参数以外的其它测量参数的选择。同时采取了中值滤波和滑动窗口平均滤波等信号处理算法,提高称重测量精度。运行试验表明,在称重分辨率达到0.1g,杠杆系数为277.7时,蒸发量或降雨量的分辨率达到了0.0072mm水深。

大型蒸渗仪与小型棵间蒸发器结合测定冬小麦蒸散的研究

本文利用大型称重式蒸渗仪和棵间蒸发器仔细研究了冬小麦生长期间的逐日蒸散和蒸发过程，确定了冬小麦生长期间棵间蒸发占总蒸散量的２９７５％；棵间蒸发占蒸散的比例随生育时期叶面积指数（ＬＡＩ）和表层土壤含水量的变化而变化．同时确定了冬小麦生长期间的作物系数Ｋｃ．

新型蒸渗仪及其在农田水文过程研究中的应用

一台用于测定农田蒸腾蒸发和地下水—土壤水转化的新型称重式蒸渗仪在中国科学院禹城试验站建造完成,并连续数年成功运行.新型蒸渗仪主要有以下特点:(1)蒸渗仪精度0016mm,可同时准确测量蒸腾蒸发量和地下水对土壤水的补给量与入渗量;(2)蒸渗仪面积314m2,深度5m,充分允许农作物根系发育与吸水、土壤水和地下水水分转化、地下水位变化等过程的进行,可以较好的代表大田的情形;(3)蒸渗仪的供排水系统能够在蒸渗仪内模拟实际地下水位变化;(4)土柱重30～34Mg,包含非饱和与饱和土壤,土壤质地以粉沙和轻壤为主.自1998年10月至1999年6月冬小麦生长期蒸渗仪运行结果表明:在冬小麦生长期,当地下水在16～24m变动时地下水对土壤水的补给量约占总蒸腾蒸发量的166%.过多的灌溉量不仅削弱了地下水对土壤水的补给,而且多余的灌溉水下渗补给地下水.

稳定同位素法和涡度-微型蒸渗仪区分玉米田蒸散组分的比较

农田蒸散组分区分研究对理解土壤-植物-大气连续系统水分传输动力学过程与调控机制具有重要意义。利用稳定同位素原位连续观测技术测定了玉米田不同高度大气水汽稳定同位素的动态,结合Keeling Plot方法区分了玉米田蒸散组分动态过程,并与涡度相关系统（eddy covariance system,EC）-微型蒸渗仪（micro-lysimeter,MLS）结合法的区分结果进行了比较。研究表明：降雨后大气水汽稳定同位素组成δv显著降低,不同高度δv与大气饱和水气压差VPD、太阳净辐射Rn呈线性相关,相关系数R均值分别为0.65和0.51;土壤蒸发水汽稳定同位素组成δE存在显著的分馏效应,较低的土壤含水率和大气相对湿度会降低分馏效应;与传统的EC-MLS法的区分结果相比,利用Keeling Plot方法和连续原位监测的水汽稳定同位素信息,可准确估算农田蒸散比,误差仅为-0.02~0.08;试验观测期内即玉米中等覆盖地面后,IS法和EC-MLS确定的作物蒸腾与农田蒸散比的均值分别为0.81和0.78,二者较一致。

用Micro-Lysimeters和大型蒸渗仪测定夏玉米蒸散的研究

利用大型称重式蒸渗仪和自制的Micro-Lysimeters对夏玉米生育期的蒸散量进行了研究。研究发现夏玉米整个生育期的棵间蒸发占总蒸散量的36.01%,其中大部分集中在生育前期;不同深度层次的土壤水分和棵间蒸发与蒸散量的比例(E/ETwd)随着深度的增加相关性越来越弱,10cm土壤含水量与E/ETwd的相关系数R2=81.23%,30cm土壤含水量与E/ETwd的相关系数R2=46.47%,50cm土壤含水量与E/ETwd的相关系数R2=34.09%;叶面积指数与E/ETwd也有密切的关系,相关系数R2=87.47%。

基于称重式蒸渗仪的喷灌条件下冬小麦和糯玉米作物系数估算方法

利用位于北京的称重式蒸渗仪,对喷灌条件下的冬小麦和糯玉米需水规律进行了测定,进而计算了两种作物的作物系数。结果表明,冬小麦和糯玉米的作物系数与播种后天数之间的关系均可以用四次多项式来表征。根据FAO-56推荐的作物系数计算方法,计算了两种作物的分段单值作物系数和双作物系数,发现华北平原喷灌条件下冬小麦和糯玉米的作物系数在生育期内的变化可以用FAO-56推荐的模式来描述,但实测值一般大于FAO-56的建议值。为了能利用FAO-56推荐的模式较好地描述喷灌作物系数变化规律,依据实测资料对FAO-56建议的单值作物系数和基础作物系数进行调整后,模拟了两种作物需水量的变化,模拟的作物阶段需水量与实测值吻合良好。

