富平生態(tài)監(jiān)測(cè)站農(nóng)田水熱通量平衡研究.pdf

1、農(nóng)田是以作物為中心，包括水分、熱量與物質(zhì)交換以及水文與生態(tài)過(guò)程相互作用，具有內(nèi)在復(fù)雜性的生態(tài)系統(tǒng)，理解農(nóng)田系統(tǒng)中水熱通量過(guò)程是目前國(guó)內(nèi)外研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題之一。而干旱內(nèi)陸區(qū)農(nóng)田作物經(jīng)常會(huì)受水分脅迫，因此深入探究該地區(qū)農(nóng)田水熱通量，對(duì)高效利用有限水資源具有重要意義。本文選擇關(guān)中地區(qū)的鹽漬化復(fù)耕農(nóng)田作為研究對(duì)象，利用渦度相關(guān)技術(shù)所觀(guān)測(cè)到的長(zhǎng)期的連續(xù)通量觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析常規(guī)氣象特征、站點(diǎn)水熱通量平衡特征，并研究農(nóng)田蒸散發(fā)變化規(guī)律及其影響因素，

2、借助MIKE SHE模型進(jìn)行模擬計(jì)算，從而進(jìn)一步研究農(nóng)田尺度植被-土壤-大氣系統(tǒng)循環(huán)過(guò)程，為旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)措施改進(jìn)提供理論基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)常規(guī)氣象要素進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示：降水呈現(xiàn)明顯的季節(jié)波動(dòng)和年際波動(dòng).降水多集中夏秋季節(jié)，而春季和冬季則降水較少?？諝鉁囟葹榈筓型曲線(xiàn)，在七月份達(dá)到最高值，平均氣溫(Ta)為13.45℃。相對(duì)濕度先是呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，在9-10月達(dá)到最大值，然后逐漸減小。水汽壓分布基本呈現(xiàn)到U型曲線(xiàn)

3、，即冬季和春季水汽壓較低，在七月至八月份達(dá)到最大值。觀(guān)測(cè)期平均風(fēng)速為1.70m/s，不同季節(jié)的主風(fēng)向有所不同，主要為東南風(fēng)和南風(fēng)。PAR基本呈現(xiàn)倒U型，在4到7月處于較大值，而在冬季處于較低值。⑵對(duì)研究區(qū)能量平衡特征進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示：本研究區(qū)能量閉合度為70.87％，處于合理的范圍，即本觀(guān)測(cè)站渦度相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具有較高可信性。同時(shí)，白天渦度相關(guān)系統(tǒng)的能量平衡閉合度為73.7%，高于夜間的52.5%，說(shuō)明白天能量閉合情況要好于夜間。能

4、量各分量基本呈現(xiàn)單峰曲線(xiàn)，其中LE為主要的熱量支出項(xiàng)。⑶分析了水熱通量變化特征，得出結(jié)論：LE的季節(jié)動(dòng)態(tài)呈雙峰曲線(xiàn)，5月-7月為L(zhǎng)E一年中的峰值期，H的季節(jié)動(dòng)態(tài)呈單峰曲線(xiàn)。從LE和H的逐月日動(dòng)態(tài)變化可以看出，LE和H在24h時(shí)間內(nèi)均呈單峰曲線(xiàn)，其中LE值5月峰值最大。6、7月H峰值處于較高水平，其它月份相對(duì)較低且比較集中。無(wú)論在什么天氣條件下潛熱通量和顯熱通量變化均發(fā)生在白天，夜間比較平穩(wěn)，且晴天基本呈單峰曲線(xiàn)。陰天和多云天氣時(shí)潛熱通量

5、會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)甚至多個(gè)峰值。多云天氣的潛熱通量普遍高于陰天。⑷分別分析了日尺度、半小時(shí)尺度蒸散量特征及與各要素相關(guān)關(guān)系，結(jié)果顯示：2013年10月17日至2014年10月15日(366天)研究區(qū)的平均日蒸散量為2.23mm，而從2014年10月17日至2015年10月15日(288天)的平均日蒸散量則為1.66mm。2013年10月17日至2014年10月15日研究區(qū)白天的蒸散量平均值為2.08mm，約占日蒸散量的93.3%，而夜間蒸散量?jī)H

6、為0.15mm，約占日蒸散量的6.7%。除了2014年9月份、2015年3、9、10月份外，其他月份的總蒸發(fā)量均大于同期降水量，說(shuō)明研究區(qū)蒸發(fā)量明顯大于降水量，這也是西北干旱區(qū)的普遍特點(diǎn)。日蒸散發(fā)量與日平均風(fēng)速為弱負(fù)相關(guān)，與冠層溫度、有效輻射、水汽壓、VPD為強(qiáng)正相關(guān)，與相對(duì)濕度為弱正相關(guān)。蒸散量的日變化呈現(xiàn)單峰曲線(xiàn)，空氣溫度、VPD與半小時(shí)蒸散量的變化趨勢(shì)較為一致，相對(duì)濕度與半小時(shí)蒸散量表現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)，風(fēng)速與半小時(shí)蒸散量表現(xiàn)出較弱