淮河流域農(nóng)田近地層湍流通量特征研究.pdf

1、通過(guò)分析2007年9月～2008年8月年在淮河流農(nóng)田下墊面采用渦動(dòng)相關(guān)法（Eddy Covariance，簡(jiǎn)稱(chēng)EC）測(cè)得的地氣間湍流通量以及輻射平衡分量和廓線資料，研究淮河流域農(nóng)田地氣相互作用日、季變化特征，分析了農(nóng)田不同下墊面以及作物不同生長(zhǎng)期地表反照率、水熱通量、CO2通量、總體輸送系數(shù)以及能量平衡比率等的變化規(guī)律，并且將渦度法與梯度法測(cè)得的感熱、潛熱和動(dòng)量通量進(jìn)行對(duì)比分析，以期能夠全面深入了解農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的湍流輸送特征。得到的主要

2、結(jié)果有：
　　 （1）不同高度的風(fēng)速、溫度和濕度日、季變化均很明顯。風(fēng)速夜間小于白天，風(fēng)速隨高度的增加而增大；溫度廓線夜間呈逆溫狀態(tài)，白天溫度隨高度的增加而減?。粷穸然倦S高度的增加呈遞減趨勢(shì)，但也出現(xiàn)了逆濕現(xiàn)象。10 cm以上土壤溫度有明顯的日、季變化特征，而10 cm以下土壤溫度只存在明顯月變化。農(nóng)田土壤濕度與降水及下墊面狀況有關(guān)。
　　 （2）農(nóng)田下墊面近地層輻射平衡各分量和能量通量隨著季節(jié)、天氣和下墊面的變化，其

3、變化的幅度、形態(tài)存在著明顯的差異。淮河流域熱量資源較豐富，太陽(yáng)輻射年總量約為4878.8 MJ·m-2；凈輻射在各能量間的分配和地表反照率主要受下墊面狀況的影響，感熱通量在下墊面為裸地時(shí)最大，占凈輻射比例可達(dá)30％～50％；潛熱一直是農(nóng)田能量消耗的主要形式，占凈輻射比例為50％～80％，土壤熱通量占凈輻射的比例一般均小于10％；反照率變化表現(xiàn)為：裸地<麥田<稻田<雪地。農(nóng)田下墊面的總體輸送過(guò)程中動(dòng)力因子的作用大于熱力作用；CO2通量受下

4、墊面的影響較大，在不同下墊面以及作物不同的生長(zhǎng)期，CO2通量均有明顯的變化，CO2凈吸收在作物抽穗期最大可達(dá)2.86g/（㎡·h），研究表明近中性條件是最有利于水熱和CO2通量垂直傳輸?shù)拇髿鉅顟B(tài)。
　　 （3）地表能量平衡分析表明：農(nóng)田能量平衡處于不閉合狀態(tài)，全天能量閉合率平均為0.89，各下墊面的能量平衡閉合率表現(xiàn)為：裸地>小麥>水稻>雪地，裸地閉合率最高可達(dá)0.91，而雪地只有0.46，白天能量平衡閉合程度明顯大于夜間，白天

5、能量閉合率平均為0.78，夜間平均僅有0.24；農(nóng)田能量不閉合與夜間能量不平衡、下墊面部分能量吸收項(xiàng)的忽略以及湍流強(qiáng)度對(duì)湍流通量輸送的影響有關(guān)，整個(gè)觀測(cè)期渦度相關(guān)儀器直接觀測(cè)的湍流能量（LE+H）始終小于有效能（Rn-G），渦度相關(guān)儀器直接觀測(cè)的湍流通量可能有被低估的趨勢(shì)。
　　 （4）農(nóng)田中梯度觀測(cè)和渦度法觀測(cè)的感熱通量有較好的一致性，兩方法所觀測(cè)通量的復(fù)相關(guān)系數(shù)均超過(guò)了0.6，且通過(guò)信度檢驗(yàn)，可認(rèn)為梯度法與渦度法總體具有較好