基于蒸渗仪实测数据的日参考作物蒸发腾发量计算方法评价

为了评价参考作物蒸发蒸腾量计算方法在我国东部湿润地区的适用性,开展了充分供水的蒸渗仪矮型参考作物(草坪)试验,在分析实测参考作物蒸发蒸腾量变化规律基础上,评价了11种日ET0计算方法的计算结果。结果表明,FAO56-PM方法与实测值最为接近,综合法中的1948Penman法、辐射法中的Priestley-Taylor法和FAO24-Radiation法、温度法中的Turc法也能取得较好的结果,而Hargreaves-Samani法、FAO24CPenman法、McCloud法计算结果较差。在我国东部湿润地区的夏季,FAO56-PM方法最适用于作物需水规律的计算、模拟以及作为评价其他ET0计算方法的标准。在部分气象数据缺失条件下可以选择温度法中的Turc方法或辐射法中的Priestley-Taylor法。

波文比仪与蒸渗仪测定作物蒸发蒸腾量对比

为了更准确地估算作物蒸发蒸腾量,该文结合波文比仪和大型称重式蒸渗仪,对波文比-能量平衡法估算的冬小麦蒸发蒸腾量(ETb)和蒸渗仪实测的冬小麦蒸发蒸腾量(ETl)进行了分析研究。结果表明,波文比计算值(ETb)和蒸渗仪实测值(ETl)的变化趋势基本一致,相关性比较好。波文比计算值(ETb)和蒸渗仪实测值(ETl)的日变化曲线都呈单峰型,早晚小,中午大,夜间多为负值,波文比计算值的日变化比较稳定,蒸渗仪实测值的日变化比较敏感。风速较大时,蒸渗仪实测值日变化随风速的增大而减小的趋势比较明显,波文比计算值日变化受大的风速影响较小;风速较小时,波文比计算值和蒸渗仪实测值的日变化与风速呈很弱的负相关关系。波文比计算值日变化和太阳净辐射日变化的关系比较密切,蒸渗仪实测值日变化和太阳净辐射日变化的关系不是很明显。波文比计算值更能稳定地反映出冬小麦蒸发蒸腾量的日变化规律。

怀来地区蒸渗仪测定玉米田蒸散发分析

利用2012年和2013年怀来遥感综合试验站蒸渗仪、涡动相关仪和自动气象站观测资料,分析了土壤蒸发和玉米农田蒸散的日、季节变化,用多元回归分析法研究了气象因子(净辐射、空气温度、空气湿度、风速)、土壤水分和农田蒸散量的关系,并将蒸渗仪蒸散观测值与涡动相关仪蒸散量观测值进行了比较。结果表明,土壤蒸发和玉米农田蒸散日变化曲线较一致,季节性差异明显;怀来地区日蒸散量与净辐射和土壤水分相关性较好,与其他影响因子相关性不明显;蒸渗仪的农田代表性受其观测范围内的作物长势影响显著,涡动相关仪观测的蒸散量与蒸渗仪观测值相关关系较好,蒸渗仪观测值较涡动相关仪观测值高10.5%,这是由于不能同周围农田进行热交换,蒸渗仪内平均土壤温度较农田高了9.5%,导致蒸渗仪对蒸散量的相对高估。

不同尺寸蒸渗仪测定作物蒸散的田间试验研究

称重式蒸渗仪测定作物蒸散量(ET)是公认的一种标准测定方法。大型称重式蒸渗仪因单点独立安装而无法进行不同处理的重复试验,小型蒸渗仪则可解决该问题,但目前对于小尺寸蒸渗仪的适用性尚无统一结论。本文利用1m2(SL)、2m2(ML)和4m2(LL)3种不同面积的蒸渗仪在冬小麦(2012年11月21日播种,2013年6月20日收获)和水稻(2013年6月22日移栽,2013年10月28日收获)整个生长季进行连续蒸散量观测,筛选无有效降水日的数据进行对比分析。结果表明:(1)在冬小麦和水稻生长季内,SL(小)蒸渗仪所测蒸散量日内变化均表现出较大的变化幅度,ML(中)蒸渗仪所测蒸散量日内变化趋势均与LL(大)蒸渗仪所测一致,日内变化比较平稳;(2)ML蒸渗仪所测日蒸散量与LL所测结果的相关性最好(P<0.01);(3)SL蒸渗仪所测水稻日平均蒸散量和蒸散总量与LL接近,所以可将SL蒸渗仪替代LL测定水稻日平均蒸散量和蒸散总量;ML所测冬小麦和水稻的日平均蒸散量及蒸散总量均比LL明显偏小,蒸散总量偏小主要由于拔节后较大的日蒸散量偏差导致。

两种小型蒸渗仪在黑河流域山区植被带的应用研究

为定量说明黑河流域山区植被带林地与草地在不同覆盖状况下的蒸发与下渗差异,依据实际情况设计了桶式与环刀式两种小型蒸渗仪,根据测算结果评价了两类小型蒸渗仪的适用性,并剔除不合理测算数据.根据2002年雨季蒸渗仪观测试验,将黑河流域山区草地的雨季蒸发分为3个过程:雨季早期,雨季中期和雨季晚期,并对这3个过程的蒸发进行对比.根据计算结果,分析了草类和草地盖度变化对蒸散发的影响,并计算了林地与草地的平均下渗量.

