稻田双源蒸散模型研究

摘要

蒸散是地表水循环的重要组成部分，是土壤-植被-大气系统中重要而复杂的物理过程。包括土壤蒸发和植物蒸腾两部分。水是制约我国南方水稻生产的一个重要因素，稻田用水主要以蒸散消耗为主，在制定科学合理的灌溉计划中，较为准确的稻田蒸散模拟成为一项不可缺少的工作。 本文在水稻大田试验的基础上，研究了水稻棵间蒸发阻力参数，发展了适合稻田小气候特征的冠层阻力模型，以Shuttleworth-Wallace模型为基本构架，结合上述子模型，构建了适合稻田小气候条件的双源蒸散模拟模型。验证了双源模型和PM方程对蒸散估计的差异，并对双源模型各个阻力参数进行敏感性分析。本研究得到以下主要结论： (1)水稻不同生育期典型晴天的条件下，气孔阻力日变化规律相似，9:00-15:00之前变化平稳，15:00之后急剧增大。确定了粳稻和籼稻不同生育期的最小冠层阻力。应用Jarvis模型，发展了适合不同水稻品种不同水分处理下的冠层阻力模型。实测值和模拟值验证结果表明，上述冠层阻力模型有较好的可靠性。 (2)应用双源模型和PM方程模拟了稻田实际蒸散。双源模型的线性相关系数高于PM方程，RMSE低于PM方程。双源模型在冠层稀疏时蒸散估算结果更好，从而使水稻全生育期内总蒸散量模拟值与实测值更接近。 (3)敏感性分析结果表明，双源模型对阻力参数rcs和rss最为敏感，对rsa、raa敏感程度居中，对rca不敏感。rcs、rss两阻力参数对蒸散估算结果影响较大，应用已有经验关系式时，特别需要注意对这两阻力参数中经验系数的合理确定。

目录

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第一章引言

1.1本文的研究背景、目的和意义

1.2国内外研究进展

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3农田蒸散研究综述

1.3.1实际蒸散的测定方法

1.3.2实际蒸散的模拟方法

1.4蒸散研究存在问题

1.5本文主要研究内容

第二章研究思路及试验设计

2.1试验地基本情况

2.1.1南京试验区基本情况

2.1.2江西南昌县试验区基本情况

2.2.研究思路

2.2.1研究方法

2.2.2研究路线

2.3田间试验设计及观测

2.3.1南京水稻试验设计及观测

2.3.2江西南昌县水稻试验设计及观测

2.4试验期间作物生长状况及土壤水分状况

2.4.1作物株高、LAI、叶宽、土壤水分变化

2.4.2南京水稻试验干旱处理分层土壤水分变化

2.5蒸散模拟结果检验方法

第三章稻田双源蒸散模型阻力参数的确定

3.1冠层阻力参数的确定

3.1.1不同品种水稻叶片气孔阻力差异性分析

3.1.2冠层阻力参数的确定

3.2土壤表面蒸发阻力参数的确定

3.2.1干旱处理土壤表面蒸发阻力rss的确定

3.2.2水层处理水稻棵间蒸发阻力rss的确定

3.3双源模型其他阻力参数的确定

第四章稻田蒸散结果分析

4.1江西试验结果分析

4.1.1江西南昌县晚稻蒸散日变化

4.1.2江西南昌县晚稻蒸散模拟值与实测值的比较

4.2南京试验结果分析

4.2.1南京水稻蒸散日变化

4.2.2双源模型模拟日蒸散结果验证

4.2.3双源模型模拟土壤蒸发结果验证

4.3双模型对阻力参数变化的灵敏度分析

第五章结论与展望

5.1结论

5.2存在问题

5.3本研究的创新点

参考文献

致谢