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《内蒙古农业大学》 2017年
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科尔沁沙地梯级生态系统蒸散发规律及模型模拟研究

王丹  
【摘要】:本文以科尔沁流动沙丘A4涡度数据为例,采用二次坐标旋转法(DR)和平面拟合法(PF)对水热通量、数据质量对比分析;选取科尔沁沙地梯级生态系统(流动沙丘-玉米地-草甸地-固定沙丘-半固定沙丘),结合2015年、2016年涡度相关系统实测的蒸散量,利用Shuttleworth-Wallace(S-W)模型对各生态系统蒸散量模拟分析,并进行适用性评价,得到的主要结论如下:(1)地形平缓区(180°-330°)垂直风速大于0,β在1.6773°左右;地形陡峭区(330°-180°)垂直风速小于0,β在-1.6486°左右;二次坐标旋转法和平面拟合法对潜热通量影响很大,分别增加17%和减小15%,二次坐标旋转法订正前后水热通量相关性均高于平面拟合法;二次坐标旋转法和平面拟合法订正后的数据分别有89.6%和89.3%通过湍流发展的充分性检验;摩擦风速由二次坐标旋转法订正前后的相关性高于平面拟合法;能量闭合率分别提高了 3.47%和2.78%;整个生长季中,6、8月订正后涡度数据质量有较好的提高。因此,二次坐标旋转法更适用于地面起伏较大的流动沙丘。(2)除流动沙丘外,各生态系统蒸散量呈明显的"钟型"分布,且随着夏季到秋季的变化,蒸散发的增强和减弱时间分别由6:00推迟到7:00、由19:00提前到18:00,增加减少的速率大小为玉米地草甸地固定沙丘、半固定沙丘流动沙丘;各站点植被"午休"现象导致蒸散量的减小量大小为固定沙丘、半固定沙丘草甸地玉米地,流动沙丘没有明显的植被"午休"现象。整体来说,蒸散量大小为:玉米地草甸地固定沙丘、半固定沙丘流动沙丘;降雨对各生态系统影响程度不同,在植被旺盛期为玉米地草甸地流动沙丘,在植被枯萎期为半固定沙丘草甸地固定沙丘流动沙丘。影响各生态系统实际蒸散发最显著的气象因素是Rn,不显著因素是θ。(3)日尺度上,S-W模型在玉米地的适用性高,流动沙丘则最低;且日尺度模拟精度低于小时尺度;小时尺度上,蒸散量模拟精度受天气影响,晴天高于阴、雨天,各生态系统适用性由高到低为:玉米地、草甸地、半固定沙丘、流动沙丘、固定沙丘;影响S-W模型最大的阻力和气象参数分别是冠层气孔阻力和净辐射、叶面积指数,最小的分别是冠层边界层阻力和土壤含水率;受阻力和气象参数影响最大的生态系统分别是草甸地和固定沙丘,最小的分别是半固定沙丘和草甸地。综上所述,S-W模型在科尔沁沙地中玉米地和草甸地的适用性更好。
【学位授予单位】:内蒙古农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q14

【参考文献】
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