渗漏型蒸渗仪对梭梭和柠条蒸腾蒸发的研究

利用非称量蒸渗仪对梭梭、柠条的蒸散进行了研究，结果表明：3年生的梭梭的单株蒸散量是515．3mm，3年生柠条的单株蒸散量是499．1mm。供水量和蒸散量之间存在着一定的正相关关系。3年生和2年生梭梭的单株平均蒸腾量分别是105．8mm和202.77mm；3年生和2年生柠条的单株平均蒸腾量分别为120．67mm和128．72mm。在3种供水条件下，柠条的蒸腾量都是梭梭的81％左右。在水分充足的情况下，梭梭和柠条的蒸腾量呈单峰曲线；在土壤水分亏缺的情况下，它们的蒸腾量呈双峰曲线。在干旱胁迫情况下，柠条和梭梭的蒸腾量与土壤含水率之间存在着极显著的线性关系，它们分别是:ET＝－33．29＋3217.93x（r＝0.8643）和ET＝－35．63＋1674．42x（r＝0．8273）。全年的沙面蒸发量是104.6mm-131．6mm，6－9月份的沙面蒸发量占全年沙面蒸发量的76．84％。沙面蒸发呈明显的双峰曲线。在供水条件下，沙面蒸发量随供水量的增加而增大。在无供水条件下，降水量的90．88％用于蒸发，9．12％保留于土壤中。对3年3个不同供水量蒸渗仅实测值进行多因子回归分析,得出沙面蒸发量与环境因子的关系：Ee＝－42．5131＋730．2497x1＋0．7422x2＋0．5494x3．其中Ee为月蒸发量，x1为0—40cm沙层月均含水率，x2为月均日辐射强度，x3为某月日平?

基于称重式蒸渗仪实测值的温室茄子日蒸散量估算方法评价

以称重式蒸渗仪实测温室茄子日蒸散量为标准值,对基于FAO-56 P-M法(P-Ms)、修正P-M法(P-Mm)、Priestley-Taylor法(P-T)和Irmak-Allen法(I-A)4种模型方法计算的温室茄子日蒸散量进行对比分析,评价各方法在温室内的适用性。结果表明,利用4种模型方法计算得到的温室茄子日蒸散量与实测值(ETc)均具有相似的生育期变化规律,但各方法的计算精度差异明显。其中基于P-Mm法得到的ETc-m高估了32.1mm,而基于P-Ms、P-T和I-A法计算得到ETc-s、ETc-PT和ETc-IA则分别低估了132.3mm、80.0mm和53.5mm。ETc-m与实测值(ETc)的相关性最高,方程决定系数R2为0.905(P<0.01),一致性指数达0.944,RMSE仅为0.769mm·d^?1;而基于I-A法计算得到的ETc-IA与实测蒸散量的方程决定系数也较高(R^2=0.775),一致性指数为0.828。P-Ms和P-T法在温室内应用均有较大误差,其中,ETc-s和ETc-PT仅相当于实测值(ETc)的59.4%和74.8%,一致性指数分别为0.723和0.748,RMSE则分别达1.672mm·d^?1和1.304mm·d^?1。因此,计算温室作物蒸散量可优先选择P-Mm法,而在气象数据短缺时,I-A法可作为替代方法在温室内使用。

液流—株间微型蒸渗仪法测定新疆杨蒸发蒸腾量适用性分析

采用液流—株间微型蒸渗仪法测定人工种植环境下新疆杨蒸发蒸腾量,并对此方法的适用性进行了分析。结果表明:在生长季5—10月,新疆杨蒸腾量具有明显的季节变化规律,总蒸发蒸腾量为508.26mm,蒸发量、蒸腾量所占比率分别为37.1%和62.9%;树干液流速率与叶片蒸腾速率变化表现出较好的一致性,热脉冲法能够用于新疆杨蒸腾测定;液流—株间微型蒸渗仪法和水量平衡法测算结果的相对误差在±15%之内,液流—株间微型蒸渗仪法能够适用于新疆杨蒸发蒸腾量测定。

新型压/吸气排水式蒸渗仪的设计与应用

设计了一种适用于测定作物蒸散量、不影响农田耕作的压 /吸气排水式蒸渗仪。通过对布有 12个该型蒸渗仪的田间进行测试 ,表明蒸渗仪集水效果明显 。

利用大型蒸渗仪分析潜水蒸发对农田蒸散量的影响

新型称重式大型蒸渗仪为我国首创、国际先进，能够直接测定蒸散量和潜水蒸发量。本文利用此蒸渗仪和相关配套仪器测定的资料，在初步分析蒸渗仪对周围农田水、热及蒸散规律代表性的基础上，估算了潜水对农田蒸散的贡献份额，并建立了一定水位变幅内潜水蒸发与蒸散量的比值和地下水位的经验关系式。