基于农田水分平衡和土壤感热平衡分解农田蒸散的理论与方法

农田蒸散（ET）主要由土壤蒸发(E)和作物蒸腾(T)组成，是农田生态系统水分循环的重要部分。为了分解ET，通常利用农田水分平衡法或微气候学方法测定ET，采用其它技术测定E（或T），并通过二者之差得到T（或E）。由于对作物蒸腾和土壤水分蒸发机理认识的不足、观测方法精度的限制以及不同方法研究尺度的差异，ET分解结果存在较大不确定性，难以有效地指导农田水分管理。本研究以冬小麦田为研究对象，分别利用农田水分平衡和土壤感热平衡原理获得ET和E的动态，从而实现农田ET的分解。在此基础上，探讨了作物生长发育对ET及其组分的影响规律，揭示了土壤E的空间变异特征。本项目有助于深入认识土壤中水热过程及其机理，对准确测定作物需水量，提高农田水分利用效率也具有重要的理论意义和应用价值。

农田蒸散（ET）主要由土壤蒸发(E)和作物蒸腾(T)组成，是农田生态系统水分循环的重要部分。为了分解ET，通常利用农田水分平衡法或微气候学方法测定ET，采用其它技术测定E（或T），并通过二者之差得到T（或E）。由于对作物蒸腾和土壤水分蒸发机理认识的不足、观测方法精度的限制以及不同技术研究尺度的差异，ET分解结果存在较大不确定性，难以有效地指导农田水分管理。本研究拟通过改进基于土壤感热平衡原理监测土壤E的理论与技术，结合农田水分平衡ET实现农田ET的分解。通过三年的理论和实验研究，在以下方面取得了显著进展：（1）发明了多针热脉冲传感器，实现了近地表土壤水分蒸发的准确测定；（2）有效改进了热脉冲技术测定土壤热特性的计算方法，为利用热脉冲技术获取可靠的土壤热特性奠定了基础；（3）通过消除背景温度和土壤—大气界面影响，提高了热脉冲技术测量近地表土壤热特性的精度；（4）基于土壤感热平衡和农田水分平衡原理，成功地将ET分解为E和T。这些研究结果对深入探讨土壤中水分和热量耦合传输过程、准确确定作物需水量、提高农田水分利用效率具有理论意义和应用价值。