考虑土壤水分层的SW模型对果园蒸散发的过程模拟

为改善黄土高原地区苹果树生产的缺水状况,准确量化苹果树日尺度蒸散发以指导果园用水管理,选取咸阳市淳化县马家镇苹果园为研究对象,利用加入了土壤水分层模块的SW(Shuttleworth-Wallace)模型对果园进行日尺度的蒸散发模拟,同时计算果园水分利用效率。结果表明:加入土壤水分层模块后的SW模型模拟值与实测值相关系数R^(2)=0.78,RMSE=0.63;果树蒸腾T和蒸散发ET在4-10月份呈现先增大后减小的趋势,7月份果树蒸腾量T最大为46.64 mm;水分利用效率WUE在4月份达到最高值,5-9月的WUE较低;每单位水蒸腾和蒸发产生的干物质质量GPP从3月到10月份呈现先增大后减少的趋势,在9月达到最大值32.11 g/m^(2)。总体而言,加入土壤水分层模块的SW模型可以实现果园日尺度蒸散发的模拟,综合考虑各项指标变化,应在果树关键生育期6-8月份保证水分的供应。

玉米蒸散发变化的归因——基于贝叶斯原理参数优化的双源模型

蒸散发(ET)变化的归因分析对理解蒸散发的控制机理具有重要意义,是建立可靠的蒸散发模型和预测蒸散发变化的基础。通过贝叶斯方法,用差分进化自适应都市(DREAM)算法对双源蒸散发模型(SW)参数优化,使其模拟值与在玉米农田中获得半小时ET观测值达到最佳模拟效果。然后将涡度相关法与SW模型相结合,利用泰勒偏微分方程定量评估了黑河流域大满站玉米区域气候和植被变量对土壤蒸发(ET_(s))和植物散发(ET_(c))的相对贡献。与2016年相比,2017和2018年平均ET_(s)分别增加了2.56 W/m~2和72.90 W/m~2,2017年ET_(c)增加了24.41 W/m~2,2018年减少了13.38 W/m~2。2017年和2018年土壤表面可用能量(A_(s))对ET_(s)变化的贡献分别为124%和95.4%,冠层阻力(r_(s)^(c))对ET_(c)变化的贡献分别为68.8%和71.9%。参数优化后的SW模型与实测值拟合良好,能够反映ET的动态变化。ET的年际变化受气候和植物的复杂相互作用的影响,A_(s)和饱和水汽压差是驱动ET_(s)年际变化的主要因子,而冠层上方可用能量和r_(s)^(c)是驱动ET_(c)年际变化的主要因子。