郭建茂[1]2004年在《宁南地区区域蒸发（散）量的遥感研究》文中研究表明区域蒸发散的计算是一个非常复杂的问题。利用遥感资料求取NDVI，依据NDVI和地理信息资料，将地表分成6类：水体、裸地区、草地—裸地区(有草覆盖但未完全覆盖)、草地完全覆盖区、树林区、灌木丛区。将水体单独处理，由参考作物蒸散乘以比例系数直接计算得出水体蒸发；建立了4种单一类型下垫面(裸地区、草地完全覆盖区、乔木林区、灌丛区)蒸散计算模型；对混合下垫面(草地—裸地区)区域蒸发(散)计算方法使用裸土和草地完全覆盖蒸发(散)计算模型，然后结合植被覆盖度给出。将下垫面分类，不同的类型使用不同的方法，是可行的和合理的，可使计算更符合实际情况。 在没有实测的日蒸发(散)资料的情况下，本研究采用被公认和广泛使用的国际粮农组织推广使用的彭曼—蒙蒂斯方法计算日蒸发(散)量，以此作为对照进行结果检验。 估算区域蒸发(散)量的过程中，得到许多有意义的量：地表特征参数(植被指数NDVI、地表反射率、地表温度)；地表辐射平衡各量(地表短波吸收辐射、地表长波辐射、大气逆辐射、地表净辐射)；地表热量平衡各量(土壤热通量、显热通量、潜热通量)。并得出其各量的分布图和直方图，分类别讨论了其分布特征，使得对宁夏南部区域地表特征、地表辐射和热量平衡区域分布有一个直观、综合的了解和认识。 分析各量的分布图和直方图，可以清楚地发现：各量的分布呈现明显的地带性。大面积的森林和灌丛(如六盘山一带)、茂密的草地(如月亮山)、河流边缘及附近有灌溉的地域(分布有草地和农田)、水体以及裸地区，这些区域各量的分布特征与其周围地域明显不同。研究分析还发现，植被的覆盖对下垫面的水热性状影响很大。
郭建茂, 陆维松, 王连喜, 刘文泉, 刘建栋[2]2006年在《宁南地区地表辐射和热量平衡的遥感研究》文中研究指明本文在利用LANDSAT-7ETM+卫星遥感资料求取地表特征参数的基础上,将地表分成5类,结合常规气象观测资料,分别计算得出宁夏南部地表辐射和热量平衡各量的区域分布,并得出其各量的分布图和直方图,分类别讨论了其分布特征,使得对宁夏南部区域地表辐射和热量平衡区域分布有一个直观、综合的了解和认识。
薛忠歧[3]2006年在《银川平原植被生态变化规律及其影响因素的遥感研究》文中指出宁夏地处干旱半干旱地带,是全国生态环境最突出、生态系统最脆弱的省区之一。恶劣的生态环境问题严重制约着宁夏经济、社会的可持续发展。从2002年起,国家为了缓解黄河断流问题,逐年压减宁夏黄河引水量,水资源短缺加剧了宁夏生态环境的恶化,造成主要环境因素组合不协调,自然生态系统功能偏低,环境容量较小,生态平衡脆弱。 本文在总结大量国内外文献的基础上,利用美国航天局发布的最新全球植被指数数据GIMMS NDVI和高分辨率的MODIS NDVI对宁夏全区1982—2004年的生态植被变化趋势进行了研究,结果表明,在1982—1999年间,宁夏全区除盐池一麻黄山地区外,其余地区的植被发育趋势较好,但是从2000后随着引用黄河水量的逐渐减少,宁夏地区银川平原、中宁平原以及扬黄工程红寺堡灌区的植被均出现了轻微退化。通过对气象因素的分析可以看出,盐池—麻黄山、贺兰山及六盘山区的植被主要受降雨量的影响,而红寺堡地区的植被退化主要受扬黄工程的影响,是次生盐渍化的结果。 银川平原位于宁夏回族自治区北部,面积7790km~2,在宁夏占据非常重要的地位。根据本文研究成果,银川平原的生态植被主要受引用黄河水量的影响,是由于引用黄河水量的减少导致地下水位下降而引起的。 同时,通过地下水位模拟和植被覆盖率的对应关系的探讨,得出银川平原最适宜绿洲生长的水位埋深为3m左右,区间值为2—4m,当水位埋深小于2m时容易形成盐渍化地带,水位埋深大于4m时,地下水对植被的补给能力变弱,两种情况都不利于植物生长。 最后,论文对银川平原绿洲的生态需水量进行了计算。银川平原如果要维护植被正常生长和不出现退化趋势,需要的最小生态环境需水量为49.56亿m~3。通过模拟地下水位埋深与蒸发量的关系,可以发现当潜水水位埋深大于3m时,水位埋深对蒸发的影响会很小。
