參考作物蒸發(fā)蒸騰量（ET-,0-）的初步檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)及輸入因子的響應(yīng)分析研究.pdf

1、參考作物蒸發(fā)蒸騰量(ET0)是國(guó)際通用的評(píng)價(jià)水資源和計(jì)算作物需水量的基礎(chǔ)，也是制定水法和國(guó)際河流水資源分配的依據(jù)。ET0值的計(jì)算研究目前已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化和普適性階段，由于我國(guó)缺乏ET0的實(shí)驗(yàn)研究，現(xiàn)階段我國(guó)ET0值的計(jì)算僅單純地停留在利用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)主要推薦的修正Penman(MP)、Penman-Motheith(PM)公式進(jìn)行計(jì)算或?qū)Ρ?，結(jié)果給ET0的計(jì)算值帶來(lái)許多不確定性，成為我國(guó)引進(jìn)中薄弱環(huán)節(jié)，本文分析了國(guó)外ET0研究最

2、新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，以半干旱地區(qū)-楊凌(偏濕潤(rùn))，參考作物(修剪苜蓿)為試驗(yàn)材料，于2005年，實(shí)施ET0實(shí)驗(yàn)率定及其相關(guān)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究，并以半干旱地區(qū)-呼和浩特(偏干旱)，1961～2003，43年長(zhǎng)系列氣象數(shù)據(jù)，對(duì)ET0值進(jìn)行長(zhǎng)系列的輸入因子的響應(yīng)基礎(chǔ)分析研究。獲得以下結(jié)論： 本文系統(tǒng)、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)成果，根據(jù)人工稱重lysimeter實(shí)驗(yàn)，對(duì)半干旱楊凌氣候區(qū)各種ET0計(jì)算公式的適應(yīng)性進(jìn)行了最新、系統(tǒng)地率定研究，并在實(shí)驗(yàn)率定中首次

3、引用美國(guó)工程師協(xié)會(huì)-環(huán)境與水資源機(jī)構(gòu)(ASCE-EWRI)(2005)推薦的最新ET0計(jì)算公式-標(biāo)準(zhǔn)ASCE-PM及其它計(jì)算公式，確認(rèn)在半干旱楊凌氣候條件下：初步確認(rèn)，以天為計(jì)算尺度時(shí)標(biāo)準(zhǔn)ASCE-PM公式優(yōu)于PM，PM公式優(yōu)于其他代表性公式；并探討以小時(shí)為計(jì)算尺度的應(yīng)用條件，做了較好的吸收消化，填補(bǔ)了我國(guó)在此方面的研究空白。 首次按PM及標(biāo)準(zhǔn)ASCE-PM公式的設(shè)定條件對(duì)參考作物(苜蓿)冠層阻力進(jìn)行深入、重點(diǎn)的率定研究，揭示了

4、參考作物冠層阻力值在全生育期的變化數(shù)值，指出生育中期實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果比較接近國(guó)外參考作物ET0值的設(shè)定條件(70s/m)，生長(zhǎng)前期與后期的rc值與設(shè)定值差異較大，并對(duì)同變化過(guò)程進(jìn)行了量化估算，并揭示了影響冠層阻力的主要因子是ET0值和空氣動(dòng)力阻力ra，確認(rèn)經(jīng)過(guò)使用新的rc值計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)測(cè)值。 對(duì)MP、PM及標(biāo)準(zhǔn)ASCE-PM公式做了簡(jiǎn)要的推證，指出三個(gè)公式的理論基礎(chǔ)均基于同一種原理，即：都是能量平衡和水汽擴(kuò)散原理，只是使用條件

