淮河流域農田近地層湍流通量特征研究.pdf

1、通過分析2007年9月～2008年8月年在淮河流農田下墊面采用渦動相關法（Eddy Covariance，簡稱EC）測得的地氣間湍流通量以及輻射平衡分量和廓線資料，研究淮河流域農田地氣相互作用日、季變化特征，分析了農田不同下墊面以及作物不同生長期地表反照率、水熱通量、CO2通量、總體輸送系數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得的感熱、潛熱和動量通量進行對比分析，以期能夠全面深入了解農田生態(tài)系統的湍流輸送特征。得到的主要

2、結果有：
　　 （1）不同高度的風速、溫度和濕度日、季變化均很明顯。風速夜間小于白天，風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小；濕度基本隨高度的增加呈遞減趨勢，但也出現了逆濕現象。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。農田土壤濕度與降水及下墊面狀況有關。
　　 （2）農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最大，占凈輻射比例可達30％～50％；潛熱一直是農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％；反照率變化表現為：裸地<麥田<稻田<雪地。農田下墊面的總體輸送過程中動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通量垂直傳輸的大氣狀態(tài)。
　　 （3）地表能量平衡分析表明：農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為：裸地>小麥>水稻>雪地，裸地閉合率最高可達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；農田能量不閉合與夜間能量不平衡、下墊面部分能量吸收項的忽略以及湍流強度對湍流通量輸送的影響有關，整個觀測期渦度相關儀器直接觀測的湍流能量（LE+H）始終小于有效能（Rn-G），渦度相關儀器直接觀測的湍流通量可能有被低估的趨勢。
　　 （4）農田中梯度觀測和渦度法觀測的感熱通量有較好的一致性，兩方法所觀測通量的復相關系數均超過了0.6，且通過信度檢驗，可認為梯度法與渦度法總體具有較好