农田水分蒸散计算方法的比较

本文采用波文比法;能量平衡法;空气动力学法和蒙蒂斯综合法计算了农田水分散失。并进行了比较。波文比在-0.4<β<0.4范围内,结果清楚地表明:(1)空气动力学方法的计算结果比波文比方法所得结果有偏小趋势(空气动力学方法计算中假设Kh/Kw=1);(2)能量平衡方法的计算结果与波文法的计算结果吻合的相当好,并且能量平衡方法的最大优点是不用观测湿度梯度,(3)蒙蒂斯综合法的计算结果与波文比法的结果也比较一致。文中就各种方法的误差也做了分析。     

基于遥感数据的蒸散量估算研究概述

遥感技术因其经济、适用、高效等特点,在蒸散量估算研究中的应用越来越广泛。本文研究和总结了常用的遥感估算蒸散量的方法,分析了各种模型和方法的特点,对几种常用遥感数据在蒸散发研究中的应用现状做了概述,归纳了目前遥感估算蒸散量的研究中存在的问题,展望了遥感估算蒸散量的趋势。     

Water balance and migration for maize in an oasis farmland of northwest China

Water balance and migration characteristics are vital to the establishment of an efficient irrigation management system. Based on the observed data including microclimate and growing parameters of maize from 2009 to 2012, actual evapotranspiration during the growth period was estimated by a combination of the FAO-56 crop coefficient approach and the Penman-Monteith model; the changes in soil water storage were estimated through the monitored water content at different depths from 0 to 3 m; the water content monitoring zone was divided into three sub-zones according to the water-balance characteristics of different soil layers and water monitoring data. On these bases, in combination of water-balance model, three aspects were analyzed： water-balance characteristics at different growth stages; water-balance characteristics in the three different sub-zones; and water-migration characteristics of ten sunny days following irrigation. These analyses revealed severe deep leakage under present irrigation management, which could be remedied by limiting onetime irrigation practices and increasing irrigation fre- quency. Additionally, some practical suggestions are provided for different growing stages.     

森林覆盖率在森林生长对气候干旱响应上的调节作用

基于归一化差值植被指数(NDVI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),探讨了森林生长对气候干旱的响应特征,并分析了森林覆盖率对这种响应的调节作用.结果表明,中国森林站点的森林生长对气候干旱的响应有正有负,正响应多分布于中国西南地区,在不同月份、不同时间尺度均有分布,负响应多分布于中国东南沿海地区,集中于冬、春季及短时间尺度干旱.进一步的研究发现,森林的覆盖率在森林生长对气候干旱的正响应上起着调节作用,不同等级的森林覆盖率会将森林生长对气候干旱的响应值限制在不同的范围内,随着森林覆盖率的增加,森林生长对气候干旱的响应最大值会逐渐减小.研究揭示了森林覆盖率在森林生长对气候干旱响应上的调节作用,有助于为森林管理提供一定的理论参考.     

甘肃张掖盆地区域蒸散量变化规律及其影响因素分析

表面能量平衡系统是应用卫星对地观测的可见光、近红外和热红外波段资料,结合实测气象数据或大气模式输出数据,根据表面能量平衡原理估算不同尺度的地表大气湍流通量,从而估算地表相对蒸散的一种方法.本文将水文数据与遥感数据相结合,对张掖盆地1990-2004年间的区域蒸散量进行了估算,统计了区域蒸散的年际变化规律,并对其影响因素进行了分析.结果表明：张掖盆地的区域蒸散量呈逐年升高的趋势,这种增长趋势与黑河中游莺落峡、正义峡间的耗水量增加,张掖地区人口、GDP的增长及农田用地的增加有着良好的相关性.但最直接、最主要的因素为盆地耗水量.     

