参考作物蒸腾蒸发时空变化及其影响因素分析

利用淠史杭灌区及周边12个气象站1958—2022年气象观测资料和Penman-Monteith公式计算参考作物蒸腾蒸发量(ET0),采用Mann-Kendall趋势检验、敏感曲线和线性回归等方法分析淠史杭灌区ET0变化特征及主要气象因子对年ET0变化的贡献,量化气象因素对其影响。该研究成果对提高农业应对气候变化适应能力和抵御气候灾害能力具有重要意义。

Hargreaves计算参考作物蒸发蒸腾量公式经验系数的确定

介绍了联合国粮农组织(FAO)推荐的Hargreaves公式计算参考作物蒸发蒸腾量与Penman-Monteith公式计算值的转换系数,依据位于陕西省杨凌区的西北农林科技大学灌溉试验站19a的气象观测资料,分别用FAO推荐的Penman-Monteith公式和Hargreaves公式计算对应时段的参考作物蒸发蒸腾量,然后通过分析确定出Hargreaves公式的经验系数。经验证表明,得出的结果可靠,可应用于生产实际。

奈曼地区灌溉麦田蒸散量及作物系数的确定

利用大型蒸渗仪测定了奈曼地区春小麦 (TriticumaestivumL .)全生育期的蒸散量 ,并引用FAOPenman Monteith等 5种方法计算了相应时期的参考作物蒸散量 ,比较了FAOPenman Monteith公式与其它 4种方法间的关系 ,最后运用作物蒸散量和参考作物蒸散量计算了春小麦的作物系数 .结果表明 ,春小麦苗期每周日平均蒸散量小于 3mm·d-1,随着叶面积系数增大 ,日平均蒸散量达到最大值 6 .4 9mm·d-1(抽穗开花期 ) ,最终下降至 1.94mm·d-1(灌浆成熟期 ) ;根据试验年份的降雨分布情况 ,该地区的自然降水不能满足春小麦对水分需求 ,小麦苗期、拔节期和抽穗开花期水分亏缺比较严重 ,是田间水分管理的关键时期 ;与FAOPenman Monteith公式的计算结果相比较 ,用Penman公式和FAO 2 4Blaney Criddle公式估算奈曼地区参考作物蒸散量误差较小 ;奈曼地区春小麦苗期、营养期、生殖期、成熟期 4个生长阶段的作物系数分别为 0 .4 5、0 .90、1.11和 0 .5 2 ,其中成熟期的作物系数值与FAO 2

风沙区参考作物需水量计算模式的研究

根据包头气象站30a逐旬气象资料和2001年作物生长期逐日资料,用Penman-Monteith公式、Blaney-Criddle公式、Hargreaves公式、Priestley-Taylor公式、Markkink公式估算逐旬和逐日的参考作物需水量(ET0),以Penman-Monteith方法计算结果作为标准来评价其它4种计算方法。经比较分析,用其它4种方法和Penman-Monteith方法计算出的逐旬ET0值均具有较好的相关性,其中以Blaney-Criddle法估算结果最好。4种方法估算的逐日ET0误差较大,相比而言,Markkink法优于其它3种方法。同时,分析了ET0与气温的关系,并建立了适合该地区ET0计算的经验公式,用经验公式估算ET0方法简单,且具有较高的精度。

参考作物蒸发蒸腾量的多元线性回归模型研究

利用FAOPenman Monteith(1992)公式,根据新疆生产建设兵团农七师127团2004年7月至8月每日的气象资料,计算了逐日参考作物潜在腾发量,建立与实测的日平均气温(T)、日照时数(N1)、风速(W)、相对湿度(RH)的相关关系,Y=0.005+0.162×T-0.03×RH+0.607×W+0.077×N1,Y=-3.382+0.205×T+0.679×W+0.118×N1,Y=3.738+0.131×T-0.047×RH,Y=-1.258+0.218×T。利用这些相关关系进行参考作物潜在腾发量的估算,通过验证精度较高,方法简单。

