1 绪论
1.1 研究背景及意义
水资源是维持农业生产、支撑人类生存和社会经济发展的根基[1]。我国水资源相对贫乏，且地域分布不均，虽然水资源总量现居世界第 4 位，但我国是个人口大国，人均水资源占有量仅有 2100m3左右，水资源严重短缺[2]。见国初期我国家农业用水量持续增加，1980 年开始基本趋于平稳，从 2000 年开始出现负增长[3]。同时，国民经济农业用水量也在逐渐下降，2016 年仅为 52%，但作为农业大国，与其他产业相比农业用水量占比仍然最大 [4]。
我国经济飞速发展，圣塔克环境却逐步恶化，各产业用水量增加，农业用水一直被挤压。随着未来人口数量和粮食需求增加带来的农业用水需求增大将会和现实水资源分配形成不可调和的矛盾。这其中值得注意的是我国农田水分利用率仅有 0.52 左右，与发达国家相比还具有非常大的提升空间，所以发展节水农业是解决我国农业用水紧缺的必经之路[5]。众所周知农业节水是一个系统工程，农业用水的浪费主要发生在渠系输配水、田间灌溉、土壤保水、作物耗水等多个环节，所以要提高农业用水效率需要各个方面的协同合作[6]。
土壤蒸发量是大气和土壤二者能量与水分交换的重要变量。Rosenberg 等人研究表明，70%的地表降水通过土壤蒸发和作物蒸腾返回大气，在干旱地区这一比率大概有 90%以上[7]。地表蒸发研究一直是国内外学者关注的焦点之一，特别是近年来，随着地表能源和物质迁移的深入研究和水资源利用管理的迫切要求，土壤蒸发问题越来越受到重视，成为农业节水的重要环节。
土壤蒸发量的正确估算是计算农田水分收支平衡的一个重要分量，也是灌溉设计的基础数据。其精度直接影响作物需水量的预测、以及区域水资源优化配置[8]。所以准确估算土壤蒸发量对于准确预测的意义不可替代[9]。获得土壤蒸发量的方法主要包括两种：试验测量和模型计算。试验测量主要通过蒸渗仪或微型蒸渗仪，在经过修正后使用，模型计算现在运用比较广泛，计算模型也有很多，例如 penman 公式、彭曼-蒙特斯（P-M）公式、Ritchie 模型、地表能量平衡方程、priestley-taylor（普莱斯利-泰勒）模型、空气动力学方程、陆面过程模型（Common land model）等等，目前比较精确且应用最多的是 FAO-56推荐的基于气象数据建立的Penman-Monteith公式，但该公式需要的大量的气象数据支撑，应用时会受到一定的限制[10-12]，且具有很强的地域性。其他计算土壤蒸发量的模型也都存在不同程度的缺陷[13]，随着时间的推移，土壤、气候均会发生演变，影响蒸发的因素的权重也会随之有一定的改变，比如土壤盐分。
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1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤蒸发影响因素的研究
计算土壤蒸发量的理论方法和经验方法都是基于影响土壤蒸发量的因素建立的，所以探究影响土壤蒸发的因素对土壤蒸发模型的建立有很大的帮助[21]。土壤蒸发影响因素有两部分：其一是气象因素；其二是土壤自身条件，主要包括土壤含水率、土壤温度、土壤色泽、土壤含盐量等。
前人对土壤蒸发的影响因素从不同角度、不同方面、不同尺度都进行了较为全面的研究[22]。柯索维奇指出根据土壤水分的物理性质可将土壤蒸发过程分为三个阶段，第一阶段是土壤含水率较高时，土壤蒸发主要受当地气象条件控制，属蒸发稳定阶段，土壤蒸发能力为大气蒸发力；第二阶段是土壤含水率迅速下降，土壤蒸发能力由土壤含水率决定，但同时也受气象条件的控制；第三阶段是水汽扩散控制阶段，土壤蒸发受土壤水分扩散影响，土壤蒸发量已经非常小[23]。这三个阶段控制蒸发的因素也是两个方面，第二阶段和第三阶段主要受土壤因素的控制，第一阶段主要受气象因素的控制，虽然第一阶段的土壤蒸发能力为大气蒸发力，但是第一阶段的土壤蒸发量不用与同等气象条件下的水面蒸发量，因为土壤的表面状况不同于水面，尤其是在夏季土壤表面温度更高及其较大的表面积，土壤蒸发量会大于水面蒸发量。
影响土壤蒸发的气象因素通常可以分为热力因子、动力因子和水分因子三大类[24]。第一类主要是辐射和大气温度等，经对蒸发土体内能的影响从而影响蒸发，因为土壤中的水分子跃出土壤表面蒸发到的空气中需要消耗一定的能量，太阳辐射是土壤蒸发的能量来源，若没有持续的能量补给，土壤表面会慢慢冷却，土壤表面的水汽压也会逐减小，没有水汽压差的存在土壤蒸发也会慢慢减小甚至停止[25]。第二类主要是风速及空气湍流运动等，风速很小是或没有时，土壤表面的水分子运动很慢，土壤蒸发受到限制；风速较大时，会带土壤表面大量的水分子，增加土壤表面以上的水汽压差，蒸发量会随之增加[26]。第三类主要是相对湿度等是降水量，相对是度会影响土壤表面以上的水汽压梯度，相对湿度越小时，水汽压梯度就会越大，从而增加土壤蒸发量；反知，在空气湿度较大的夜晚或者阴雨天土壤蒸发是很小的，但是雨天也是存在蒸发的，只是蒸发量很小而已。
