本試驗(yàn)于2013-2015年在華北平原典型農(nóng)田-冬小麥/夏玉米農(nóng)田進(jìn)行,利用渦度相關(guān)系統(tǒng)對農(nóng)田與大氣間碳、水和熱量的交換進(jìn)行連續(xù)測量,同時(shí)利用微型土壤蒸發(fā)器和土壤呼吸測定儀對土壤蒸發(fā)和土壤呼吸速率進(jìn)行定期測量,系統(tǒng)地研究了冬小麥/夏玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)二氧化碳、水熱通量的動態(tài)變化特征及其對環(huán)境因子的響應(yīng)機(jī)制。并對Penman-Monteith模型的兩個(gè)延伸模型FAO-PM模型和R-K模型進(jìn)行分析,利用氣象數(shù)據(jù)對兩種模型中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行修正;通過模型預(yù)測值與渦度相關(guān)系統(tǒng)測量值的對比說明FAO-PM模型和R-K模型對冬小麥/夏玉米農(nóng)田蒸散量預(yù)測的實(shí)用性及準(zhǔn)確性,希望得到準(zhǔn)確預(yù)測蒸散量的實(shí)用性模型,便于掌握農(nóng)田不同生長時(shí)期的需水量,從而對農(nóng)田水分管理起到一定的指導(dǎo)作用。本研究的主要結(jié)論有:1.冬小麥/夏玉米農(nóng)田的能量分配特征凈輻射通量、顯熱通量、潛熱通量和土壤熱通量具有明顯的日變化,呈先增后減趨勢。各能量分量在12:00左右達(dá)到最大值。凈輻射通量在各能量分量之間的轉(zhuǎn)化與下墊面特點(diǎn)密切相關(guān)。玉米季約有5.3%的能量儲存于土壤,約57.3%的能量用于農(nóng)田蒸散,平均波文比大約為0.43;小麥季大約有4...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 陸地生態(tài)系統(tǒng)水、碳通量的研究進(jìn)展
    1.3 渦度相關(guān)技術(shù)
        1.3.1 渦度相關(guān)技術(shù)的發(fā)展
        1.3.2 渦度相關(guān)技術(shù)基本理論
    1.4 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳、水循環(huán)的研究進(jìn)展
    1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第二章 試驗(yàn)材料和方法
    2.1 引言
    2.2 研究區(qū)概況
    2.3 氣象條件
        2.3.1 近20年氣象條件的變化
        2.3.2 研究期間氣象條件的變化
    2.4 觀測儀器及數(shù)據(jù)采集
        2.4.1 渦度相關(guān)觀測系統(tǒng)
        2.4.2 常規(guī)氣象要素觀測系統(tǒng)
        2.4.3 輔助測量
    2.5 數(shù)據(jù)處理方法
    2.6 渦度數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)
        2.6.1 能量閉合度分析
        2.6.2 通量足跡分析
    2.7 小結(jié)
第三章 冬小麥/夏玉米農(nóng)田的能量分配特征
    3.1 引言
    3.2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量通量的變化特征
        3.2.1 農(nóng)田能量通量的日變化
        3.2.2 作物不同生長階段能量通量的變化特征
        3.2.3 能量通量的季節(jié)變化
    3.3 夏玉米/冬小麥田的能量分配特征
    3.4 小結(jié)
第四章 冬小麥/夏玉米農(nóng)田CO₂通量變化特征及影響因素分析
    4.1 引言
    4.2 冬小麥/夏玉米農(nóng)田CO₂通量特征
        4.2.1 摩擦風(fēng)速閾值的確定
        4.2.2 CO₂通量的日變化
        4.2.3 CO₂通量的季節(jié)變化
    4.3 土壤呼吸特征
        4.3.1 土壤呼吸速率的日變化
        4.3.2 土壤呼吸速率的季節(jié)變化
    4.4 相關(guān)性分析
        4.4.1 農(nóng)田CO₂通量的相關(guān)性分析
        4.4.2 土壤呼吸的相關(guān)性分析
    4.5 小結(jié)
第五章 冬小麥/夏玉米農(nóng)田蒸散特征及影響因素分析
    5.1 引言
    5.2 農(nóng)田的蒸散特征
        5.2.1 不同生長階段農(nóng)田蒸散的日變化
        5.2.2 夏玉米和冬小麥田日蒸散變化特征
        5.2.3 農(nóng)田日蒸散的季節(jié)變化
        5.2.4 月蒸散量的變化
    5.3 土壤蒸發(fā)的變化特征
        5.3.1 土壤溫濕度狀況
        5.3.2 土壤蒸發(fā)與同期蒸散量的對比
    5.4 相關(guān)性分析
        5.4.1 蒸散與環(huán)境因素的相關(guān)性分析
        5.4.2 土壤蒸發(fā)與環(huán)境因素的相關(guān)性分析
    5.5 水分利用效率
        5.5.1 水分利用效率日變化
        5.5.2 水分利用效率的季節(jié)變化
    5.6 小結(jié)
第六章 冬小麥/夏玉米農(nóng)田蒸散量的模擬研究
    6.1 引言
    6.2 Penman-Monteith模型
        6.2.1 FAO-PM模型的建立
        6.2.2 R-K模型的建立
    6.3 統(tǒng)計(jì)分析方法
    6.4 模型的校正
        6.4.1 作物系數(shù)的確定
        6.4.2 R-K模型中經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的確定
    6.5 模型對農(nóng)田日蒸散量的預(yù)測
        6.5.1 FAO-PM模型預(yù)測農(nóng)田日蒸散量
        6.5.2 R-K模型預(yù)測農(nóng)田的日蒸散量
    6.6 模型對作物不同生長階段蒸散量的預(yù)測
    6.7 R-K模型經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的分階段處理
        6.7.1 R-K-I模型在夏玉米農(nóng)田的應(yīng)用
        6.7.2 R-K-I模型在冬小麥農(nóng)田的應(yīng)用
    6.8 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3775611