蒸散由土壤水分蒸发和植物蒸腾组成,研究蒸散中蒸发蒸腾的比例对提高作物的水分利用效率具有重要意义。然而,目前蒸散分解研究中缺乏原位动态测定土壤水分蒸发的方法。近年来,基于感热平衡原理,三针热脉冲传感器被用于测定土壤水分蒸发,但多个三针热脉冲传感器安装的空间位置偏差会对测定结果带来较大误差,且不能得到4mm以上的土壤蒸发部分。本研究的主要目的是通过改进三针热脉冲传感器设计及减小热脉冲技术测量田间土壤热特性的误差,进一步提高感热平衡原理确定土壤水分蒸发的准确性并用于农田蒸散分解的研究中。第一部分描述了改进的多针热脉冲传感器设计及其用于测定土壤水分蒸发的结果。多针热脉冲传感器由7个温度针和4个加热针组成,相当于4个三针热脉冲传感器的组合,并且增加了1和2mm处温度的测量。多针热脉冲传感器能够准确地测定土壤温度动态,包括表层1和2mm的温度变化,能够得到土壤热特性并进一步根据土壤感热平衡原理计算土壤水分蒸发。与三针热脉冲传感器相比,多针热脉冲传感器减小了仪器安装过程带来的误差,将土壤蒸发的不可监测区域由0-4mm缩小至0-1.5mm。第二部分改进了热脉冲技术测定时土壤表层热特性的计算方法。田间土壤表层热特性的测定会受到土壤背景温度日变化的影响,土壤背景温度的增加(降低)会造成热特性的低估(高估)。2012年第258天11：00时,土壤背景温度增加造成6-12mm土层的容积热容量(C)和热导率(λ)分别被低估8%和13%。基于Jury and Bellantuoni (1976)方法,利用热脉冲发射前的土壤背景温度,线性外推得到热脉冲测定过程中土壤背景温度的变化,从而修正了土壤背景温度对热脉冲热特性的影响,但0-6mm土层的热特性在白天某些时间(如258天11：00-15：00)仍无法校准。与de Vries模型计算的热特性相比,校准土壤背景温度影响后的热脉冲热特性在6mm以下土层平均偏差较小,C的平均偏差在0.30MJ m-3℃-1以内,λ的平均偏差在0.22Wm-1℃-1以内。而6mm以上土层的热脉冲热特性仍存在较大误差,这是因为热脉冲技术测量6mm以上土层热特性时受到了土壤-大气界面的影响。利用脉冲无限线性热源-绝热边界条件模型代替脉冲无限线性热源模型来计算土壤热特性能够校准土壤-大气界面的影响,校准后的热脉冲热特性误差明显降低：0-6mm土层C和λ的平均偏差分别由0.46MJ m-3℃-1和0.54Wm-1℃-1降低至0.32MJ m-3℃-1和0.12Wm-1℃-1。第三部分利用感热平衡原理测定土壤水分蒸发,与茎流计和蒸渗仪方法结合对农田蒸散进行了分解。2012年8月1日至9月25日,行间位置的土壤累积蒸发比行内位置的土壤累积蒸发大10mm。因此,有必要考虑农田土壤蒸发的空间变异性。与蒸渗仪蒸散相比,感热平衡法和茎流计茎秆能量平衡法得到的蒸散明显偏高,日蒸散量为蒸渗仪蒸散量的1-1.5倍。感热平衡原理不需要土壤水热耦合运移参数或水力特性便可得到土壤水分蒸发速率和蒸发位置,有助于深入了解近地表蒸发和水汽传输过程,对提高农田水分利用率具有重要的理论意义和应用价值。