郭建茂, 王连喜, 郑有飞, 李建萍[4]2004年在《宁夏南部区域蒸发(散)量遥感估算方法》文中研究表明在利用LANDSAT-7ETM+卫星遥感资料求取地表特征参数的基础上,将地表分成6类,结合常规气象观测资料,分类别计算,最后综合得出宁夏南部区域蒸发(散)量,并对结果进行分析验证。
杨泽粟[5]2016年在《黄土高原植被生理过程和蒸散量计算方法及变化特征研究》文中提出黄土高原是我国独特的地理和生态环境区域,有关该地区陆面植被生理过程和水分过程的研究是黄土高原陆面过程研究亟待解决的科学问题。本文以黄土高原主要农作物为代表分析了植被生理特征对微气象条件、微集雨垄沟覆膜方式的响应规律,评估了国际上主要蒸散量估算模型在黄土高原的适用性,并在此基础上发展了黄土高原蒸散量估算方法,基于此方法分析了黄土高原近30年蒸散量时空分布特征及其影响因素,同时,也利用观测资料分析了蒸散量年际变化及其植被生理调控。主要得到以下几点结论:(1)通过大田试验,分析了大田条件下春小麦旗叶抽穗期和灌浆期光合生理特征的动态变化规律,及对空气温湿度的响应及其阈值,探讨了自然条件下光合作用的气孔与非气孔限制特征。研究发现抽穗期净光合速率与空气温度成负相关,灌浆期净光合速率与气温成二次曲线相关,阈值温度为23.0℃。蒸腾速率与空气温度都成单峰型关系,阈值空气温度抽穗期为21.7℃,灌浆期为23.4℃。气孔导度与空气温度成二次曲线关系,阈值温度在抽穗期灌浆期分别为21.0℃和24.0℃。净光合速率与空气相对湿度成极显着正相关,蒸腾速率、气孔导度与空气湿度呈正相关。春小麦旗叶光合作用在抽穗期和灌浆期均出现明显的气孔限制,但出现限制时段不同,抽穗期主要出现在下午,灌浆期主要是中午较强。抽穗期气孔导度对饱和水汽压差更敏感,该生育期下午出现更为明显的气孔限制。灌浆期中午出现较为明显的光合“午休”现象,其主要原因是较大VPD和强烈的辐射致使气孔关闭,气孔限制非常明显,并且非气孔限制因素也较为突出。从抽穗期至灌浆期,由于气孔对饱和水汽压差敏感性的下降以及“午休”策略,光合气孔限制逐渐减小,是春小麦在半干地区维持较高光合速率,保证产量的重要自适应机制。(2)微集雨技术是旱作农业重要栽培技术,近年来发展十分迅速,为探究土壤-植被水分特征及水分运移对垄沟微集雨的响应,以平地不覆膜为对照,研究了马铃薯叶片和土壤水势水势对不同沟垄和覆膜方式的响应。不同沟垄和覆膜方式在不同土层和不同生育期对土壤和叶片水势的影响差异显着。各处理土壤水势表现出2种日变化特征:0~20cm土层,开花期土垄处理、块茎膨大期土垄和膜垄处理、成熟期膜垄和全膜双垄沟播处理为先下降后上升型,其余的为逐渐下降型;20~40cm土层,各处理土壤水势呈逐渐下降趋势。叶片水势表现出两种日变化特征:开花期和块茎膨大期表现为双低谷型,双低谷分别在13:00和17:00,成熟期为“v”型,即单低谷型,低谷出现在17:00。各处理叶片水势日变化特征相同,但水势大小存在差异:在水分关键期(开花期和块茎膨大期)土垄叶片水势显着高于其他处理,而成熟期则是全膜双垄沟播最高。随着生育期进程土壤水势和叶片水势均表现为先减小后增大的趋势。20~40cm土层对叶片水势影响最大,土垄处理在该土层具有最高的水势。较强的蒸腾作用加速了土壤-植被-大气连续体的水分运移速率,是导致膜垄和全膜双垄沟播处理水势低于土垄的主要原因。