通辽市参考作物腾发量变化及其影响因素分析

通辽市参考作物腾发量变化及其影响因素分析马飞华;段利民;张鹏凯【摘要】为了研究分析在气候变化条件下通辽市参考作物腾发量的变化特征及其影响因素, 本文以通辽地区1951―2014年的气象数据为基础, 采用FAO推荐的Penman-Monteith公式对该地区的参考作物腾发量进行推算, 分析其在年际间的变化趋势, 并选取主要气象影响因素进行参考作物腾发量的敏感性分析. 结果表明:(1) 通辽市多年平均参考作物腾发量为2.75mm·d-1, 年际间变化幅度相对较大, 1951―2014年的参考作物腾发量在3.28―2.32 mm·d-1内波动. (2) 该地区由于冬季处于冰冻状况, 导致季节间参考作物腾发量差距较大,冬季平均日参考作物腾发量仅为0.73 mm·d-1, 夏季高达4.36mm·d-1. (3) 选取的4个主要影响因素中, 日平均相对湿度的变动对参考作物腾发量的影响最大, 其次为日最高温度、日平均风速、日照时数.%In order to analyzes the variety characteristics and its influencing factors of reference crop evapo-transpiration under the condition of the climate change ,this paper based on the meteorological data of 1951-2014,using the Penman-Monteith formula promoted by FAO to calculate reference crop evapotranspiration in the region,analyzes its change trend between the inter nnual,and selected main meteorological factors to ana-lyzes the sensitivity of the reference crop evapotranspiration.The results show that:(1)the average amount of reference evapotranspiration is 2.75mm·d-1 in Tongliao city,between the inter annual variation is bigger,the amount of reference evapotranspiration in 1951-2014 change between 3.28 to 2.32mm·d-1. (2)because the winterin freezing conditions in Tongliao city ,lead to reference evapotranspirationquantity gap between sea-sons is bigger,the winter average daily amount of reference evapotranspiration is only 0.73mm·d-1,summer up to4.36mm·d-1.(3)in the four main factors were selected,changes in the daily average relative humidity affects the quantity of reference evapotranspiration is the largest ,followed by daily highest temperature ,daily average wind speed,sunshine time.【期刊名称】《吉林水利》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P5-8)【关键词】参考作物腾发量;通辽市;敏感性分析【作者】马飞华;段利民;张鹏凯【作者单位】通辽市水利规划设计研究院, 内蒙古通辽 028000;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院, 内蒙古呼和浩特 010018;通辽市台河口水利枢纽工程管理处, 内蒙古通辽 028000【正文语种】中文【中图分类】S274参考作物腾发量（ET0）不仅是作物需水量预测的主要依据，也是水量平衡和能量平衡的重要组成部分，对参考作物腾发量的研究一直以来是国内外学者的研究热点［1-3］。

参考作物腾发量的计算仅与气象要素相关，与作物种植种类和土壤利用类型无关［4］，因此在全球气候变化的大背景下研究参考作物腾发量的变化规律及其对气象要素敏感性的分析具有重要的实际意义［5-7］。

参考作物腾发量是一种假定的参考作物冠层腾发速率，国内外学者对参考作物腾发量做出了不同深度的研究，从宏观的变化规律分析到微观的影响因素敏感性分析［8-13］。

通辽地区一直以来受到水资源短缺的影响，近几年来由于降水减少，连年干旱，更是使得水资源匮乏成为了该地区经济发展的主要制约因素，本文以通辽地区64年气象数据为依据，分析该地区参考作物腾发量的年际变化特征并对主要影响因素进行分析，以期找出该地区参考作物腾发量的主导因子，为参考作物腾发量的变化趋势及估算方法提供参考，为作物需水量计算和生态环境保护提供技术支持。

2.1 研究区概况通辽市位于内蒙古自治区的东部地区，地处北纬42°15′-45°41′、东经119°15′-123°43′之间，属于我国东北地区。

通辽市年平均气温0-6℃，年平均日照时数3000小时左右，无霜期140-16-天，年平均降水量350-400mm。

2.2 研究方法2.2.1 参考作物腾发量的计算参考作物腾发量的计算具有多种方法，但经过不同学者多年的分析研究表明，Penman-Montei-th方法具有更优的计算结果，它可以很好的反映出作物蒸腾蒸发中的物理和生理过程，且能够与大气动力相关参数较好的结合［14-18］。

因此本文选用此方法以日为时段进行通辽地区的参考作物腾发量以及其对气象要素敏感性的计算与分析，公式如下：式中：ET0为参考作物腾发量（mm/day）；Rn为作物表面上的净辐射（MJ/m2·day）；G为土壤热通量（MJ/m2·day）；T为2m高处日平均气温（℃）；u2为2m处的风速（m/s）；es为饱和水汽压（kPa）；ea为实际水汽压（kPa）；Δ为饱和水汽压曲线的倾率；γ为湿度计常数（kPa/℃）。

2.2.2 参考作物腾发量的影响因素分析参考作物腾发量受多种因素的影响，为了得出各个因素的波动对参考作物腾发量的影响程度，即对参考作物腾发量进行敏感性分析，将影响因素分别进行-30%、-20%、-10%、-5%、5%、10%、20%、30%的变动，并将处理后的数据代入Penman-Monteith公式进行计算得到变化后的参考作物腾发量，通过分析不同变动引起的增量对参考作物腾发量进行影响因素分析。

3.1 参考作物腾发量的变化特征根据Penman-Monteith公式，由通辽地区64年的气象数据得出该地区的逐日参考作物腾发量值，进而得到平均参考作物腾发量年际变化曲线如下图1所示。

