近日，南京信息工程大学生态与应用气象学院硕士二年级学生张宇杰同学、导师冯兆忠教授等在《Science of the Total Environment》（中科院一区，Top期刊）上发表蒸散发估算模型改进的最新研究成果。

蒸散发主要包括植物蒸腾作用和土壤蒸发过程，是全球碳、水和能量循环的核心过程，并影响区域气候。其中蒸腾作用直接或间接影响光合作用，从而改变植物的生长和生产力。因此，不断提高蒸散发估量精度对于应对气候变化具有重要的理论价值与实际意义。

虽然现有的蒸散发观测手段已经较为成熟，但相关仪器价格昂贵，数据处理需要较高的专业知识；同时，从蒸散发中确定蒸腾作用的贡献也具有一定的挑战性。目前，一种先进的Priestley-Taylor改良模型综合考虑了水分胁迫、温度胁迫和叶片衰老等限制因素，能够有效地估算稻麦田的蒸散发及其分配。然而，内外在因素（品种、发育阶段、环境胁迫等）均会影响叶片衰老，进而改变蒸腾作用。因此，原模型中由经验参数构成的叶片衰老函数难以在不同品种和田间管理中广泛应用。为了克服这些不足，该研究对长三角区域大面积种植的南粳9108（常规稻）和徽两优898（杂交稻）开展了为期两年的多地块蒸散发观测，基于田间易于获取的叶绿素含量改进了原模型中的叶片衰老函数，并对新模型估算能力进行了验证。结果表明，新模型可以提高蒸散发的估算精度，尤其是在作物生长后期（图1）。此外，蒸腾作用在农田蒸散发中占比越高，该模型的改善效果越好。这一新进展提高了农田蒸散发和蒸腾作用的估算能力。

该研究以“Better estimation of evapotranspiration and transpiration using an improved modified Priestly-Taylor model based on a new parameter of leaf senescence in a rice field”为题发表在国际学术期刊《Science of the Total Environment》。该论文提供了一种更具有机理性和普适性的Priestly-Taylor改良模型。这项工作有助于优化农业用水管理，提高农业生产效率，支持智慧农业和陆面过程模型。南京信息工程大学冯兆忠教授为本文的通讯作者，张宇杰（硕士生）和徐彦森老师为论文的共同第一作者，其他合作作者包括加拿大纽芬兰纪念大学的吴江华教授和我院的周钰清（硕士生）和徐诗韵（硕士生）。本研究得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和江苏省研究生创新项目的资助。

图1 . 新旧两种模型估算误差的日均值，以及新模型对不同地块误差的影响（红色，旧模型估算值减去观测值；蓝色，新模型估算值减去观测值；黑色，新模型估算误差绝对值减去旧模型估算误差绝对值）

文章信息：Zhang Y, Xu Y, Wu J, et al. Better estimation of evapotranspiration and transpiration using an improved modified Priestly-Taylor model based on a new parameter of leaf senescence in a rice field. Science of The Total Environment, 2024, 927: 171842.

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171842