(3)通过评估目前国际上主要的八个et模型在黄土高原地区的效果发现,各模型整体估算效果从最好到最差的排序为:改进的priestley-taylor模型(pt-jpl),yao等改进的pt-jpl模型(m1-pt-jpl),clm,garcia等改进的pt-jpl模型(m2-pt-jpl),改进的penman-monteith模型(rs-pm),经验模型(wang),平流—干旱模型(aa)和能量平衡模型(sebs)。所有模型冬季、夏季估算效果均表现不佳,而春季、秋季估算效果较好。考虑不同下垫面状况,wang、rs-pm、pt-jpl、m1-pt-jpl和m2-pt-jpl模型估算效果在农田更好,而aa、sebs和clm估算效果则在草地更好。考虑不同气候,pt-jpl和wang模型估算效果在半干旱地区比半湿润地区好,而clm、sebs和rs-pm模型则相反,aa、m1-pt-jpl和m2-pt-jpl模型在半干旱和半湿润地区估算效果相似。各模型估算效果受不同年降雨量条件影响较大:wang模型在一些降雨量条件下估算效果较好,但在其它降水量下可通过重新校正其经验参数获得较好结果;pt-jpl模型估算效果在普通降水量条件下较好且较为稳定,但在异常高的降水量条件下导致估算效果降低;两个改进pt-jpl模型继承了pt-jpl模型较为稳定的特点,通过修改土壤湿度限制因子,在异常高降水量条件下估算效果得到提升;rs-pm模型更适合于较大年降水量条件,因为基于vpd的地表阻抗更适用于湿润环境。aa模型估算效果在较大降水量条件下减弱,因为互补理论更适用于干旱环境。sebs模型在600mm年降水量下估算效果最好。clm在年降水量大于600mm时估算效果最好,在年降水量小于600mm时估算效果仅稍有减弱。clm是适用于所有年降水量条件的最佳估算模型,其次是pt-jpl,它也具有较好的估算效果并且模型结构更简单。(4)进一步对比clm(communitylandmodel)模拟蒸散量和地面实测蒸散量发现,clm模拟蒸散量在半湿润地区较精确,在半干旱地区误差较大,而这种误差与植被指数呈正相关关系,与不同气候区植被的生理响应特征密切相关.虽然clm考虑了植被生理生化过程,但并没有考虑不同气候区植被的生理过程的差别。于是,在考虑植被生态气候效应后,基于clm模式模拟资料和卫星遥感植被指数建立了一种黄土高原蒸散量新估算方法,该方法考虑了不同干湿气候区植被生理特征的特性,在一定程度上弥补了clm植被生理过程参数化方案不够完善引起的模拟蒸散量的较大不确定性,对半干旱地区蒸散量估算效果有明显改善:与观测值相关系数提高了0.07,均方根误差减小了6.2mm,相对误差减小达13.9%.(5)利用黄土高原地表蒸散量、气象和生态观测数据,分析了蒸散量的年际变化特征及其生理生态调控。黄土高原地表蒸散量具有明显的年际变化特征(~19.5%)。参考蒸散量、降水量、土壤含水量、ndvi和冠层导度等环境因子也表现出较为明显的年际变化特征,ndvi的年际变化幅度相比其他因子较弱。降水量是蒸散量年际变化的原始强迫因子,ndvi和冠层导度在调控地表蒸散量过程中起着重要作用,它们消弱了土壤湿度与蒸散量的直接相关关系,导致土壤湿度与蒸散量表现出弱相关性。在各生态系统中,土壤湿度和空气水汽压通过植被生理生态响应影响蒸散量。在半干旱地区,不同生态系统具有不同的生理生态调控机制:半干旱草地冠层导度对土壤湿度和空气水汽压响应敏感,从而有效的调节蒸腾速率;半干旱农田ndvi对土壤湿度和空气水汽压响应敏感,ndvi的年际变化主导着冠层导度的年际变化,从而调控蒸散量。这意味着蒸散量在半干旱农田具有较强的生态调控,而半干旱草地具有较强的生理调控。