基于机器学习的蒸散量插补方法

以黑河流域湿地、农田、草地、柽柳、胡杨林、混合林生态系统为研究对象,结合气象因子(净辐射、温度、土壤热通量、风速、相对湿度、土壤体积含水率),分别采用多元线性回归(MLR)、决策树(CART)、随机森林(RF)、支持向量回归(SVR)、BP人工神经网络(BPANN)、深度学习(DL)等方法对蒸散量进行插补。结果表明:(a)RF、SVR、BPANN、DL在各个生态系统的蒸散量插补精度均较高(R² = 0.8~0.93,R_MSE=21.730~41.731 W/m²,M_AE=12.153~26.129 W/m²),但SVR在柽柳、混合林生态系统的结果稍差于其他3种方法(R²降低了0.01~0.02),MLR插补精度最差(R² =0.6~0.7),CART结果介于之间(R² = 0.78~0.9)。(b)加入土壤体积含水率能一定程度提升模型插补的精度(R²提高了0.01~0.06)。(c)利用建立的插补模型去插补其他年份的蒸散量,发现其精度有不同程度的下降。综合考虑模型的精度和稳定性,RF、BPANN、DL对于蒸散量的插补具有较高的精度,同时加入土壤体积含水率可以提高模型插补的精度。     

城市绿地生态系统蒸散的研究进展

在城市化过程中,城市绿地的规划和建设在不断完善,已逐渐形成具有城市特色的绿地生态系统.该生态系统具有美化环境、净化空气和减少噪音等方面的生态功能,对城市更新和人体健康有重要的作用.城市绿地的生态和水文过程是研究绿地生态系统功能的重要因素,尤其是蒸散作为生态过程和水文过程相互作用机制的重要环节,在城市绿地生态水文研究中具有重要意义.文章从城市绿地生态系统的研究内容、研究尺度、研究方法及对国内外研究进展和未来研究方向等方面进行了综述;提出在城市绿地生态系统生态水文研究中,应该把尺度转换问题作为城市绿地生态系统蒸散研究的主要问题之一;同时提出将城市绿地生态系统的水文过程和生态过程在空间和时间上加以整合,揭示影响绿地生态系统蒸散各因子之间的相互作用机制,也是城市生态水文学迫切解决的科学问题之一;最后,对未来应加强城市绿地生态系统蒸散和暴雨内涝的相互作用机制研究、重视不同尺度的城市绿地生态系统水文过程的长期定位观测及绿地的功能布局对人类健康的影响研究进行展望.     

基于线性双源遥感蒸散模型的作物估产——以河套灌区为例

为探究干旱与半干旱地区作物生育期用水,估算作物产量和优化配置作物灌溉制度,以河套灌区为研究对象,基于Landsat 8遥感影像数据提取一定时序植被指数监测主要农作物种植结构,利用MODIS数据及改进线性双源遥感蒸散模型,预测研究区作物在不同生育期蒸散量并使用常用水分生产函数模型进行主要作物玉米估产分析。结果表明：研究区近年来作物种植面积相对稳定,其中玉米种植量最多,葵花其次,小麦最少;研究区玉米在初期、中期、旺盛期和末期4个生长阶段平均日蒸散分别为2.0、3.09、4.2和2.79 mm/d,R²分别为0.660 1、0.761 7、0.770 1和0.721 9;水分生产函数估产模型中Stewart模型在研究区模拟效果较好,其中临河区2016年玉米估产量为11 018.5 kg/hm²,相对误差为6.82%。该研究可作为干旱区作物生育期监测及估产的重要方法之一,为灌区科学灌溉提供依据。     

CO2浓度升高对冬小麦叶片特性及蒸散影响研究初报

利用开顶式气室(OTC)设置不同CO2浓度处理,观测分析了CO2浓度升高对冬小麦叶片特性与蒸散的影响。结果表明,CO2浓度增加100%、50%和25%后冬小麦叶面积指数(LAI)、叶重、厚度及蒸散量均有不同程度的增加。其中,在叶片发育最旺盛的抽穗期LAI和叶重分别增加23%、11.4%、5.6%和21.3%、9.4%、4.3%;抽穗后,冬小麦平均旗叶面积和叶厚分别增加25.1%、8.4%、4.1%和12.9%、8.8%、7.5%;而旗叶叶绿素无明显变化;蒸散量在拔节-孕穗期略有增加,在孕穗-抽穗期分别增加33.8%、26.8%、11.9%,在开花-乳熟期分别增加了44%、23.9%、8.3%。可见,CO2浓度增加有利于冬小麦生物量的积累,但同时增加了农田生态系统的耗水量。