不同冠层阻力模型对冬小麦返青-成熟期蒸散量估算的影响

蒸散量是农田水循环的重要组成部分,其准确估算对精准灌溉及农业节水具有重要意义.Penman-Monteith(P-M)模型是常用的估算方法之一,但冠层阻力/表面阻力的准确表达一直是应用中的难点.选取常用的7种冠层阻力模型,根据北京市顺义区2a(2020年和2021年)的波文比实测结果,对不同模型模拟的小麦冠层阻力及P-M估算的小麦蒸散量进行比较,并进一步分析影响小麦冠层阻力的主要因子.结果表明,7种模型均低估了小麦冠层阻力,同时高估了蒸散量.总体而言,Todorovic模型(TD)模拟效果最好,其模拟的冠层阻力和蒸散量的R2均大于0.605,平均偏差(MBE)分别为-82.8s·m-1和10.4W·m-2,相应的均方根误差(RMSE)分别为254.4s·m-1和33.5W·m-2;其余6种模型表现均较差,所模拟的冠层阻力R2仅0.113～0.241,MBE和RMSE在-236.4～-61.3s·m-1、277.2～373.8s·m-1;基于6种模型模拟阻力得到的小麦蒸散量与实测值的R2在0.046～0.184,MBE和RMSE分别在44.5～97.4W·m-2、81.4～147.9W·m-2.7种模型模拟效果排序为 TD＞FAO56-PM＞Katerji-Perrier(KP)＞Garciá-Santos(GA)＞idso(IS)＞Jarvis(JA)＞CO.相关分析表明,净辐射(Rn)对小麦冠层阻力的影响最大,气温(Ta)和冠层温度(Tc)对其影响最小,各因子影响力大小表现为Rn＞叶面积指数(LAI)＞相对湿度(RH)＞饱和水汽压(VPD)＞土壤水分(θ)＞冠气温差(ΔT)＞Tc＞Ta.这一结果较好地解释了 TD模型的良好普适性,既考虑了 Rn、VPD、ΔT等影响冠层阻力的关键因子,且不含待校正参数,使用方便.