在半湿润农田虽然ndvi对土壤湿度响应敏感,但由于较好的水分条件,植被的生理生态调控作用较弱。(6)利用新建立的蒸散量计算方法估算了黄土高原地区1982-2013年地表蒸散量,并分析了蒸散量时空变化特征及其影响因素。黄土高原平均年蒸散量由东南向西北逐渐递减,蒸散量变化范围为50-500mm之间,区域平均蒸散量为299.5mm.半湿润的天水地区和黄河、渭河及洛河交汇地区为蒸散量的高值区.近31年黄土高原地区年平均地表蒸散量呈下降趋势,平均下降速率为-1.65mmyear-1,反映出黄土高原水循环减弱.80年代、90年代蒸散量下降较小,本世纪00年代下降幅度较大.蒸散量在90年代波动幅度明显大于其它年代,这种剧烈波动体现了水循环失衡.各季节变化趋势差异较大,除秋季微弱上升之外,其余季节均下降.夏季蒸散量约占全年蒸散量一半,其下降趋势主导了全年蒸散量的变化.春季下降趋势较小,但波动幅度大.冬季蒸散量很小,呈微小的减少趋势.不同气候区下,半干旱地区较半湿润地区蒸散量下降速率大.局地蒸散量气候倾向率与平均降水量密切相关:平均降水量小于400mm的地区,气候倾向率为负值;平均降水量介于400mm-600mm的地区,气候倾向率正负值均存在,是正负转变的过渡区;平均降水量大于600mm的地区,气候倾向率为正值.蒸散量在降水量小的地区减小,在降水量大的地区增大,导致在黄土高原形成两种相反的反馈机制,这反映了水分和能量对蒸散量变化的综合作用.(7)利用clm和pt-jpl两种方法估算了1982-2011年全球典型半干旱地区蒸散量。近30年全球典型半干旱地区蒸散量均呈下降趋势,其中,北非半干旱区下降速率最快,达-8.6mm/year,南非半干旱区下降最慢,约为-0.7mm/year。与全球典型半干旱地区相比,黄土高原近30年蒸散量下降速率低于北非、澳大利亚,与南美下降速率相当,大于北美、东亚、中亚半干旱区。黄土高原地区在同纬度半干旱地区中蒸散量下降速率最大,约为-3.7 mm/year。黄土高原、东亚、中亚和南非夏半年下降趋势明显,但冬半年下降趋势不明显,而北美、南美、北非、澳大利亚冬半年和夏半年均表现出明显的下降趋势。控制蒸散量的3个基本因素中,大气蒸发需求在各半干旱区均表现为上升趋势,且黄土高原在同纬度半干旱区中上升最快,各半干旱区辐射均为下降趋势,除南非之外各半干旱地区降雨量均呈下降趋势,南非半干旱区降雨量呈微弱增加趋势。RH是土壤湿度的有效代表,是决定蒸散量下降的主要因素,黄土高原较同纬度其它半干旱地区RH下降快表明黄土高原干旱化更剧烈,是导致黄土高原在同纬度半干旱地区中蒸散量下降最快的主要原因。
齐实[6]1999年在《水土保持可持续发展研究》文中提出本论文以可持续发展理论为指导,结合国家科技攻关项目,以黄土丘陵沟壑区小流域为研究对象,从水土保持可持续发展理论,小流域水土保持可持续发展的理论分析,小流域水土保持环境系统的基础研究,小流域系统调控,土地生产力开发,小流域系统监测和评价以及流域管理信息系统等方面进行了全面系统的研究。其成果对于我国的水土保持可持续发展具有重要的理论和实践意义。 1.在对国内外可持续发展研究现状深入了解和认识的基础上,首次提出了水土保持可持续发展的概念,系统论述了水土保持可持续发展的概念、水土保持可持续发展研究的内容和方法,水土保持可持续发展评价及指标,并提出了我国水土保持可持续发展的基本思路。 2.应用自行研制的大型人工降雨装置,所获取的大量资料,从运动波理论的基本方程入手分析坡面产流机制。用数学模拟手段研究坡面泥沙的时空变化规律,最终建立了坡面土壤侵蚀随时空变化的动态模型和参数预测模型,其研究结果对进一步了解小流域水沙动态过程和指导水土流失综合治理实践提供了重要的理论依据。