本章向用户介绍标准的一种从气象数据计算参考蒸散量 (ETo) 的方法的必要性。推荐使用粮农组织 Penman-Monteith 方法作为确定参考蒸散量的唯一 ETo 方法。本章描述了该方法及推导过程所需的气象资料以及参考面的相应定义。
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式中,rs(体积)表面电阻[s m-1],
rl光照良好叶片的气孔阻力[SM-1],
LAIactive (阳光照射)叶面积指数 [m^2(叶面积)m-2(土壤表面)]
叶面积指数 (LAI) 是一个无量纲量,是其下方每单位面积土壤上的叶面积数(仅朝向上的叶片)。它表示为每平方米地面面积的平方米里占有的叶面积。活性 LAI 是对表面热量和蒸汽传递有积极贡献的叶面积指数。它通常是密集树冠的上部阳光照射部分。各种作物的 LAI 值差异很大,但许多成熟作物的值通常为 3~5。对于给定的作物,绿色 LAI 会在整个季节发生变化,通常在开花前或开花时达到最大值(图 8)。 LAI 还取决于植物密度和作物品种。
整体气孔阻力 rl 是单个叶片的平均阻力。这种抗性是作物特异性的,并且因作物品种和作物管理而异。它通常随着作物年龄增长并开始成熟而增加。然而,缺乏关于不同作物的 rl 随时间变化的综合信息。文献中关于气孔导度或阻力的信息通常来自于生理学或生态生理学研究。
气孔阻力 rl 受气候和可用水量的影响。 然而,一种作物对另一种作物的影响各不相同,不同的品种可能受到不同的影响。
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图 8 玉米作物生长季节有效(绿色)叶面积指数变化的典型表现
当作物受到水分胁迫并且土壤水分限制作物蒸散时,抗性会增加。 一些研究表明,气孔阻力在一定程度上受辐射强度、温度和蒸汽压不足的影响。 草参考表面的表面电阻推导在Box 5 中给出。
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REFERENCE SURFACE 参考作物种植的表面
为了避免出现每种作物和生长阶段都定义独特的蒸发参数,引入了参考作物种植表面的概念。各种作物的蒸散率通过作物系数与参考面的蒸散率(ETo)相关。
过去,已提出开放水面作为参考表面。然而,空气动力学、植被控制和辐射特性的差异对将 ET 与自由水蒸发的测量联系起来提出了很大的挑战。将 ETo 与特定作物联系起来的优点是结合了来自作物表面的 ET 所涉及的生物和物理过程。
草与紫花苜蓿一起,是一种经过充分研究的作物,就其空气动力学和表面特性而言,是全球公认的参考表面。因为对蒸汽扩散的阻力很大程度上取决于作物高度、地被、LAI 和土壤水分条件,所以参考作物的特征应该得到很好的定义和固定。
作物高度的变化导致粗糙度和 LAI 的变化。因此,相关的顶篷和空气动力阻力将随时间显着变化。此外,水分胁迫和地被覆盖程度对阻力和反照率都有影响。