基于修正双作物系数模型估算温室黄瓜不同季节腾发量

为估算温室黄瓜植株蒸腾与土面蒸发,该研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型,应用温室内实测微气象、叶面积指数(LAI)及土壤水分数据,对模型中基础作物系数(Kcb)和土面蒸发系数(Ke)进行修正,并基于修正后FAO-56Penman-Monteith(P-M)模型,确定温室参考作物蒸发蒸腾量(ET0),进而估算温室黄瓜蒸发蒸腾量(ETc)和植株蒸腾(Tr)。基于Venlo型温室内黄瓜不同种植季节(春夏季和秋冬季)Lysimeter和茎流计观测的黄瓜ETc和Tr,对修正后的双作物系数模型预测结果进行验证。结果表明,应用修正后的双作物系数模型估算的温室黄瓜ETc和Tr与实测值具有较好地一致性,春夏季温室黄瓜全生育期ETc估算值与实测值的日均值分别为3.05和2.94 mm/d,秋冬季分别为2.53和2.76 mm/d。修正后的双作物系数模型估算春夏季温室黄瓜日ETc的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和模型效率系数(Ens)分别为0.95、0.41 mm/d和0.93;估算秋冬季ETc的误差计算结果依次为0.91(R2)、0.48 mm/d(RMSE)和0.90(Ens)。修正后的双作物系数模型估算春夏季日平均Tr与实测值分别为2.37和2.19mm/d,秋冬季分别为1.43和1.34 mm/d。研究结果还显示,不同种植季节温室黄瓜全生育期日平均Tr占ETc的比例分别为64.62%(春夏季)和68.59%(秋冬季)。该研究成果不仅为制定准确的温室黄瓜灌溉制度提供了理论依据,而且对实现温室环境智能化控制及减少温室内无效的土面蒸发具有重要意义。

扎龙湿地参照作物蒸散发估算的经验模型

湿地参照作物蒸散发量是湿地水量平衡的重要因素。本研究选取了扎龙湿地周边8个气象台站1961-2000年的历史数据,通过拟合经典的FAO56 Penman-Monteith模型,建立了估算扎龙芦苇湿地逐月参照作物蒸散发的经验模型。建模时考虑到各气象因子对潜在蒸散发的作用,尝试了不同的组合方式及拟合模型,最终采用月最高气温、月最低气温、月降雨量和月平均风速四个因子,建立了非线性e指数方程。该模型与Blaney-Criddle、Priestley-Taylor、Hargreaves等三个常用经验模型进行了比较,得到较好的结果。新建模型在各气象站的应用表明,能够显著逼近FAO56 Penman-Monteith模型结果,计算的逐月参照作物蒸散发具有理想的精度。

内蒙古不同类型草原区Hargreaves计算参考作物蒸散量的适用性分析

参考作物蒸散量是各种气象条件对作物需水量影响的综合反映,是草地管理和水资源评价的重要依据。本文选取内蒙古典型草原、草甸草原、荒漠草原6个气象站1971-2014年逐日的气象资料,以Penman-Monteith公式计算参考作物日蒸散量为标准,比较和分析了Hargreaves公式在内蒙古不同类型草原区的适用性,并按照草地类型、季节对Hargreaves模型进行订正。结果表明,与Penman-Monteith法相比Hargreaves法计算出的参考作物日蒸散量偏低,其日绝对偏差为0.539mm,日平均偏差为20.98%,夏季偏差较大,其他季节偏差相对较小;订正后其相关系数大大提高,由订正前的0.494~0.874提升为0.863~0.985,订正结果的绝对偏差和相对偏差均显著降低,月参考作物蒸散量的绝对偏差由订正前的38.82mm降低到5.84mm,相对偏差由36.79%降低为7.76%。非参数检验结果表明两种方法所模拟ET0无显著差异,其精度可以满足科研、生产等需要,在气象站点观测项目较少的我国草原区应用前景广阔。