在此基础上,采用了侵蚀专业模型与地理信息系统松散耦合的研究方案,建立电算模型,对流域土壤侵蚀进行模拟。在对流域水文的DEM模型分析基础之上,进行流域径流水文分析,土壤侵蚀量的计算,使其可以模拟流域空间范围内的每一个单元格、地块、全流域的土壤侵蚀在场降雨侵蚀和全年侵蚀,做到了土壤侵蚀模拟的时间、空间分布。有利于更加明确流域内的重点侵蚀与产沙区和污染物的来源。对水土保持、泥沙治理、污染防治等方面都有重要的实际意义。 3.在SPAC理论的指导下,系统观测降水、渗透、蒸腾、蒸发、水分等因子,综合应用时间序列分析、霍顿下渗模型、谐波分析、灰色关联分析、水量平衡原理等方法和手段,对小流域的降水变化规律、土壤入渗性能、植物蒸腾、土壤蒸发、土壤水分时空变化规律、流域综合治理措施对水资源合理利用的影响进行了全面深入系统的研究,并且建立了小流域土壤水分预测评价模型;研究表明:①该地区年际降水变化具有周期性,变化周期为132月,约11年;②综合治理措施可使土壤入渗性能得到改善,林草地平均增加入渗量30%,梯田62%;③土壤的降水输入最不能满足乔木林地和草地的蒸腾消耗;④林草地水分利用率较农作物高;⑤本地区土壤水分变化可划为四个时期,四月初至六月中旬为春季土壤水分缓慢蒸发期,六月中至七月中旬为旱季土壤水分严重亏缺期,七月中旬至十月中旬是土壤水分补偿期,十月中至次年叁月底为土壤水分相对稳定期;⑥流域土壤储水能力林草地大于农地,治理后不同降水年份流域土壤储水量均大于治理前;⑦应用水量平衡原理,建立的土壤水分预测模型,均具有较高的精度。⑧⑨
邵晓梅[7]2005年在《黄河流域节水农业关键问题的区域特征研究》文中指出黄河流域对中国农业乃至整个国民经济发展具有举足轻重的作用。然而，由缺水而引起的河流断流、环境退化、水土流失等已给人们的生存环境和区域经济发展带来了严重影响，干旱缺水已成为制约这一区域农业可持续发展的重要限制因子。因此，高效利用水资源，发展现代节水农业，对黄河流域食物安全、生态安全和资源安全都具有重要的战略意义。有鉴于此，本博士后工作以黄河流域为研究区域，以地理信息系统(GIS)、小波分析(wavelet analysis)、Surfer技术为手段，揭示黄河流域农业气候资源、土壤墒情的时空演变格局，阐释主要农作物需水与缺水的分布规律，以此为基础构建节水农业区划的指标体系，进行黄河流域节水农业区划及分区发展模式探讨，以期为区域农业水资源高效利用和土壤水分动态监测实施等节水农业关键问题研究提供科学决策依据。取得的主要结论如下：①通过分析过去40年黄河流域的气候变化特征，得出黄河流域多年平均降水量的地区分布既受气侯系统的制约，又受地形等地理环境的影响，造成明显的地区性差异。总的分布趋势是：东南多，西北少，山区降水多于平原，降水量由东南向西北递减：利用1961～2000年月平均降水和年平均降水资料，采用墨西哥帽小波函数，对黄河流域近40年来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析，揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构，分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点，并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域年降水和各季节降水均存在8～12年左右时间尺度的多少交替，表现出明显的周期特征，其次4～6年左右时间尺度的周期特征也较明显，夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性，不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合，说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构，可为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。