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北方寒区日光温室冬季生产基本无通风,为了探寻基质袋培时室内弱光、高湿、低温及低风速环境下的番茄蒸腾量模拟模型,本研究分析了日光温室内气象要素变化特征,并对适用于此环境下的各组边界层空气动力学阻力(r_a)及气孔平均阻力(r_c)进行了最优子模型筛选。同时基于Penman-Monteith(P-M)方程及适应此特定环境单株尺度的r_a、r_c、土壤热通量等参数,建立了北方寒区日光温室冬季单株番茄蒸腾量估算模型,运用该模型模拟了温室长季节栽培番茄(Lycopersicon esculentum Mill)单株的蒸腾速率并进行了试验验证。分析结果如下:(1)温室内最高温度呈晴天>雾霾天>阴天,日变化特征为先升高后降低,垂直方向中午前后1.5m处空气温度高于1m处,其余时间温度相差较小;温室内湿度最大值呈阴天>雾霾天>晴天,日变化特征为先降低后升高,中午前后1m处湿度高于1.5m处,夜间1.5m处湿度高于1m处;温室内冠层上方总辐射及净辐射最大值均呈晴天>雾霾天>阴天,日变化特征为先升高后降低,阴天及雾霾天净辐射最大值分布于10:00~13:00之间且最大值低于150w/m~2,此时净辐射约占总辐射的65%左右,晴天净辐射均匀分布于11:00左右且最大值居于200w/m~2~300w/m~2之间,此时净辐射占总辐射的90%以上。(2)P-M方程中各子模型及参数的选取对模拟植株蒸腾量的准确性尤为重要。通过单株尺度子模型运行结果初步选取根据叶温及植株生理指标计算r_a的两个子模型,根据室内总辐射、空气温度及P-M方程反演模型计算r_c的两个子模型;进一步对子模型分析筛选选定根据空气温度、植株叶温、叶片特征长度及叶面积指数(LAI)模拟r_a值及根据P-M方程反演模型模拟r_c值的最优子模型,单株植株边界层空气动力学阻力变化范围晴天为147s/m~438s/m,阴天为211s/m~365 s/m;气孔平均阻力晴天69s/m~1506 s/m,阴天132s/m~1151 s/m;土壤热通量的取值变化对蒸腾速率影响较大。(3)蒸腾模型的研究揭示了蒸腾速率与净辐射、饱和水汽压差的日变化规律,确定了蒸腾速率与植株上方净辐射的定量关系,检验了土壤热通量取值对蒸腾速率的影响。结果显示2017-12-11~2018-01-03室内太阳总辐射最大值367w/m~2、夜晚及阴天相对湿度接近100%、室内风速接近0 m/s的情况下,P-M方程模拟的单株番茄逐时蒸腾速率在晴天、阴天中午的平均值分别为0.06mm/h、0.02mm/h,模拟值与实测值比较,平均相对误差约为10%。研究还表明,日光温室单株番茄蒸腾速率的大小主要取决于其上方净辐射的日变化和大小,而室内空气饱和水汽压差(VPD)的变化和大小与其不同步;单株番茄上方净辐射量的43.5%通过蒸腾作用转化为潜热;以小时为单位的植株茎流量仅占栽培袋中基质含水量变化量的11%左右。本研究确定的蒸腾速率估算模型可为北方寒区冬季日光温室基质袋培单株番茄蒸腾量估算以及水分管理提供参考。