SoilScope控制型蒸滲實(shí)驗(yàn)|葉面積氣象因子修正雙作物系數(shù)估算夏玉米蒸散量

本研究基于FAO-56推薦的雙作物系數(shù)模型，應(yīng)用五道溝水文實(shí)驗(yàn)站葉面積指數(shù)（LAI）、氣象因子以及土壤水分實(shí)測數(shù)據(jù)，對(duì)模型中的基礎(chǔ)作物系數(shù)（Kcb）和土壤蒸發(fā)系數(shù)（Ke）進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，并基于Penman-Monteith（P-M）模型，確定參考作物蒸散量（ET0），進(jìn)而估算夏玉米實(shí)際蒸散量（ETc），并以2018、2019年大型蒸滲儀實(shí)測ETc對(duì)估算值進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。應(yīng)用修正雙作物系數(shù)法估算夏玉米日ETc的決定系數(shù)（R2）、均方根誤差（RMSE）、模型效率系數(shù)（Ens）、平均絕對(duì)誤差（AAE）。

??? 實(shí)驗(yàn)概述

試驗(yàn)于2018、2019年在蚌埠市五道溝水文實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，海拔19.7m，作物以夏玉米、夏大豆和冬小麥為主，地下水埋深年變幅為1~3m，站內(nèi)設(shè)有降水徑流、潛水蒸發(fā)與蒸散發(fā)、人工降水、灌溉排水、水文氣象全要素、作物與水關(guān)系6大研究內(nèi)容。該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季干旱少雨。降水量年際變化大，多年平均降水量為913mm，汛期為6—9月，全年約65%的降水發(fā)生在該時(shí)期。多年平均蒸發(fā)量為1183.3 mm，多年平均氣溫為15.3℃，研究區(qū)土壤平均體積質(zhì)量為1.4 g/cm3，適宜作物生長的土壤質(zhì)量含水率為18%~25%，田間持水率為28%~30%，凋萎含水率為10%~12%，土壤飽和含水率為38%~40%。

     五道溝大型稱重式蒸滲儀是由北京澳作設(shè)計(jì)、安裝的SoilScope控制型蒸滲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)設(shè)施

試驗(yàn)以砂姜黑土區(qū)種植的夏玉米為研究對(duì)象，玉米實(shí)際蒸散量由五道溝大型稱重式蒸滲儀測得，型號(hào)為FR101A的SoilScope生態(tài)觀測控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(自動(dòng)稱重式地中蒸滲儀)，實(shí)測數(shù)據(jù)土柱橫截面積4㎡，高度4m，土壤體積含水率1h測量1次，其他數(shù)據(jù)每10min記錄1次。站內(nèi)設(shè)有高精度氣象站，每10min記錄1次風(fēng)速、凈輻射、空氣濕度等氣象數(shù)據(jù)。

??? 結(jié)果與分析

修正后的雙作物系數(shù)模型能較為準(zhǔn)確估算各階段夏玉米ETc，2018年1m地下水埋深下全生育期估算ETc的R2、RMSE、Ens和AAE分別為0.89、0.98 mm/d、0.86 和0.73mm/d；3m地下水埋深下分別為0.93、0.62mm/d、0.94和0.57mm/d；2019年1m地下水埋深下全生育期估算ETc的R2、RMSE、Ens和AAE分別為0.89、0.76 mm/d、0.89和0.58 mm/d；3m地下水埋深下分別為0.93、0.55 mm/d、0.92和 0.44 mm/d。

修正后的雙作物系數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)夏玉米作物蒸騰與土壤蒸發(fā)的分別估算，2018年1m地下水埋深下作物蒸騰量和土壤蒸發(fā)量分別占ETc的72.75%和27.25%。3m地下水埋深下分別占ETc的71.03%和28.97%。2019年1m地下水埋深下作物蒸騰地下水量和土壤蒸發(fā)量分別占ETc的72.15%和27.85%。3m埋深下分別占ETc的70.27%和 29.73%。