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陆地生态系统蒸散发作为联系植物-大气、土壤-大气以及土壤-植物之间水量和热量交换的关键参量，是陆面过程、水文过程、生物地球化学循环等研究的核心内容。观测与模拟人工绿洲蒸散发对于干旱区人工绿洲生态系统的能量和水分循环研究具有重要的理论意义，对确定干旱区灌溉农田的生态需水、耗水量和灌溉水量的合理配置具有实际应用价值。
论文利用农田综合环境监测系统、开路涡动相关系统、微型蒸渗仪(Micro-Lysimeter)及其他辅助观测设备对黑河中游绿洲灌溉农田环境要素、湍流交换、土壤蒸发、作物生理生态等进行了观测试验。应用Penman-Monteith模型、Priestley-Taylor模型、Shuttleworth-Wallace双源模型和FAO-56双作物系数法对绿洲玉米农田生长季蒸散发进行了模拟计算研究，分析土壤蒸发和作物蒸腾变化规律及其与环境关系；探讨了农田作物水分利用效率及其提高途径。主要结论如下：
(1)实现了四种估算模型和方法的合理参数化，采用涡动相关实测同步蒸散发数据对模型进行了评价，四种模型和方法模拟人工绿洲灌溉农田蒸散发通量的精度依次为P-M模型、P-T模型、FAO-56双作物系数法和S-W双源模型。四种模型和方法模拟的同蒸散值季节变化基本呈现出一致规律，初期阶段蒸散发最弱，随着作物生长蒸散发速率先增大后减小，中期阶段平均蒸散发速率最大。绿洲玉米农田生长季蒸散量为428.06mm～671.23mm。
(2)FAO-56双作物系数法和S-W双源模型结果表明：作物蒸腾和土壤蒸发分别占田间蒸散总量的73.76％～74.24％和25.76％～26.24％。绿洲农田蒸散是以作物蒸腾为主的，在播种初期，农田蒸散以土壤蒸发为主，随着作物生长，农田蒸散逐渐以作物蒸腾为主。农田蒸散发的季节变化及作物蒸腾和土壤蒸发的分配关系主要由作物生长状况主要是叶面积指数变化引起的。作物蒸腾与土壤蒸发量的比值随着生长季节叶面积指数的增大而增大。
(3)作物在不同生长阶段耗水规律为：出苗期，作物蒸腾与土壤蒸发之比Tr/Ev=0.03，农田蒸散主要以土壤蒸发为主；拔节期(LAI=0.35)，Tr/Ev=0.32，其中作物蒸腾占此阶段总蒸散量的22.70％，土壤蒸发仅占7.03％；抽雄期(LAI=3.81)，Tr/Ev=12.09，作物蒸腾占此阶段总蒸散量的92.36％，土壤蒸发仅占7.64％，冠层-土壤截获的能量绝大部分用作物蒸腾，作物蒸腾成为农田蒸散的主要组成部分；灌浆期，Tr/Ev=6.94，作物蒸腾占总蒸散量的87.39％，蒸发所占比例升至12.61％；成熟期，制种玉米需水量减小，此阶段Tr/Ev=1.82。
(4)绿洲玉米农田生长季内的叶片、农田生态系统、经济产量和生物产量的水分利用效率分别为：6.65 mg.g-1、7.79 mg.g-1、1.34 mg·g-1和3.49 mg·g-1。出苗-拔节期、拔节-抽雄期和抽雄.灌浆期等三个典型生育期作物蒸腾量分别占总灌水量和降雨量的19％，70％和52％，在出苗-拔节期绿洲农田水分利用效率较低。在初期阶段采取相应措施降低农田土壤蒸发、根据不同生育期玉米作物需水的差异实施不同的调控灌溉，从而达到提高田间水分利用效率，尤其是提高作物蒸腾量占灌水量的比例。