大型称重式蒸渗仪测定的冬小麦农田的蒸散规律研究

次 数 据 ， 量精 度 为 ０ １ｍ 测 ． ｍ。试 验站 内设 有 自动气
２ｍ 高 ２ 均 风 速 （ ／ ） Ｖ Ｄ为 ２ ｍ 高 的饱 和 ４ｈ平 ｍ ｓ ；Ｐ
水汽 压与 实 际水 汽 压 的 差 （ Ｐ ） △ 为 饱 和 水 汽 压 ｋａ ；
象 站 ，每天 进行 气 温 、 度 、 湿 降水 、 高 的风 速 、 ２ｍ 太
重要。
生产 ， 制订合 理 的作 物 灌溉 制 度 以及 区域灌 溉 需 水
量计 划 ， 已经 成 为有 效 利 用水 资源 和 制 订 区域 水 资 源利用 规划 的关键 环 节 ～ 。而作 物蒸 散量 是制 定 区域 灌溉 量 的基 本 依 据 。 因此 作 物 蒸 散 量 的准
壤 水 分 亏 缺 严 重 ， 物 蒸 散 量 增 加 速 率 有 所 下 降 。 ） ｅ ｍ ｎＭｏ ｔ ｔ 作 ２ Ｐ ｎ ａ — ｎｅ ｈ法估 算 的 实 际蒸 散 量 比蒸 渗 仪 实测 值 略 高 ， ｉ 怛
两者 的相 关 关 系较 好 。 ） 回 归分 析 ， 境 因子 对 冬 小 麦 宾 测 蒸 散 量 影 响 的 大小 顺 序 为 ： 辐 射 ＞空 气 相 对 湿 度 ＞ ３经 环 净
汪 秀敏 ，申双 和 ，韩 晓梅 徐 延 红。 ，
（ 南 京 信 息 工程 大学 江 苏 省 农 业 气 象 重 点 实 验 室 ， 京 ２ ０４ ；２ 南 京 信 息工 程 大 学 应 用 气 象 学 院 ， １ 南 ｌ０ ４ ． 南京 ２０ ４ ） １０ ４
摘 要 ： 用 大 型称 重 式 蒸 渗仪 实 测 数 据 ， 冬 小 麦 蒸 散 耗 水 规 律进 行 研 究。 果 表 明 ： ） 利 对 结 １ 冬小 麦 的 目蒸 散 量 变化 曲线 呈 单 峰 型 ， 中午 大 ， 晚小 。 散 量在 分 蘖 期 出现 小 峰 值 ， 后 逐 渐 降 低 ， 青 后 又 不 断增 大 ， 孕 穗 期 土 早 蒸 此 返 在
的 主 要 方 法 包 括 区 域 水 量 平 衡 法 、 曼 法 、 补 相 关 彭 互
本试验于２ １年１月－ ０ １ 月在南京信息 丁程 ００ ０ － １年５ ２
大学农 业 气 象 试 验 站 内完 成 。 陔 站 位 于 １８ ８ Ｅ、 ．。 １ ３ ． 。 属 于亚 热 带 季 风气 候 区 ， 年 平 均 降 水 量 ２ ０ Ｎ， 多 １ ０ ｉ， １ ０ｍｌ 年平 均气 温为 １ ． ｌ ５ ６℃ 。该试 验 地势 平 坦 ， ｍ 土层 的 田间 持 水 量 为 ３ ％ ， 萎 含 水 量 为 １ ０ 凋 １％ （ ０ 以上 均 为容积含 水 量 ） 在试 验 中 间安 有 大 ，
当０ ＜Ｓ ＜０ ， 壤 水 分供 应 不 充 足 ， 散受 土 时 土 蒸
壤 水分 的影 响 。
仪测 定 时段 始 、 末土 壤含 水量 ； Ｐ为 测定 时 段 内 的降 水 量 ； 为 测定 时段 内的灌 溉水 量 ， ， 单位 均为 ｍｍ。
２ ２ 模 拟 实际 蒸散 量的计 算 ．
数 据 由 自动气 象站提 供 。
土壤 水 分 资 料 的观 测 方法 ： 用 蒸 渗仪 自带 的 利
采 集 器来 获得 土壤 水分 数据 ， 定 时 间 间隔 为 每 １ 测 ０
ａ ｎ一 ｒｉ 次 ， 定 的 土壤 深 度 有 １ 、０ ３ 、０ ５ 、０、 测 ０ ２ 、０ ４ 、０ ６ ８ ０和 １０ ｃ 本 文选用 的是 ４ ｍ 的土壤 含水 量 资 ０ ｍ， ０ｃ
确估 算是个 值 得探讨 的 问题 。
１ 方法 与 资 料
本文 以冬 小 麦 为研 究 对象 ， 以大 型 称重 式 蒸 渗
目前 确 定 作物 蒸 散量 的实 测 法 主要 有 遥感 法 、 热量 平衡 法 、 涡度相 关 法 、 渗 仪 法 、 文 比能量 平 蒸 波 衡法 和空 气 动力 学 法 等 。其 中 ， 型 称 重式 蒸 大
