SoilScope控制型蒸渗实验|叶面积气象因子修正双作物系数估算夏玉米蒸散量

本研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型，应用五道沟水文实验站叶面积指数（LAI）、气象因子以及土壤水分实测数据，对模型中的基础作物系数（Kcb）和土壤蒸发系数（Ke）进行动态修正，并基于Penman-Monteith（P-M）模型，确定参考作物蒸散量（ET0），进而估算夏玉米实际蒸散量（ETc），并以2018、2019年大型蒸渗仪实测ETc对估算值进行精度评价。应用修正双作物系数法估算夏玉米日ETc的决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）、模型效率系数（Ens）、平均绝对误差（AAE）。

��� 实验概述

试验于2018、2019年在蚌埠市五道沟水文实验站进行，海拔19.7m，作物以夏玉米、夏大豆和冬小麦为主，地下水埋深年变幅为1~3m，站内设有降水径流、潜水蒸发与蒸散发、人工降水、灌溉排水、水文气象全要素、作物与水关系6大研究内容。该地区属暖温带半湿润季风气候，夏季炎热多雨，冬季干旱少雨。降水量年际变化大，多年平均降水量为913mm，汛期为6—9月，全年约65%的降水发生在该时期。多年平均蒸发量为1183.3 mm，多年平均气温为15.3℃，研究区土壤平均体积质量为1.4 g/cm3，适宜作物生长的土壤质量含水率为18%~25%，田间持水率为28%~30%，凋萎含水率为10%~12%，土壤饱和含水率为38%~40%。

     五道沟大型称重式蒸渗仪是由北京澳作设计、安装的SoilScope控制型蒸渗实验系统

实验设施

试验以砂姜黑土区种植的夏玉米为研究对象，玉米实际蒸散量由五道沟大型称重式蒸渗仪测得，型号为FR101A的SoilScope生态观测控制实验系统(自动称重式地中蒸渗仪)，实测数据土柱横截面积4㎡，高度4m，土壤体积含水率1h测量1次，其他数据每10min记录1次。站内设有高精度气象站，每10min记录1次风速、净辐射、空气湿度等气象数据。

��� 结果与分析

修正后的双作物系数模型能较为准确估算各阶段夏玉米ETc，2018年1m地下水埋深下全生育期估算ETc的R2、RMSE、Ens和AAE分别为0.89、0.98 mm/d、0.86 和0.73mm/d；3m地下水埋深下分别为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分别为0.89、0.76 mm/d、0.89和0.58 mm/d；3m地下水埋深下分别为0.93、0.55 mm/d、0.92和 0.44 mm/d。

修正后的双作物系数实现了对夏玉米作物蒸腾与土壤蒸发的分别估算，2018年1m地下水埋深下作物蒸腾量和土壤蒸发量分别占ETc的72.75%和27.25%。3m地下水埋深下分别占ETc的71.03%和28.97%。2019年1m地下水埋深下作物蒸腾地下水量和土壤蒸发量分别占ETc的72.15%和27.85%。3m埋深下分别占ETc的70.27%和 29.73%。