中国农业气象 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 85-98.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2026.01.008
褚荣浩,李萌,沙修竹,成林,姬兴杰,陈曦
CHU Rong-hao, LI Meng, SHA Xiu-zhu, CHENG Lin, JI Xing-jie, CHEN Xi
摘要:
针对小气候站数据质量等问题给参考作物蒸散量(ET0)估算带来的挑战,选取河南省高标准农田2020−2023年16个有完整数据记录的农田小气候站和13个临近国家气象站点逐日气象观测数据,采用13种典型ET0估算经验模型和8种机器学习模型,以Penman−Monteith(PM)模型为基准,评估不同模型的准确性,并在最优模型的基础上提供15种ET0组合方案,以期提供一个准确、合适、简单的替代模型估算ET0,为高标准农田农业水资源管理提供科学指导。结果表明:除风速(WS)外,小气候站与国家站逐日观测的平均气温(Tave)、最高气温(Tmax)、最低气温(Tmin)、平均空气相对湿度(RH)、饱和水汽压差(VPD)和净辐射(Rn)拟合度较高,R2均高于0.654(P<0.05),基于两套数据计算的ET0相关关系也较好,R2为0.880,RMSE为0.59mm。13种经验模型中,综合考虑温度、辐射、相对湿度和风速的Valiantzas3(Val3)模型效果最佳(R2=0.933,RMSE=0.461mm),其次是考虑辐射和温度因子的Jensen−Haise(JH)模型(R2=0.916,RMSE=0.774mm)。基于温度的Hargreaves−Samani(HS)模型的总体精度较高(R2=0.817,RMSE=0.713mm);而基于质量传输的Penman(Pen)、WMO和Trabert(Tra)模型的模拟精度较低,不建议作为ET0评估的选择方案。8种机器学习模型中,多层感知机(MLP)模型模拟精度最优(R2=0.998,RMSE=0.059mm),各输入参数重要性排序为Rn>VPD>WS>Tmax>Tave>Tmin>RH。基于MLP模型的15种模型输入参数组合方案中,相同输入参数条件下,机器学习模型的模拟精度总体优于经验模型,综合考虑Rn+Tave+RH+WS的组合模型表现最优。