黄河流域气温总的分布特点是由南向北、由东向西逐渐降低。就年际变化而言，自1960年以来，黄河流域气温呈逐年增长趋势。黄河流域月平均气温，以1月份为最低，以7月份为最高；黄河流域蒸发能力很强，年平均蒸发量为1100mm，且空间分布与降水量相反，由东南向西北递增。②通过黄河流域土壤水分时空演变格局分析表明：黄河流域土壤墒情空间分布格局主要受自然气候特点和人为作用(灌溉)两个方面的影响；黄河流域土壤水分的季节变化可大致分为4个阶段：冬季土壤水分相对稳定阶段(从前一年的11月份末到翌年3月上旬)、春季土壤水分大量蒸发阶段(从3月中旬到6月下旬)、雨季土壤水分恢复阶段(7、8月和9月上旬)、秋季土壤水分缓慢蒸发阶段(从9月中旬到11月下旬)。由于各区域之间土壤、气候条件的差异，各地土壤水分循环4个阶段的划分也不尽相同；黄河流域不同旱作类型区土壤水分动态变化比较结果表明：就季节变化而言，由半干旱偏旱区→半干旱区→半湿润偏旱区→半湿润区土壤水分含量呈逐渐增加的变化趋势，而且高值区一般出现在雨季恢复阶段或春季土壤融冻返浆时期；而低值区均出现在春季大量蒸发阶段或秋季缓慢蒸发阶段；就垂直变化而言，黄河流域不同旱作类型区土壤水分垂直变化的趋势均表现为上层变化幅度较下层大。且由干旱区→半干旱偏旱区→半干旱区→半湿润偏旱区→半湿润区，表层0～5cm→下层50～100cm的变化幅度逐渐减小。同时，土壤含水量从上到下的变化趋势可分为增长型、降低型和波动型叁种情况；黄河流域土壤水分垂直变化范围是：活跃变化层大致为0～30cm，缓慢变化层为30～100cm，相对稳定层为＞100cm土层：就典型站点不同降水年型土壤水分动态变化规律而言，无论是垂直变化，还是水平变化，典型丰水年土壤含水量的变化幅度均较典型枯水年土壤含水量的变化幅度大。③黄河流域不同类型旱农区的气候水分盈亏和主要作物的降水盈亏研究结果表明：黄河流域气候水分盈亏量在空间上总的变化规律表现为自南向北、自东向西气候水分亏缺量呈逐渐增大趋势，大部分地区全年气候水分亏缺量介于200～600mm之间；就季节分布而言，水分亏缺的主要时期在春季和初夏，亏缺量一般在180～300mm之间；就作物全生育期的需水规律与降水的匹配程度而言，黄河流域冬小麦全生育期需水量大部分地区介于400～700mm之间，空间变化规律与趋势表现为：从东南向西北逐渐增大。而黄河流域冬小麦全生育期多年平均缺水量大部分地区变化在250～500mm之间，且由南向北缺水量有依次递增的趋势，主要反映了冬小麦全生育期降水量与需水量的双重影响；黄河流域夏玉米全生育期多年平均需水量变化在300～500mm之间，整个流域变化范围较小，与冬小麦需水量变化趋势图有很大不同。这与夏玉米生长期短，热量条件差异不大有关。夏玉米全生育期缺水量较多的地区为陕西省关中地区，约为200mm左右，由此向东缺水量值逐渐减少：黄河流域春小麦全生育期多年平均需水量总的变化趋势是从东向西，从南向北逐渐升高，变化在400～700mm之间。多年平均缺水量基本上是从南向北逐渐升高，缺水量变化在200～500mm之间，显然是受降雨与需水两方面的双重影响；黄河流域春玉米全生育期多年平均需水量变化在400～700mm之间。最大值出现在陕西省的榆林、绥德一带，自此向两侧逐渐减少。而春玉米全生育期多年平均缺水量分布则是从南部向北部递增，亏缺量变化在0～400mm之间。