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2 试验内容与方法
2.1 试验设计
2.1.1 试验场地
试验场地位于陕西省西安市碑林区西安理工大学校内，地属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，春季气温波动较大、夏季潮湿炎热、秋季阴雨连连、冬季干燥寒冷，蒸发量差异显著，对于研究不同季节蒸发量的差异具有明显的优势。
试验场地四周开阔平坦，且无高大建筑物遮挡阳光、影响风速，保证试验在自然条件下进行，如图 2-1 所示。试验场地附近安装有小型气象站，用于气象数据的实时采集。
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2.2 数据采集与处理
试验前后进行了将近一年，共包括两组试验，第一组从 2017 年 11 月到 2018 年 1 月，第二组从 2018 年 3 月到 2018 年 7 月。试验数据具有一定的连续性、代表性，主要测量指标包括气象数据，土壤蒸发量以及土壤物理性质等。
2.2.1 气象数据
气象数据由试验场地的小型气象站测得，该气象站安装在场地附近 2 米高处，每 15分钟记录一次数据，主要收集的气象资料包括太阳辐射、大气温度、相对湿度、大气压强、风速等，如图 2-5 所示。
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3 气象因素对土壤蒸发的影响 ............................ 17
.1 土壤蒸发量的日变化规律 .......................... 173.2 气象因素日变化规律 ........................... 18
4 土壤含盐量对土壤蒸发的影响 .......................... 29
4.1 土壤蒸发量 ...................... 29
4.1.1 土壤蒸发量变化规律 ...................... 29
4.1.2 土壤蒸发的第二阶段 ............30
5 模型的修正与检验 ................................... 44
5.1 模型的修正 ............................ 44
5.1.1 现有模型比选 ....................... 45
5.1.2 基础模型修正 .............................. 46
5 模型的修正与检验
5.1 模型的修正
由上文的叙述可知土壤含盐量不仅对土壤蒸发量有影响，对土壤含水率及土壤温度都存在一定的影响，土壤含水率与土壤温度的改变又会造成土壤蒸发量的差异，所以土壤含盐量对土壤蒸发的影响是水、热、盐三者共同作用的结果[81]，因此要想量化这一影响就应当清楚各因素之间的关系。
以往的研究中大多数侧重于气象因素，没有充分考虑蒸发土体自身因素影响，一部分考虑蒸发土体自身因素影响的研究主要在于土壤含水率与土壤表层温度，对土壤含盐量的研究还很少，但是这一影响不容忽视，图 5-1 与表 5-1 又进一步证明了这一观点。
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6 主要结论与建议
6.1 主要结论
本文基于是水资源短缺及土壤盐渍化日渐严重的背景，结合盐碱土土柱蒸发试验，探究盐碱土蒸发的机制及盐碱土蒸发的特点，通过对试验数据的分析及对理论机制的研究，主要得到以下结论：
6.1.1 气象因素对土壤蒸发的影响
（1）土壤蒸发受到各个气象因素的共同作用，晴天的土壤蒸发量大于阴天，白天的土壤蒸发量大于夜间，土壤蒸发量甚至会出现负增长的情况，这都是由于气象因素的变换导致的结果，晴天的主要影响因素为太阳辐射和大气温度，阴天的主要影响因素为风速与相对湿度，而大气压力对土壤蒸发是一个持续作用量；
（2）为探究单一的气象因素对土壤蒸发的影响分析其与土壤蒸发量的相关性，得到气象因素与土壤蒸发量的相关性由大到小为大气温度>太阳辐射>风速>相对湿度>大气压力，但是实际上大气温度和土壤蒸发量相对于太阳辐射都存在滞后性，而且外界环境对大气温度与土壤蒸发量的影响也是同步的，所以导致土壤蒸发量与大气温度相关性略高于太阳辐射，可究其本原太阳辐射才是影响土壤蒸发量最主要因素，所以相关性应进行合理的调整为太阳辐射>大气温度>风速>相对湿度>大气压力；
（3）当侧重土壤因素的影响，气象因素的相关性就会被削弱，所以气象因素只是影响土壤蒸发的一方面因素，还有一重要的影响因素即土壤条件。
参考文献（略）