青铜峡灌区参考作物蒸发蒸腾量与气象因子的灰色关联度分析

在收集了青铜峡引黄灌区5个气象站最近5年气象资料的基础上,应用1998年FAO修正彭曼—蒙特斯公式,计算出各站逐年的参考作物蒸发蒸腾量ET0;在阐述灰关联分析理论与计算方法的基础上,利用灰关联分析理论计算出各站各气象因子与ET0的灰色关联度并进行排序。分析结果表明:各气象因子对参考作物蒸发蒸腾量的影响都比较大,尤其是日照时数、平均最高气温和年平均风速对各站的影响相对较大,而最低气温、相对湿度和降雨对各站的参考作物蒸发蒸腾量的影响相对比较小。

网室内作物蒸散量的变化和影响要素研究

在香蕉种植网室内,研究了网室内外作物蒸散量和参考作物蒸散量的关系,以及网室内小气候变化对参考作物蒸散量的影响。研究结果显示,网室内参考作物蒸散量(ET0)和A级蒸发皿水面蒸发量分别比大田减少39%和42%,网室内香蕉树蒸腾量较网室外下降53%。网室内净辐射降低和风速减小是网室内香蕉树蒸腾量和参考作物蒸散量降低的主要原因,而网室内温度和饱和水汽压差变化对蒸散量的影响较小。建立了网室内参考作物蒸散量和网室内外水面蒸发量的关系,计算出该地区的A级蒸发皿系数为0.84。

基于SPAC系统的干旱区枸杞蒸腾耗水模拟与分析

以宁夏干旱区滴灌枸杞为研究对象,利用包裹式茎流计获取枸杞2015年全生育期(4-10月)树干液流实时数据,土壤墒情监测站及自动气象站获取同期枸杞根区土壤含水率及试验区气象数据;利用研究区内国家基准气象站点近10 a(2005年1月-2014年12月)日数据,计算得出枸杞生育期参考腾发量系列。构建干旱区枸杞蒸腾耗水与ET0及其与SPAC系统关键要素的模拟模型,为明晰枸杞耗水规律及其需水诊断提供支撑。结果表明:枸杞生育期树干液流量S与参考作物腾发量ET0呈显著正相关关系(P=0.01),并符合S=0.330 7 ET0-0.201(R2=0.822 1)的线性模型;与枸杞基径r、根区土壤含水率θ、太阳辐射Rs、温度T及饱和水汽压差VPD等参数也呈显著正相关关系(P=0.01),并符合多参数模型S4-10月=1.378 r+0.017θ+0.004 Rs+0.028 T+0.34 VPD-4.579(R2=0.693),模拟值与实测值误差为-5.80%~2.52%,累计平均误差分别为-0.93%(D=3.5 cm)及0.69%(D=2.6 cm),模拟精度较好。

淠史杭灌区中稻作物系数试验研究

[目的]计算淠史杭灌区中稻作物系数。[方法]利用中稻各生育期参考作物蒸散量和实际蒸发蒸腾量求得作物系数。[结果]淠史杭灌区参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5．1mm；作物实际蒸发蒸腾量抽穗开花期日平均最大为6．3mm，其次是拔节孕穗期，日平均为6．2mllq。拔节孕穗期作物系数为0．97-1．57，平均为1．33；其次是抽穗开花期为1.02～1.59，平均为1．3l。因此，拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻水分敏感期。在浅湿间歇的灌溉制度下，淠史杭灌区中稻作物系数与移栽后天数和积温具有较好的3次多项式关系，相关系数分别为0，9857和0．9932。[结论]该研究找出淠史杭灌区中稻需水敏感期，可为灌区水稻科学灌溉提供理论基础；构建作物系数曲线，可为淠史杭灌区中稻蒸散蒸腾量的计算提供科学依据。