5、的嚴(yán)格性及考慮因素有所不同。ET0計(jì)算公式的主要設(shè)定參數(shù)(如反射率、Angstrom公式中a、b值、兩種參考作物蒸發(fā)蒸騰量的轉(zhuǎn)換系數(shù)Kr值)進(jìn)行了研究計(jì)算，實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：生育中后期反射率變化比較平穩(wěn)，此期間計(jì)算值仍接近PM公式的設(shè)定值(0.23)，平均為0.237；作物生長(zhǎng)季節(jié)的不同，Angstrom公式中a、b值與國(guó)內(nèi)規(guī)范推薦的FAO值有所不同，應(yīng)專門(mén)計(jì)算作物生長(zhǎng)季節(jié)對(duì)應(yīng)時(shí)段的a、b值，不能簡(jiǎn)單地使用國(guó)際氣象組織推薦圖表內(nèi)的年均值。由

6、于國(guó)際上常用的參考作物有兩種：牧草和紫花苜蓿，為便于標(biāo)準(zhǔn)化，本文求得兩種參考作物蒸發(fā)蒸騰量的轉(zhuǎn)換系數(shù)Kr值，可進(jìn)行不同參考作物間的轉(zhuǎn)換計(jì)算。 文中分別對(duì)半干旱楊凌氣候區(qū)和呼和浩特氣候區(qū)的ET0計(jì)算公式中各輸入因子對(duì)ET0值的影響及程度進(jìn)行了深入地研究，認(rèn)為楊凌氣候區(qū)影響ET0計(jì)算值的主要因子是日照時(shí)數(shù)，其次為風(fēng)速、平均氣溫、相對(duì)濕度；呼和浩特氣候區(qū)，年平均氣溫增加2.1℃時(shí)，4～10月份ET0值增加3.9～5.2(％)，當(dāng)風(fēng)速增

7、加20％時(shí)，作物生育期內(nèi)(4～10月份)ET0，增加3.9～8.O(％)，春夏之交4～6月份ET0增加值占全生育期的61.9％，而相對(duì)濕度的改變對(duì)ET0值影響很小。呼和浩特地區(qū)平均年遞增的速率為0.049℃/年，長(zhǎng)期規(guī)劃與近期實(shí)時(shí)灌溉管理中，應(yīng)考慮升溫對(duì)ET0的敏感反應(yīng)，根據(jù)不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)水平年的要求，制定相對(duì)應(yīng)的灌溉制度。 為了從生理、生化機(jī)理上對(duì)參考作物蒸發(fā)蒸騰量影響研究，對(duì)應(yīng)于不同階段的水分虧缺處理，修剪苜蓿的累計(jì)產(chǎn)量和累

8、計(jì)蒸發(fā)蒸騰量均呈線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在O.979～0.987之間，采用多元線性回歸計(jì)算結(jié)果顯示：在8、9、10(含11)月份里，10(11)月份參考作物水分敏感程度最高，其次是9月、8月。參考作物(苜蓿)生育階段ET0值的變化趨勢(shì)與其大氣上界光合有效輻射(PAR)值的變化趨勢(shì)基本相反，實(shí)測(cè)ET苜蓿值的圖形與計(jì)算冠層頂部光合有效輻射(PARCAN)值的圖形十分相近，參考作物生育術(shù)期二者數(shù)值變化趨勢(shì)相反。采用多元線性回歸及因子分析對(duì)參比CO2

9、、濕度差、氣孔導(dǎo)度、光合速率與蒸騰速率的相互影響進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示：幾項(xiàng)因子對(duì)蒸騰速率影響的順序是一致的，最敏感的因子是濕度差，其次為氣孔導(dǎo)度、光合速率、參比C02。參考作物(苜蓿)生育期內(nèi)，每棵收獲量與其實(shí)測(cè)ET苜蓿的變化過(guò)程基本相近。這些研究均有利于從生理生態(tài)方面對(duì)ET0值的影響進(jìn)行初步地揭示。 本文有助于加強(qiáng)我國(guó)半干旱地區(qū)ET0值的應(yīng)用研究，并在率定研究方面有所創(chuàng)新，有助于引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)方法在我國(guó)消化吸收和推廣，并對(duì)學(xué)術(shù)前沿