為進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)防霜的效果和防霜的成本效益,同時(shí)為防霜控制提供技術(shù)支撐,迫切需要能從客觀現(xiàn)象表征到機(jī)理分析上來闡明輻射霜凍發(fā)生的微氣象特征、霜凍引起的作物生理響應(yīng)特征、霜凍過程的能量傳輸特點(diǎn)以及基于能量分配的防霜策略。本研究以茶園輻射霜凍發(fā)生過程為對象,開展霜凍的微氣象特征和茶樹凍害葉片微觀結(jié)構(gòu)響應(yīng),建立基于多種微氣象參數(shù)的輻射霜凍支持向量機(jī)預(yù)測模型;解析霜夜大氣-茶樹-土壤系統(tǒng)的能量傳輸過程,建立系統(tǒng)能量傳輸模型,并采用渦度相關(guān)法修正能量傳輸模型估算的潛熱、顯熱通量;最后,試驗(yàn)研究氣流擾動(dòng)-噴水復(fù)合防霜作用時(shí)能量傳輸耦合機(jī)理。本論文研究為合理分配防霜能量、選擇不同防霜措施及防霜控制,提供技術(shù)依據(jù),對于農(nóng)業(yè)防霜實(shí)踐具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)輻射霜凍微氣象特征與茶樹凍害微結(jié)構(gòu)響應(yīng)構(gòu)建茶園微氣象信息采集系統(tǒng),連續(xù)3年觀測輻射霜夜的微氣象變化,對比分析秋季、冬季和春季3種強(qiáng)度(輕霜、中霜和重霜)輻射霜凍的微氣象要素時(shí)空變化動(dòng)態(tài),從霜凍形成微氣象要素和能量傳輸角度揭示了長江中下游茶區(qū)輻射霜凍特征;并采用掃描電鏡和透射電鏡技術(shù),觀察茶樹葉片細(xì)胞不同組織在不同低溫脅迫...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 輻射霜凍形成機(jī)理
        1.2.2 霜夜大氣-植物-土壤系統(tǒng)能量傳輸
        1.2.3 防霜方法
        1.2.4 植物凍害識別
        1.2.5 霜凍預(yù)測
        1.2.6 防霜控制
    1.3 研究內(nèi)容與方法、關(guān)鍵科學(xué)問題
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 關(guān)鍵科學(xué)問題
    1.4 本章小結(jié)
第2章 輻射霜凍微氣象特征與茶樹凍害微結(jié)構(gòu)響應(yīng)
    2.1 輻射霜凍微氣象特征
        2.1.1 霜夜微氣象要素觀測
        2.1.2 霜夜大氣-茶樹-土壤系統(tǒng)能量平衡解析
        2.1.3 能量傳輸方向界定
        2.1.4 潛熱和顯熱通量估算
    2.2 茶樹凍害響應(yīng)特征
        2.2.1 試驗(yàn)材料
        2.2.2 試驗(yàn)方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 空氣溫度時(shí)空變化
        2.3.2 空氣濕度時(shí)空變化
        2.3.3 輻射通量變化
        2.3.4 土壤熱通量與土壤溫度變化
        2.3.5 風(fēng)速、空氣阻力和氣孔阻力變化特征
        2.3.6 霜夜能量通量變化
        2.3.7 凍害脅迫下葉片的顯微結(jié)構(gòu)變化
        2.3.8 凍害脅迫下葉肉組織的變化
        2.3.9 凍害脅迫下葉肉細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)變化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于微氣象要素的支持向量機(jī)輻射霜預(yù)測模型
    3.1 試驗(yàn)材料與方法
        3.1.1 微氣象數(shù)據(jù)輸入組合
        3.1.2 支持向量機(jī)模型
    3.2 結(jié)果與討論
    3.3 本章小結(jié)
第4章 霜夜大氣-茶樹-土壤系統(tǒng)能量傳輸模型
    4.1 模型建立
        4.1.1 土壤-茶樹子系統(tǒng)
        4.1.2 茶樹-大氣子系統(tǒng)
    4.2 系統(tǒng)內(nèi)各部分能量量化驗(yàn)證
        4.2.1 微氣象數(shù)據(jù)采集
        4.2.2 模型驗(yàn)證與評價(jià)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 相關(guān)性分析與能量閉合度
        4.3.2 霜夜系統(tǒng)內(nèi)部各部分通量變化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于渦度相關(guān)法的霜夜能量傳輸模型修正
    5.1 試驗(yàn)材料與方法
        5.1.1 茶園開路渦度相關(guān)系統(tǒng)
        5.1.2 渦度相關(guān)法通量估算
        5.1.3 渦度原始數(shù)據(jù)處理
        5.1.4 茶園下墊面穩(wěn)定度
        5.1.5 修正因子確定
        5.1.6 模型修正與評價(jià)
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 霜夜茶園下墊面穩(wěn)定度
        5.2.2 霜夜能量通量估算對比
        5.2.3 修正后能量通量評價(jià)
    5.3 本章小結(jié)
第6章 氣流擾動(dòng)-噴水復(fù)合防霜能量量化研究
    6.1 復(fù)合防霜試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        6.1.2 防霜機(jī)選型
        6.1.3 噴水防霜系統(tǒng)構(gòu)建
    6.2 田間防霜試驗(yàn)方案
        6.2.1 傳感器布置
        6.2.2 防霜試驗(yàn)安排
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 防霜系統(tǒng)能量通量變化
        6.3.2 冠層溫度與溫升效果
    6.4 本章小結(jié)
第7章 研究總結(jié)與展望
    7.1 研究總結(jié)
    7.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間主要科研成果



本文編號：3783992