ＥＴｏ ＝ ：—
—
！： ： ： 二
９ ０ ０
竺… （） ３
冬小 麦生 育期 间 的实 际蒸散 量 由大型 称重 式蒸
渗 仪 （ 州干 旱气 象研究 所 造 ） 定 ， 有 效蒸 散 面 兰 测 其
积为 ４ ０ ｍ ， ． 原状 土柱 深 ２ ６ｍ， １ｈ 自动采集 一 ． 每 式 中 ： 为 作物 冠 层 净 辐射 （ Ｊ （ ・ ） ； Ｒ Ｍ ／ ｍ ｄ ） Ｇ为 土 壤热 通量 （ ／ ｍ ・ ） ； ＭＪ （ ｄ ） Ｔ为平 均气 温 （ ） Ｕ ℃ ； 为
土 壤 温度 ＞空 气温 度 ＞ ０ ｃ 土壤 含 水 量 ＞风速 ； 立 了几 个 经 验 模 型 ， 供 作 物 蒸 散 量 的 估 算 。 ４ ｍ 建 可 关 键 词 ：蒸 散 量 ； 型 称 重 式蒸 渗 仪 ； ｅ ｍ ｎＭｏ ｔ ｔ ； 境 因 子 大 Ｐ ｎ ａ — ｎｅ ｈ 环 ｉ 中图 分 类 号 ： １ １ ４ Ｓ ６ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３— １ ８ ２ １ ） ４— ０ ４— ５ １７ ７ ４ （ ０ １ ０ ０ １ ０
４月 ７日（ 天 ） 这 两 天都 处 于拔 节一抽穗 期 ， 其 阴 ， 且
间只 间 隔几天 ， 冬小 麦生 理指标 的差异 可忽 略不计 。
由这 两天蒸 散 量时 变化 （ １ 可 以看 出 ： ） 天 的 图 ） １两 日内蒸散 量变 化趋 势 基本 一致 ， 日变 化 曲线 均 为 单 峰型 。蒸 散量 都 是 从 ０ ７时左 右 开 始 增 大 ， 中午 １ ４
引 言
蒸散量 是指农 田土壤蒸 发 和植物蒸 腾 的总耗 水 量 ， 是农 田水 分平 衡 的重 要 组成 部 分 。针对 农 业 它
究 发现 ， 气温 度 、 空 日照 和 风 速 是 蒸 散 量 的 主 要 影 响
因子。刘 国水等 ” 认为 ， 同时 间 和空 间尺 度 的蒸 不 散 量与净 辐射 的相 关关 系均较好 ， 与相 对湿 度 、 但 气 温度 和风速 的相 关关 系随尺 度变化 而 变化 。 目前 大 多数学 者 只考 虑 了气 象 因 子 对 作 物 蒸 散 量 的影 响， 而作 物 的 下 垫 面 条 件 对 蒸 散 量 的 影 响 也 至 关
＝
。
ｋ ×ｋ ×Ｅ ｏ Ｔ
（） ２
其 中 ： 为农 田实 际蒸 散 量 ， 位 为 ｍ Ｅ 单 ｍ；ｋ 为 土 壤湿 度 系数 ， 为作物 系 数 ； Ｔ ｋ Ｅ ｏ为参 考 蒸 散 量 ， 单
位为 ｍ Ｅ 为潜在蒸散 量 ， 位 为 ｍ ｍ； 单 ｍ。ｋ 是 与
冬 小 麦生 长 阶段具有 代表 性 的 ４月 １ ２日（ 晴天 ） 和
仪实测 数据 为依据 ， Ｐ ｎ ｎＭｏ ｔ ｔ 估算 的实 对 ｅｍａ — ｎｅ ｈ法 ｉ
际蒸散 量进 行验证 ； 探求 冬小 麦 的 蒸 散耗 水 规 律 及 其影 响 因素 ， 建立 了几 个简单 的经验模 型 ， 以期更 方 便地 估算作 物 的蒸散量 ， 高农 田水分 的利 用效 率 提
萎湿度（ ｍｍ） 当 Ｓ ≥０ 时 ， 。 土壤 水分 供 应充 足 ， 蒸 散 已不受 土壤水 分 的影 响 ， 此时 ｋ ＝１ 这 种情 况 只 ， 有 在 出现较 大 降雨过 程 时才会发 生 ， 不予考 虑 ； 故 而
式 中 ： 为作 物 的 实 际蒸 散 量 ； ，Ｅ 分 别 为 蒸 渗 Ｅ Ｅ 、：
２ 计 算 方 法
２ １ 蒸渗 仪法 实 际蒸散 量 的计 算 ． 蒸 渗 仪是 根据水 量 平衡原 理设 计 的一种 用来 测 量农 田水 文循 环各 主要 成分 的专 门仪器 。其 水量 平
衡 方程 为
Ｅ １ １ Ｅ ＋Ｐ＋， Ｔ ＝Ｅ 一 ２ （） １
