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基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟

张淑杰 周广胜 李荣平

张淑杰, 周广胜, 李荣平. 基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟. 应用气象学报, 2015, 26(6): 695-704. DOI: 10.11898/1001-7313.20150606..
引用本文: 张淑杰, 周广胜, 李荣平. 基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟. 应用气象学报, 2015, 26(6): 695-704. DOI: 10.11898/1001-7313.20150606.
Zhang Shujie, Zhou Guangsheng, Li Rongping. Daily crop coefficient of spring maize using eddy covariance observation and its actual evapo-transpiration simulation. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(6): 695-704. DOI:  10.11898/1001-7313.20150606.
Citation: Zhang Shujie, Zhou Guangsheng, Li Rongping. Daily crop coefficient of spring maize using eddy covariance observation and its actual evapo-transpiration simulation. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(6): 695-704. DOI:  10.11898/1001-7313.20150606.

基于涡度相关的春玉米逐日作物系数及蒸散模拟

DOI: 10.11898/1001-7313.20150606
资助项目: 

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项 2015IAE-CMA05

国家自然科学基金重点项目 41330531

详细信息
    通信作者:

    周广胜, email: gszhou@cams.cma.gov.cn

Daily Crop Coefficient of Spring Maize Using Eddy Covariance Observation and Its Actual Evapo-transpiration Simulation

  • 摘要: 作物系数是计算作物蒸散量的关键参数。利用2006—2008年和2011年辽宁锦州玉米农田生态系统的涡度相关、气象、作物发育期及叶面积指数观测数据,分析不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数特征及其与叶面积指数的关系。研究表明:作物系数与玉米农田实际蒸散均呈单峰型变化,约在7月末至8月初达到最大值 (玉米开花吐丝期)。在此基础上,建立了不受水分胁迫条件下玉米逐日作物系数与叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平), 同时,采用积温表示的标准化生育期方法模拟相对叶面积指数,并建立了逐日作物系数与相对叶面积指数关系 (达到0.01显著性水平),解决了无叶面积观测地区玉米逐日实际蒸散量的计算。研究结果可为玉米农田用水管理以及灌溉措施的制定提供参考。
  • 图  1  4—9月玉米农田生态系统实际蒸散量 (ET) 和参考蒸散量 (ET0) 的比较

    Fig. 1  Comparison between maize actual evapotranspiration (ET) and reference evapotranspiration (ET0) from Apr to Sep in Jinzhou maize agricultural ecosystem

    图  2  2007年锦州玉米农田生态系统作物系数

    Fig. 2  Daily crop coefficient of Jinzhou maize agricultural ecosystem in 2007

    图  3  叶面积指数 (ILA) 与作物系数 (Kc) 的关系

    Fig. 3  Relationship between crop coefficient (Kc) and leaf area index (ILA)

    图  4  作物系数 (Kc) 与相对叶面积指数 (IRLA) 的关系

    Fig. 4  Relationship between crop coefficient (Kc) and relative leaf area index (IRLA)

    图  5  模型模拟值与观测值的比较 (a) 作物系数,(b) 实际蒸散量

    Fig. 5  Comparison between simulated and observed values (a) crop coefficient, (b) actual evapotranspiration

    图  6  模型模拟值与观测值逐日变化 (a)2008年作物系数, (b) 实际蒸散量

    Fig. 6  Daily changes of simulated and observed values (a) crop coefficient in 2008, (b) actual evapotranspiration

    图  7  2011年模型模拟值与观测值比较 (a) 作物系数, (b) 实际蒸散量

    Fig. 7  Comparison between simulated and observed values in 2011 (a) crop coefficient, (b) actual evapotranspiration

    图  8  2011年模拟值与观测值逐日变化 (a) 作物系数, (b) 实际蒸散量

    Fig. 8  Daily changes of simulated and observed values in 2011 (a) crop coefficient, (b) actual evapotranspiration

    表  1  模拟作物系数Kc与FAO推荐值及目前研究成果比较

    Table  1  Comparison of calculated Kc in present study with those values from FAO and other researches

    出处 玉米生育阶段 地区 ETET0观测及计算方法 (ET /ET0)
    初期 发展期 中期 后期
    本文 0.26 0.55 1.14 0.63 中国东北 EC/PM
    文献[28] 0.05 0.51 1.13 0.64 意大利波河河谷 EC/PM
    文献[29] 0.59 1.24 1.38 1.17 中国北部 Lys/Lys
    文献[30] 0.90 0.95 1.25 1.00 中国华北 Lys/Lys
    文献[31] 0.45 1.04 1.43 0.45 中国西北 Lys/PM
    文献[32] 0.42 1.45 1.3 中国华北 Lys/PM
    文献[27] 0.25 1.25 0.65 中国西北 Lys/PM
    文献[33] 0.61 0.85~1.00 1.02 1.07 中国西北 Lys/PM
    文献[34] 0.37 0.79 1.10 0.90 美国德克萨斯州 Lys/Lys
    文献[17] 0.30 1.20 0.35~0.60
    注:EC为涡度相关法, Lys为蒸渗仪法,PM为FAO Penman-Monteith法。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-05
  • 修回日期:  2015-06-26
  • 刊出日期:  2015-11-30

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