青藏高原多年冻土区点尺度高寒草甸蒸散发及其互补关系

发布时间：2020-10-09 15:36

　　蒸散发链接生物圈和大气圈之间的水热交换过程,对大气降水、地表径流及土壤水分变化都有直接的影响,同时也对水资源和生态环境的变化起主导作用。高寒草甸是青藏高原重要的植被类型之一,研究青藏高原草甸蒸散发过程是研究高寒生态系统如何响应气候变化过程的重要组成部分。本文选取青藏高原三江源区风火山流域高寒草甸作为研究对象,用涡度相关数据和气象站数据分析高寒草甸实际蒸散发(ETa)和潜在蒸散发(ETp)过程及影响因素;用蒸散发互补理论(CR)拟合高寒草甸蒸散发过程。结果表明:(1)ETa和ETp过程在日/月尺度上呈波动状变化,且均在7月达到最大值,分别为3.34 mm/d和4.38 mm/d。降水期内ETa对降水的响应缓慢而持续,不同于ETp剧烈而短暂的特征。(2)ETa与ETp在不同时期内的影响因素不同。土壤完全冻结期和土壤非完全冻结/融化期内的土壤表层冻结的特征使ETa与一些气象因子之间无显著相关性,包括相对湿度、风速等,不同于ETp。而在土壤完全融化期内,ETa和ETp与风速均呈显著负相关关系。其中降水和辐射分别与风速在该时期的相反变化特征是导致上述现象的主要原因。(3)基于传统CR理论对研究区高寒草甸蒸散发不同时期的拟合结果显示:在土壤完全冻结期内不存在蒸散发的互补关系,但是当干燥度指数HI(ETa/ETp)0.2时,蒸散发呈非对称性互补关系,?=0.58;在土壤非完全冻结/融化期内呈蒸散发呈非对称性互补关系,?=0.63;在土壤完全融化期内,蒸散发呈非对称性互补关系,?=0.84。表明青藏高原高寒草甸蒸散发互补关系受季节要素的影响,因此使用CR理论估算ETa时,需要考虑季节因素。(4)基于物理边界限定条件最新CR理论拟合蒸散发,结果显示:青藏高原地区的特殊性,原始P-T公式下研究区高寒草甸的散发过程既偏离于最新的CR理论,也不适用于传统CR理论;经过对P-T公式修正后,有明显偏向最新CR理论的趋势,且在土壤完全融化期内呈明显的非对称性互补关系(?1)。研究区高寒草甸蒸散发互补关系呈季节性变化的影响因素除了大气、植被、土壤之外,多年冻土也是不可忽视的重要影响因素。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P426.2
【部分图文】：

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技术路线图

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兰州大学硕士研究生学位论文青藏高原多年冻土区点尺度高寒草甸蒸散发及其互补关系第二章材料与方法2.1 研究区区域概况2.1.1 地理位置研究区位于青藏高原腹部风火山地区的左冒孔曲小流域（图 2-1），地理坐标为（N 34°42' 59", E 92°53' 24"）, 流域面积大约为 16.2 km2，海拔介于 4700 -5100m 之间，距青海省格尔木市大约 350 km。

气象特征,沱沱河,五道梁,尺度

图 2-2 1957 - 2016 年五道梁和沱沱河年尺度气象特征时数。在月尺度上，日照时数呈“M”字型变化趋势，其中分别在份达到峰值，冬季日照时数较低是因为太阳直射角位于南回归线附近照时数较低则是因为多雨、多云的天气特征。（2）相对湿度：相对中水汽含量的百分比，表征大气的需水能力，是计算蒸散发的关键响蒸散发过程的重要因素。年尺度上相对湿度呈显著下降趋势，自16，下降幅度达 8 %左右。在月尺度上相对湿度呈“W”字型变化趋节（6 - 9 月）相对湿度最高，达到 70 %左右，而在冬季相对湿度 - 50 %之间。（3）气温：年尺度上气温呈显著增高趋势，从 50 年代的加到目前的-3.0 ℃左右，近六十年大约增加了 3.2 ℃，这与全球气一致，且气温增温幅度高于全球和青藏高原的平均增温水平[Wu S。在月尺度上气温呈倒“V”字型变化趋势。在 5 - 9 月土壤融化期到 0 ℃以上，但是年均气温则低于 0 ℃。（4）降水：年降水量在年呈“V”字型趋势变化，1957 - 1990，年降水量呈减小趋势，而自 1990

【参考文献】