由图可以看出参考作物腾发量在年际间呈波动性，总体变化为上升趋势，但变化趋势不显著。

通辽地区多年平均参考作物腾发量为2.75mm· d-1，最大值出现在1980年，为3.28 mm·d-1；最小值出现在1954年，为2.32 mm·d-1，最小值占最大值的70.1%，参考作物腾发量在年际间的变化幅度相对较大。

图2为不同季节下平均日参考作物腾发量变化曲线，由图得知：通辽地区日平均参考作物腾发量在各个季节按照夏（6、7、8月）、春（3、4、5月）、秋（9、10、11月）、冬（12、次年1、2月）的顺序递减，由于该地区夏季高温多雨，冬季空气严寒，且处于冰冻状态，这种气候条件使得春季日参考作物腾发量高达4.36mm·d-1，冬季日参考作物腾发量约为0.73mm·d-1，仅占夏季值的16.6%。

夏、春、秋、冬的日平均参考作物腾发量分别为4.36mm·d-1、3.75mm·d-1、2.14mm·d-1、0.73mm·d-1，在全年参考作物腾发量中的比例分别为 34.2%、39.7%、19.5%、6.6%。

3.2 参考作物腾发量的影响因素分析本次以日最高气温、日平均风速、日平均相对湿度、日照时数4个因素作为研究对象，通过分析不同因素在相同幅度的变化时参考作物腾发量的变化值来对其进行敏感性研究，如图3所示。

由图可以看出通辽市参考作物腾发量对日平均相对湿度的变化最敏感，其次是日最高温度、日平均风速、日照时数。

其中，相对湿度与参考作物腾发量呈负相关关系，即随着相对湿度的增加，植物气孔中的水蒸气扩散难度增加，进而作物腾发量减少；日最高温度、风速和日照时数与参考作物腾发量间呈正相关关系，即日最高温度的增加加大了蒸发腾发的速率，使得参考作物腾发量增大；风速增加使得空气中水分子的速率加快，进而使得蒸发蒸腾能力加强，参考作物腾发量增大；日照时数的增加为蒸发蒸腾过程提供更多的能量，进而使得作物腾发量增大。

不同因素的变动引起参考作物腾发量的相对变化量详见表1。

1）通辽地区日平均参考作物腾发量在年际间变化呈波动性，且波动幅度相对较大，最大值为1980年的3.28 mm·d-1，最小值为1954年的2.32 mm·d-1，两者相差达到41.7%，根据64年的数据资料表明，该地区日平均参考作物腾发量呈现增加趋势，这与全球气温变暖的气候条件相符合。

2）对日最高温度、日平均风速、日平均相对湿度、日照时数这4个因素进行分析表明，通辽地区参考作物腾发量的影响顺序为：日平均相对湿度＞日最高温度＞日平均风速＞日照时数。

□【相关文献】［1］张淑杰，张玉书，隋东，等.东北地区参考蒸散量的变化特征及其成因分析［J］.自然资源学报，2000，25（10）：1750-1761.［2］曹雯，申双和，段春锋.西北地区近49年生长季参考作物蒸散量的敏感性分析［J］.中国农业气象，2011，32（3）：375-381.［3］ROBERT T，DANIEL L A，TERRY B，et al.Climate change 2001：synthesis report ［R］.Cambridge：Cambridge University Press，2001：1-46.［4］梁丽乔，李丽娟，张丽，等.松嫩平原西部生长季参考作物蒸散发的敏感性分析［J］.农业工程学报，2008，24（5）：1-5.［5］李春强，洪克勤，李保国.河北省近35年（1965-1999年）参考作物蒸散量的时空变化［J］.中国农业气象，2008，29（4）：414-419.［6］王昊，许士国，孙纋石.40a气候变化对扎龙湿地蒸散影响分析［J］.大连理工大学学报，2007，47（1）：119-124.［7］姚玉壁，王毅荣，李耀辉，等.中国黄土高原气候暖干化及其对生态环境的影响［J］.资源科学，2005，27（5）：146-152.［8］佟玲，康绍忠，粟晓玲.石羊河流域气候变化对参考作物蒸发蒸腾量影响的分析［J］.农业工程学报，2004，20（2）：15-18.［9］Axel T H.Spatial and temporal characteristics of potential evapotranspiration trends over China［J］.International Journal of Climatology，2000，20：381-396.［10］彭世彰，徐俊增.参考作物蒸发蒸腾量计算方法的应用比较［J］.灌溉排水学报，2004，23（6）：5-9.［11］Chattopadhyay N，Hulme M.Evaporation and potential evapotranspiration in India under conditions of recent and future climate change［J］.Agricultural and Forest Meteorology，1997，87：55-73.［12］王昊，许士国，孙纋石.40a气候变化对扎龙湿地蒸散影响分析［J］.大连理工大学学报，2007，47（1）：119-124.［13］Chen Shenbin，Liu Yunfen，Axel Thomas.Climatic change on the Tibetan Plateau：potential evapotranspiration trends from 1961-2000［J］.Climatic Change，2006，76：291-319.［14］R.K，GOYAL.Sensitivity of evapotranspiration to global warming：a case study of arid zone of Rajasthan（India）［J］.AgriculturalWater Management，2004，69：1-11. ［15］王素萍.近40a江河源区潜在蒸散量变化特征及影响因子分析［J］.中国沙漠，2009，29（5）：960-965.［16］FAO.Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements ［M］.Rome：FAO-Food and Agriculture Organization，1998.［17］刘晓英，李玉中，王庆锁.几种基于温度的参考作物蒸散量计算方法的评价［J］.农业工程学报，2006，22（6）：12-18.［18］刘倪，夏伟，吴晓蔚，等.几种参考作物蒸散量计算方法的比较［J］.河北科技大学学报，2009，30（1）：17-24.。