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蒸散是生态系统水循环的重要环节,准确测定和估算农田蒸散对指导农业生产,开展节水灌溉,提高作物水分利用效率有重要意义。本研究将简单生物圈(SiB)模型的土壤水分平衡模块与Shuttleworth-Wallace(SW)双源蒸散模型相结合,构建土壤水分平衡-蒸散模型(SWB-ET)模型。采用SWB-ET模型模拟夏玉米田土壤水分,并与Penman-Monteith-Leuning(PML)模型一起模拟夏玉米田蒸散,利用试验站的农田土壤水分和涡度相关通量观测数据验证模型,对模型模拟蒸散的精度和敏感性进行评估。模拟分析夏玉米田蒸散和作物水分亏缺的变化规律及影响因素。在区域尺度,采用局部薄盘光滑样条法将站点气象数据插值到1×1 km网格上;对NDVI数据进行Savizky-Glolay滤波和Lagrange插值,反演LAI。将PML模型用于区域尺度,模拟分析黄淮海地区夏玉米生长季农田蒸散及作物水分亏缺的变化及其空间分异,得出以下主要结论: (1)模型能够较好地模拟夏玉米田小时尺度的土壤水分及蒸散变化。在夏玉米主要生长季(7-9月),SWB-ET模型模拟的土壤水动态与实测值的变化趋势基本吻合。SWB-ET模型与PML模型模拟的蒸散(ET)与实测值的相关系数在0.93~0.95之间,一致性指数介于0.95~0.97。 (2)模型敏感性分析表明:PML模型模拟的ET对最大气孔导度gsx最敏感。SWB-ET模型模拟的ET对冠层阻力(rsc)最敏感,土壤表面阻力(rss)次之,对冠层表面边界层阻力(rac)最不敏感。模型对rsc的敏感性随夏玉米叶面积指数(LAI)的增加而变大。土壤蒸发(E)占ET的比重随LAI增加迅速下降。在夏玉米生长初期,植被覆盖较小时,土壤表面阻力(tss)对ET的影响不容忽视。 (3)在夏玉米主要生长季,水分胁迫指数(CWSI)日变化较为平缓,但季节变化明显。日CWSI平均为0.15±0.1。最大CWSI出现在玉米苗期至拔节期。玉米拔节后,随LAI增加CWSI迅速下降。在玉米生长后期,随着LAI下降,CWSI有所上升。从月尺度看,7月份CWSI较高且波动较大,9月份次之,8月份最低且变化平缓。月平均CWSI与月平均LAI呈显著负相关关系。 (4)模拟得出黄淮海地区2003年夏玉米主要生长季(7-9月)农田总蒸散在400 mm以内,平均为203±50 mm,空间分异规律不明显。潜在蒸散在650 mm以内,平均为435±39 mm。潜在蒸散由南向北逐渐递增,呈明显地带性变化。作物水分亏缺指数平均为0.5±0.1,且由南向北递增。黄河以北及山东半岛夏玉米的缺水现象较为明显,水分是该区域夏季作物产量的主要限制因素。可以通过合理灌溉,提高作物的水分生产力,达到节水增产的目的。