其 中 ： 是 土壤 湿 度 系数 ； 为测 算 时段 内的平 均 Ｓ 土壤 含水 量 （ ｍｍ） ０ 田间 持水 量 （ ｍ） ０ 为 凋 ； 为 ｍ ；
１ １ 试 验 布 置 ．
渗仪 由于精度 较高 ， 理论 较为成 熟 ， 常可 作 为检验 其
他估 算 蒸散 量 方 法 的 标 准 。从 ２ 世 纪 ５ ０ ０年 代 开
始， 该法 在 国内外得 到较 为广 泛 的运用 ， 常用来 确 通 定需 水 量 。 、 算 作 物 系 数 、 。 估 。 比较 不 同 的作 物 估 算 方法 和模 拟 水 分 蒸 散 等 ” 。估 算 作 物 蒸 散 量
２ ２ ２ 土 壤湿 度系数 的计算 ．．
研 究 表 明 ， 物蒸 散 与 土壤 中的有 效水 分 含 量 作 有关 ， 土壤 湿度 系数 可 表 示 为相 对 有 效 土壤 湿 度 的
料 。土 壤 水 分 资 料 中 还 包 括 田 间 持 水 量 和 凋 萎
湿度。
函数 ， 即
ｋ ： ｆ ４
第４ 期
汪 秀敏 等 ： 大型 称 重式 蒸渗仪 测 定的冬 小麦农 田的 蒸散 规律研 究
１ ５
度 和 施 肥 与 蒸 渗 仪 外 田地 一 致 ， 年 ５月 ２ 日 次 ６
收获 。 １２ 数 据 来 源 ．
的 Ｆ ０ ６Ｐ ｎ ａ — ｎｅ ｈ式 ， 计算公 式 为¨ Ａ ５ ｅ ｍ ｎＭｏ ｔ ｔ ｉ 其
收 稿 １ ：０ １ ７—１ 修 订 日期 ：０ １— ９—１ ３期 ２ １ —０ ９； ２１ ０ ４
型称重 式蒸 渗仪 。供试 小麦 品种 为 宁麦 １ ， 种 时 ６播
间为 ２ １ ０ ０年 ｌ Ｏ月 ２ 日， 种量 为 １ ｇ６ ７ 密 ９ 播 ０ｋ ／ ６ ｍ ，
基 金项 目 ： 益 性 行 业 （ 公 气象 ） 研 专 项 （ Ｙ ２ １０ ０３ 资 助 科 Ｇ ＨＹ ０ １６４ ） 作 者简 介 ： 秀敏 （９ ８ ， ， 苏 启 东 人 ， 士 研 究 生 ， 要 从 事 农业 气 象 研 究 Ｅ ｍ ｉ： ｉｇ ｎ２ ０２ ０ ＠ｙｈｏｃｍ・－ 汪 １８ 一） 女 江 硕 主 － ａ ｍｎｍｉｇ０ ５ １０ ａ ｏ ｏ ｃ ｌ ｎ
法 等 。估算法 以理论 模 型 为 依 据 ， 过 对参 数 的 改 通
进 计算 作物 蒸散量 ， 方法成 本 较低 ， 其 精度受 模 该 但 型参 数 的影 响 ， 借助 实测 数据 的验 证 。 。 需 。 。
另外 ， 环境 条件对 作 物蒸散 量 的影 响不可 忽视 ， 国内外很 多 学 者 已对 其 进 行 研 究 。徐 凤 梅 等 ” 研
３ 结 果 分 析
３ １ 不 同天气 条件 下的蒸 散量 的变化 ． 利用 大 型 称 重式 蒸 渗仪 的实测 值 ， 以精 确 地 可
刻 画 出冬小 麦 日内每小 时的蒸散 量变化 趋势 。选 取
根 据 彭曼 蒸散 理论 ，农 田实 际蒸 散量 可 用下 式
表征 ：
ＥＴ ＝ ｋ × ＥＴ
阳辐 射 、 压 和地 温等 常规气 象观 测 ， 据 采集 间隔 气 数
是 每 １ ｎ一次 。 ０ｍｉ
曲线 的斜率 （ Ｐ ／Ｃ） ｙ为 干 湿表 常 数 （ ｋａ ￣ ； 以上 各 要
素计 算公 式 略 ） 。每 天 的气 温 、 度 、 水 、 高 温 湿 降 最
度 、 低 温度 、 最 风速 、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阳辐射 、 压等 常规气 象观 测 太 气
第 ３ ４卷
第 ４期
气 象 与 环 境 科 学
Ｍ ｅｅ ｒ ｌｇｃ ｌａ ｖｒ ｎ ｎｔｌＳ ｉｎ ｅ ｔ ｏ ｏｏ ｉａ ｎｄ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ａ ｃｅ ｃ ｓ
ＶＯ ． Ｎ（． １ ３４ ）４ ＮＯ ． ０１ Ｖ２ １
２１ ０ １年 １ １月
大 型 称 重 式蒸 渗 仪测 定 的冬 小 麦农 田的蒸 散 规律 研 究