冬小麦/夏玉米农田碳、水通量测定及蒸散量的模拟研究
发布时间：2023-03-31 18:50
本试验于2013-2015年在华北平原典型农田-冬小麦/夏玉米农田进行,利用涡度相关系统对农田与大气间碳、水和热量的交换进行连续测量,同时利用微型土壤蒸发器和土壤呼吸测定仪对土壤蒸发和土壤呼吸速率进行定期测量,系统地研究了冬小麦/夏玉米农田生态系统二氧化碳、水热通量的动态变化特征及其对环境因子的响应机制。并对Penman-Monteith模型的两个延伸模型FAO-PM模型和R-K模型进行分析,利用气象数据对两种模型中的关键参数进行修正;通过模型预测值与涡度相关系统测量值的对比说明FAO-PM模型和R-K模型对冬小麦/夏玉米农田蒸散量预测的实用性及准确性,希望得到准确预测蒸散量的实用性模型,便于掌握农田不同生长时期的需水量,从而对农田水分管理起到一定的指导作用。本研究的主要结论有:1.冬小麦/夏玉米农田的能量分配特征净辐射通量、显热通量、潜热通量和土壤热通量具有明显的日变化,呈先增后减趋势。各能量分量在12:00左右达到最大值。净辐射通量在各能量分量之间的转化与下垫面特点密切相关。玉米季约有5.3%的能量储存于土壤,约57.3%的能量用于农田蒸散,平均波文比大约为0.43;小麦季大约有4...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 陆地生态系统水、碳通量的研究进展
1.3 涡度相关技术
1.3.1 涡度相关技术的发展
1.3.2 涡度相关技术基本理论
1.4 农田生态系统碳、水循环的研究进展
1.5 研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 试验材料和方法
2.1 引言
2.2 研究区概况
2.3 气象条件
2.3.1 近20年气象条件的变化
2.3.2 研究期间气象条件的变化
2.4 观测仪器及数据采集
2.4.1 涡度相关观测系统
2.4.2 常规气象要素观测系统
2.4.3 辅助测量
2.5 数据处理方法
2.6 涡度数据质量评价
2.6.1 能量闭合度分析
2.6.2 通量足迹分析
2.7 小结
第三章 冬小麦/夏玉米农田的能量分配特征
3.1 引言
3.2 农田生态系统能量通量的变化特征
3.2.1 农田能量通量的日变化
3.2.2 作物不同生长阶段能量通量的变化特征
3.2.3 能量通量的季节变化
3.3 夏玉米/冬小麦田的能量分配特征
3.4 小结
第四章 冬小麦/夏玉米农田CO2通量变化特征及影响因素分析
4.1 引言
4.2 冬小麦/夏玉米农田CO2通量特征
4.2.1 摩擦风速阈值的确定
4.2.2 CO2通量的日变化
4.2.3 CO2通量的季节变化
4.3 土壤呼吸特征
4.3.1 土壤呼吸速率的日变化
4.3.2 土壤呼吸速率的季节变化
4.4 相关性分析
4.4.1 农田CO2通量的相关性分析
4.4.2 土壤呼吸的相关性分析
4.5 小结
第五章 冬小麦/夏玉米农田蒸散特征及影响因素分析
5.1 引言
5.2 农田的蒸散特征
5.2.1 不同生长阶段农田蒸散的日变化
5.2.2 夏玉米和冬小麦田日蒸散变化特征
5.2.3 农田日蒸散的季节变化
5.2.4 月蒸散量的变化
5.3 土壤蒸发的变化特征
5.3.1 土壤温湿度状况
5.3.2 土壤蒸发与同期蒸散量的对比
5.4 相关性分析
5.4.1 蒸散与环境因素的相关性分析
5.4.2 土壤蒸发与环境因素的相关性分析
5.5 水分利用效率
5.5.1 水分利用效率日变化
5.5.2 水分利用效率的季节变化
5.6 小结
第六章 冬小麦/夏玉米农田蒸散量的模拟研究
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 统计分析方法
6.4 模型的校正
6.4.1 作物系数的确定
6.4.2 R-K模型中经验系数的确定
6.5 模型对农田日蒸散量的预测
6.5.1 FAO-PM模型预测农田日蒸散量
6.5.2 R-K模型预测农田的日蒸散量
6.6 模型对作物不同生长阶段蒸散量的预测
6.7 R-K模型经验系数的分阶段处理
6.7.1 R-K-I模型在夏玉米农田的应用
6.7.2 R-K-I模型在冬小麦农田的应用
6.8 小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3775611
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 陆地生态系统水、碳通量的研究进展
1.3 涡度相关技术
1.3.1 涡度相关技术的发展
1.3.2 涡度相关技术基本理论
1.4 农田生态系统碳、水循环的研究进展
1.5 研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 试验材料和方法
2.1 引言
2.2 研究区概况
2.3 气象条件
2.3.1 近20年气象条件的变化
2.3.2 研究期间气象条件的变化
2.4 观测仪器及数据采集
2.4.1 涡度相关观测系统
2.4.2 常规气象要素观测系统
2.4.3 辅助测量
2.5 数据处理方法
2.6 涡度数据质量评价
2.6.1 能量闭合度分析
2.6.2 通量足迹分析
2.7 小结
第三章 冬小麦/夏玉米农田的能量分配特征
3.1 引言
3.2 农田生态系统能量通量的变化特征
3.2.1 农田能量通量的日变化
3.2.2 作物不同生长阶段能量通量的变化特征
3.2.3 能量通量的季节变化
3.3 夏玉米/冬小麦田的能量分配特征
3.4 小结
第四章 冬小麦/夏玉米农田CO2通量变化特征及影响因素分析
4.1 引言
4.2 冬小麦/夏玉米农田CO2通量特征
4.2.1 摩擦风速阈值的确定
4.2.2 CO2通量的日变化
4.2.3 CO2通量的季节变化
4.3 土壤呼吸特征
4.3.1 土壤呼吸速率的日变化
4.3.2 土壤呼吸速率的季节变化
4.4 相关性分析
4.4.1 农田CO2通量的相关性分析
4.4.2 土壤呼吸的相关性分析
4.5 小结
第五章 冬小麦/夏玉米农田蒸散特征及影响因素分析
5.1 引言
5.2 农田的蒸散特征
5.2.1 不同生长阶段农田蒸散的日变化
5.2.2 夏玉米和冬小麦田日蒸散变化特征
5.2.3 农田日蒸散的季节变化
5.2.4 月蒸散量的变化
5.3 土壤蒸发的变化特征
5.3.1 土壤温湿度状况
5.3.2 土壤蒸发与同期蒸散量的对比
5.4 相关性分析
5.4.1 蒸散与环境因素的相关性分析
5.4.2 土壤蒸发与环境因素的相关性分析
5.5 水分利用效率
5.5.1 水分利用效率日变化
5.5.2 水分利用效率的季节变化
5.6 小结
第六章 冬小麦/夏玉米农田蒸散量的模拟研究
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 统计分析方法
6.4 模型的校正
6.4.1 作物系数的确定
6.4.2 R-K模型中经验系数的确定
6.5 模型对农田日蒸散量的预测
6.5.1 FAO-PM模型预测农田日蒸散量
6.5.2 R-K模型预测农田的日蒸散量
6.6 模型对作物不同生长阶段蒸散量的预测
6.7 R-K模型经验系数的分阶段处理
6.7.1 R-K-I模型在夏玉米农田的应用
6.7.2 R-K-I模型在冬小麦农田的应用
6.8 小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3775611
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