發(fā)布時間：2021-11-11 06:24

　　關(guān)中平原是我國西北地區(qū)重要的糧食產(chǎn)區(qū)之一。隨著水資源的日益短缺,大量的農(nóng)業(yè)需水量和有限的淡水資源之間的矛盾日益突出。在氣候變化的背景下,如何合理利用淡水資源優(yōu)化水資源配置成為了當前熱點問題之一。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量及水碳通量是農(nóng)田生態(tài)水文過程的主要過程。本文以關(guān)中平原作為研究區(qū)域,以能量及水碳通量觀測為基礎(chǔ),選擇典型的冬小麥夏玉米農(nóng)田進行了以水碳通量觀測與模擬為主要目標的農(nóng)田生態(tài)水文過程研究。分析了關(guān)中地區(qū)典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)水文過程機理,構(gòu)建了適用于該類型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)水文模型,并以原位觀測數(shù)據(jù)對該模型進行評價。研究得到以下結(jié)果:1. 冬小麥夏玉米農(nóng)田能量及水碳通量季節(jié)與年際變化特征分析基于渦度相關(guān)系統(tǒng)和微氣象觀測系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)分析表明:輪作年的年總蒸散發(fā)（ET）分別為627mm-775mm。ET會隨著葉面積指數(shù)（LAI）的快速增長而增長,并且ET在LAI達到最大時達到相應的峰值。此后,ET會隨著葉片的衰老而降低。冬小麥日ET的最大值為5.5至6.0mm day^-1,夏玉米日ET的最大值為5.2至6.7mm day^-1。冠層導度（G

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

本研究技術(shù)路線圖

第二章關(guān)中地區(qū)冬小麥夏玉米農(nóng)田陸面過程觀測11第二章關(guān)中地區(qū)冬小麥夏玉米農(nóng)田陸面過程觀測2.1概述能量及水碳通量綜合觀測是研究生態(tài)水文過程機理、生態(tài)水文模型及陸面模型的基�；跍u度相關(guān)系統(tǒng)（EddyCovarianceSystem）的通量觀測在水文學、生態(tài)學、地球科學、環(huán)境科學、農(nóng)田水利等領(lǐng)域得到了廣泛應用。選擇具有代表性的生態(tài)系統(tǒng)及具有代表性的研究地點對陸面過程觀測的代表性尤為重要，冬小麥-夏玉米農(nóng)田作為中國旱作農(nóng)業(yè)的主要組成部分，同時也是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要部分。該類型下墊面均一，符合渦度相關(guān)技術(shù)的基本假設。本研究在陜西省楊凌站進行，主要針對關(guān)中平原典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)冬小麥-夏玉米農(nóng)田進行觀測，觀測自2013年3月開始。本章介紹了楊凌站的基本情況，觀測儀器及數(shù)據(jù)處理方法，并對該站點觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量進行了合理的評價，旨在為該類型陸面過程機理的研究提供可靠的原位觀測數(shù)據(jù)支持。2.2研究區(qū)域概況圖2-1研究地位置圖Fig.2-1Locationoftheresearchsite關(guān)中平原地處中國西北陜西省境內(nèi)，是中國主要的糧食產(chǎn)區(qū)之一。其糧食產(chǎn)量占陜西糧食總產(chǎn)量的三分之二（Zhaoetal.,2018)。關(guān)中平原位于陜西省中部，介于秦嶺和渭北北山之間，西起寶雞，東至潼關(guān)，長約300余公里，海拔323-800米，面積約3.6萬平方公里。因在函谷關(guān)和大散關(guān)之間，古代稱“關(guān)中”，亦有稱“秦中”之說，西窄東

西北農(nóng)林科技大學博士學位論文14和渦度相關(guān)觀測），顯熱平流，光合作用的能量消耗，以及表層土壤和冠層的能量存儲（LiandYu,2007）。近年來，劉渡、劉笑吟、岳平等在不同類型農(nóng)田系統(tǒng)開展了大量的能量通量特征和能量閉合方面的研究。參考FLUXNET的數(shù)據(jù)，其諸多站點的線性回歸的斜率范圍為0.53至0.99（均值為0.79±0.01）,截距范圍為-32.9至36.9Wm-2（均值為3.7±2.0Wm-2）（Wilsonetal.,2002）。而在ChinaFLUX所包含的站點，斜率的變化范圍為0.49至0.81（均值為0.67），截距變化范圍為10.8to79.9Wm-2（均值為28.9Wm-2）（Li,2005）。綜上所述，本研究的能量閉合分析的斜率和截距處于合理范圍內(nèi)。為了消除能量不閉合對通量分析的影響，本研究采用波文比法（Bowenratiomethod）來校正原始通量數(shù)據(jù)，以使能量通量達到完全閉合的狀態(tài)�；谛Ｕ蟮恼军c通量數(shù)據(jù)，可以用來進一步分析以揭示該類型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量、水碳通量季節(jié)年際規(guī)律。圖2-2能量平衡擬合分析，（a）夏玉米季，（b）冬小麥季Fig.2-2Dailyenergybalanceclosureforlatentplussensibleheatfluxes(LE+H)versusnetradiationminussoilheatflux(Rn-G)duringthe(a)summermaizeand(b)winterwheatgrowingseasons(2013-2018)nearYangling,China.表2-1不同年份冬小麥夏玉米能量閉合分析Table2-1summermaizeandwinterwheatenergybalanceclosureanalysisineachgrowingseason夏玉米冬小麥年份斜率截距R2斜率截距R220130.7613.220.750.91-3.000.9420140.903.400.810.89-2.100.9220150.7512.100.850.83-9.300.7420160.808.840.820.701.000.9220170.784.920.880.834.710.962013-20170.799.960.810.87-1.480.92


本文編號：3488351