分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 蒸散发(ET)是陆地水循环过程的重要组成部分, 同时也是区域能量平衡以及水量平衡的关键环节, 精确估算ET, 对于提高水分利用效率以及优化区域用水结构具有重要意义。本文利用黑河重大计划观测数据, 对比了考虑CO2 浓度和不考虑CO2 浓度对玉米冠层影响的冠层阻力模型, 分别将其耦合到双源的Shuttleworth-Wallace(S-W)模型中, 并利用这两种模型分时段对玉米整个生育期内半小时尺度上的ET 进行模拟,利用涡度相关实测数据对模型进行验证, 最后分别对影响玉米冠层阻力的气象要素和影响ET的阻力参数进行敏感性分析, 探寻大气CO2 浓度改变条件下黑河中游绿洲区玉米不同生长阶段的农田耗水规律。结果表明: 本文所修正的考虑CO2 浓度对玉米冠层影响的冠层阻力模型耦合到S-W 模型后, 能够较精准地模拟玉米整个生育期不同生长阶段半小时尺度上农田耗水过程。敏感性分析表明: 各生长阶段冠层阻力( crs )和冠层面高度到参考面高度间的空气动力阻力( ara )对ET的影响最为强烈, 其他阻力参数对ET的影响不明显, ET的变化程度随着 crs 和 ara的增大而减小。本文所修正的考虑CO2 浓度影响的分时段双源模型能够精准地模拟玉米整个生育期各生长阶段的ET, 可为种植结构调整和土地利用方式改变以及CO2 浓度变化环境下的农田蒸散研究提供参考。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-08 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 蒸散发(ET)是区域能量平衡以及水量平衡的关键环节, 精确估算蒸散发, 对于提高水分利用效率以及优化区域用水结构具有重要意义, 而冠层阻抗则是准确估算蒸散发的一个重要变量。为了确定冠层阻抗模型区域适用性、解决其参数化问题, 本研究基于黑河重大研究计划已有的通量观测数据, 以Irmak 模型为基础,考虑微气象因子与冠层阻抗之间的关系, 增加了大气CO2 浓度对冠层阻抗的影响, 构建了未考虑CO2 和考虑CO2 影响的两种Irmak 模型, 并将其与Penman-Monteith(P-M)模型耦合, 利用已有涡度相关数据, 分析和检验了两种冠层阻抗模型对环境变量和大气CO2 浓度响应的模拟结果, 并对模型参数进行敏感性分析。结果表明:将考虑大气CO2 浓度影响的Irmak 模型与Penman-Monteith 模型耦合, 能够更好地模拟玉米冠层阻抗和蒸散量对外部环境变量的响应过程。在参数率定期该模型所模拟的冠层阻抗和蒸散量与实测值之间的R2 分别达0.76和0.95, RMSE 分别达33.1 s·m1 和34.5 W·m2; 模型验证期冠层阻抗和蒸散量模拟值与实测值之间的R2 分别达0.68 和0.90, RMSE 分别达63.2 s·m1 和49.0 W·m2。两个独立验证点结果表明考虑了大气CO2 浓度影响的Irmak 模型具有较好的空间可移植性和适应性, 模型能够较为准确地模拟玉米在整个生长季半小时时间尺度上的农田耗水过程。敏感性分析表明玉米冠层阻抗及其蒸散量对净辐射和相对湿度变化最为敏感, 其次是气温、叶面积指数和大气CO2 浓度。本文所构建的考虑大气CO2 浓度对于玉米冠层阻抗影响的Irmak 模型能够较为准确地估算作物蒸散量, 并可为种植结构调整、土地利用方式改变以及大气CO2 浓度变化环境下的农田耗水研究提供一定的研究依据。
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