基于“三温模型”的风沙采煤沉陷区柠条锦鸡儿灌丛蒸腾特征研究

长期以来,由于条件限制,野外条件下观测荒漠植物蒸腾十分困难。以毛乌素沙地采煤沉陷区柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)灌丛为研究对象,尝试采用“三温模型+热红外遥感”方法观测柠条锦鸡儿灌丛蒸腾速率及其影响因素,为观测植物蒸腾作用提供可靠的手段和思路。结果表明:①气温(T_(a))、太阳辐射(R_(s))和风速(V_(s))随测定时间呈先升高后降低的变化趋势,且在13∶00达到最大值;相对空气湿度(R_(h))则与之相反。②观测期内,柠条锦鸡儿灌丛日最大蒸腾速率可达0.71 mm/h,日蒸腾量可达4.6 mm。③太阳辐射和风速是显著影响毛乌素采煤沉陷区柠条灌丛蒸腾速率的主要气象因子。与传统监测方法相比,利用“三温模型+热红外遥感”非接触式、无损伤性测定柠条蒸腾速率具有可行性,准确度较高。研究结果可为采煤沉陷区修复植被适宜树种的筛选及水分管理提供方法学借鉴,同时为矿山恢复治理效果快速评估提供了一种技术思路。

采煤沉陷区生态修复树种蒸腾特征及能量收支

[目的]在改进蒸腾观测方法的基础上,对采煤沉陷区常见生态修复树种蒸腾特征及能量收支状况进行研究,为矿区生态修复工作中树种的选择和水分调控提供理论依据。[方法]选择采用“三温模型”+热红外遥感的方法在野外环境应用时的参考叶片类型,并对沙柳(Salix psammophila)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、柠条(Caragana korshinskii)3种植物的蒸腾特征进行测定,分析其蒸腾特征和蒸腾过程中的能量收支状况。[结果]①绿色卡纸可以在9:00—15:00时代替烘干植物叶片作为植物蒸腾测定时的参考叶片。②沙柳、沙棘、柠条的蒸腾速率日变化规律均为单峰曲线,最高瞬时蒸腾速率分别为0.57,0.61和0.71 mm/h,日蒸腾量分别为3.24,3.27和3.80 mm。③沙柳的h_(at)值(植物蒸腾扩散系数,用于评价植物水分亏缺状况)日变化规律为“单峰型”,柠条和沙棘则为“双峰型”,h_(at)日均值从大到小依次为:沙柳(0.18)>沙棘(0.11)>柠条(0.03)。④沙柳、柠条的显热通量(H)在15:00时小于0。[结论]沙柳、沙棘、柠条均可以通过冷岛效应向周围环境吸热用于蒸腾作用,降低环境温度。沙柳适合栽植于地势平坦,水分较为充足的地区。沙棘和柠条可以通过飞播的方式在人力难以到达和水分状况较差的地区进行生态修复。

不同参考温度取值对三温模型反演植被蒸腾精度的影响

参考温度的参数化过程一直是三温模型反演蒸散发及其蒸发、蒸腾组分的关键和难点。该研究基于典型城市草坪的波文比与热红外观测数据,对三温模型植被蒸腾子模型中涉及的输入变量进行敏感性分析和误差分析,确定对三温模型反演植被蒸腾精度最为关键的变量,而后量化和对比输入变量参数化方法对三温模型计算草坪蒸腾的影响,由此确定最佳的参考温度取值。结果表明:1)参考叶片温度选择为整个纸片温度的最大值时反演效果最好(R^(2)=0.91,均方根误差(RMSE)=0.078 mm·h;);2)采用植被冠层温度的最大值为参考温度时,直接假定了植被最高温度冠层蒸腾为0(实际存在一定的蒸腾速率),所以容易低估实际蒸腾量,造成三温模型反演精度略低于取值参考叶片温度最大值的方法,但反演效果仍然较好(R^(2)=0.87, RMSE=0.080 mm·h;)。因此,考虑到参考叶片设置的局限性,如果在实际应用中无法或者没有实际测量参考叶片温度时,使用植被最大温度为参考温度也可达到较好的反演效果。