小气候是生物生长的环境,能量平衡是物质循环的驱动力。目前该方面的模型很多,考虑的过程也很复杂。但是用实验方法对各种过程的详细的检验则落后于模型的发展。而本文的工作主要是结合比较详细的实验观测与模型分析在一起。对模型的应用和发展以及指导农田管理都有很有意义的参考价值。 本文分析了禹城站玉米冠层的小气候要素(气温、相对湿度和风速)、能量平衡各分量、冠层温度和土壤温度的变化特征。进而,利用禹城站的常规气象观测数据为输入文件,采用SHAW模型(the Simultaneous Heat and Water Model)模拟玉米冠层中的以下因素:小气候要素、能量平衡、冠层温度、土壤温度以及冠层表面辐射。 结果发现以上要素均有明显的变化特征,而冠层的阻挡、玉米的生育期及日夜交替都对其产生影响。 模型较好的模拟了冠层2/3高度以上的气温、相对湿度和风速,越接近地面,模拟结果越差。很好的模拟了表面能量平衡,净辐射的模拟效率达到0.97,潜热和感热通量的模拟效率分别为0.81和0.78,而土壤热通量的模拟效果不理想。发现降雨对能量平衡的观测有极大的影响。冠层2/3高度处的辐射温度模拟最好。除了2cm深度外,各层土壤温度模拟较好。SHAW模型对冠层反射的短波和长波辐射模拟较好,但对天空长波辐射模拟不理想。从而引用经验模型对SHAW模型进行改进,其对天空长波辐射模拟效果改善明显。 研究结果表明,SHAW模型对华北玉米冠层的上述特征有较理想的模拟能力,且模拟比较稳定可靠。同时模型的弱点被识别出来,这对该模型的进一步发展以及其他相关模型的改进均有良好的参考作用。