基于修正PM模型的水分胁迫下柑橘树蒸腾速率模拟研究

作     者：高文杰 董晓华 赵文义 李璐 马耀明 夏志恺 GAO Wenjie;DONG Xiaohua;ZHAO Wenyi;LI Lu;MA Yaoming;XIA Zhikai

作者机构：湖北省水电工程智能视觉监测重点实验室(三峡大学) 水电工程智能视觉监测宜昌市重点实验室(三峡大学) 三峡大学水利与环境学院 三峡库区生态环境教育部工程研究中心 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室 

出 版 物：《灌溉排水学报》 (Journal of Irrigation and Drainage)

年 卷 期：2023年第42卷第12期

页      面：15-21页

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室建设(2019ZYYD007) 2020年度水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室(三峡大学)开放基金重点项目(2020SDSJ03) 湖北省教育厅科学技术研究项目(Q20221209) 第二次青藏高原科学考察与研究项目(2019QZKK0103) 

主　　题：蒸腾速率 水分胁迫 Penman-Monteith模型 冠层阻力 空气动力学阻力 气孔导度 

摘      要：【目的】利用修正Penman-Monteith(PM)模型对土壤水分胁迫条件下的柑橘树蒸腾速率进行模拟。【方法】基于2022年6—7月的气象数据、红外温度、叶片气孔导度及实测柑橘树蒸腾速率，对PM模型中的关键参数（冠层阻力和空气动力学阻力）进行模拟。采用Ortega-Farias模型模拟冠层阻力；采用Perrier对数法和仿叶法分别计算空气动力学阻力，将模拟的阻力参数应用于PM模型，模拟柑橘树在不同土壤水分胁迫条件下的蒸腾速率，评价不同阻力参数对PM模型输出精度的影响。【结果】柑橘树气孔导度和蒸腾速率随着土壤水分胁迫程度的增大呈下降趋势。Ortega-Farias模型模拟的冠层阻力与实测值具有较好的一致性，模拟值与实测值之间的决定系数（R2）为0.63，能够较好地反映柑橘树叶片冠层阻力在水分胁迫下的日变化情况。在模拟空气动力学阻力时，仿叶法的模拟值大于Perrier对数法的模拟值，且午时波动较大。在土壤水分充足、轻度土壤水分胁迫、中度土壤水分胁迫和重度土壤水分胁迫条件下，采用Perrier对数法计算空气动力学阻力时，PM模型的模拟值与实测值之间的R2分别为0.66、0.58、0.55、0.2；而采用仿叶法计算空气动力学阻力时，PM模型的模拟值与实测值之间的R2分别为0.71、0.64、0.62、0.24。【结论】当土壤含水率高于田间持水率的50%时，使用Ortega-Farias模型模拟冠层阻力并采用仿叶法模拟空气动力学阻力能够提升PM模型模拟柑橘树蒸腾速率的精度。