④通过遴选指标，采用指数和法、聚类分区法，并参考有关的区划成果，进行黄河流域节水农业分区，结果表明：黄河流域节水农业可分为五个一级区，十八个二级区。其中，五个一级区分别是：干旱极度缺水区、半干旱偏旱重度缺水区、半干旱中度缺水区、半湿润偏旱轻度缺水区和半湿润非缺水区。根据五个一级区，十八个二级区的自然条件与农业生产现状，以提高大气自然降水、地表水、土壤水和地下水等水资源的高效利用为目的，进行了黄河流域节水农业分区发展模式的探讨，从而对实现黄河流域现代节水灌溉农业与现代旱作节水农业的可持续发展具有重要意义。
田晶会[8]2005年在《黄土半干旱区水土保持林主要树种耗水特性研究》文中研究指明本文针对干旱半干旱地区植被建设中植被与水资源关系不协调的问题,以土壤—植物—大气连续系统(SPAC)理论为基础,在山西省方山县北京林业大学径流林业试验基地上,选择主要的水土保持造林树种作为研究对象,在2002～2004年的生长季期间,利用先进的仪器和设备,同时运用多种方法和手段,分析不同水分环境条件与林木生长的关系,系统地研究该地区主要造林树种蒸腾耗水的水分生理生态学特征和耗水规律,其结果不仅有助于干旱半干旱地区植被建设中生态用水定额的确定;而且也将对今后该地区森林植被建设中物种选择和合理林分密度设计的起到科学的指导作用。 本文主要开展了以下几方面的研究: ◆ 半干旱区的降水资源环境与植被建设的关系 ◆ 8个主要造林树种的水分生理生态学特性研究 ◆ 黄土半干旱区适宜林木生长的最佳土壤水分条件 ◆ 林木的土壤水分环境条件及土壤水分生产力特征分级 ◆ 试验林地土壤蒸发耗水规律 ◆ 林木的蒸腾耗水量的模拟与预测 ◆ 试验林分的蒸散量及分量组成比例 水量平衡原理、土壤物理学、SPAC理论、森林水文学、森林培育学是本研究试验设计和结果分析的理论基础;Farquhar气孔限制理论、土壤水动力学原理、空气动力学能量平衡理论是具体数据估算的理论依据。 主要研究结果如下: ◆ 研究地区近50年来多年平均年降水量504mm,降水量总体上呈现下降的趋势;降水主要集中在植物生长季节(5～9月);降水四季分配中降水集中于盛夏,春末夏初降水偏少,秋冬土壤补墒不足,是长期影响该地区春季造林成活率的关键所在;各季节的降水变率冬季最大,春季次之,秋季大于夏季;28%变率的降水年际变化是造成该地区防护林林分不稳定的重要原因之一。降水资源及其年际动态仍然是影响林木生长的关键因素。 ◆ 在无水分胁迫盆栽试验条件下,研究和对比了树种的蒸腾耗水特性,结果表明,苗木蒸腾速率和气孔导度的的日变化曲线呈单峰型,水分利用效率的日变化趋势为上午时段的水分利用效率明显高于下午时段的水分利用效率,针叶树种的蒸腾速率和气孔导度最低,阔叶树种最高,灌木树种位于中间;各树种苗木的蒸腾速率和气孔导度值由高到低的排序依次为刺槐、白榆、紫穗槐、黄土半干旱区水土保持林主要树种耗水特性研究沙棘、山杏、柠条、油松和侧柏;水分利用效率由高到低的排序依次为侧柏、柠条、油松、刺槐、紫穗槐、白榆、沙棘和山杏。对不同土壤水分条件下树种苗木的各项生理指标研究表明:随着土壤含水量的增加,大部分树种苗木的蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率随着增加。 ,在不同的土壤水分条件下,光合速率对光强的响应曲线不相同,其光合速率的光响应变化趋势遵循二次项模型。在高土壤水分条件下,光合作用对光强变化的响应与土壤水分条件基本无关,敏感性较低;随着水分胁迫的加重,光合作用对光强响应的敏感性增强。 .确定了刺槐与侧柏在干早、半干旱地区以提高水分利用效率为核心的适宜土壤水分条件和林地土壤水分管理标准: 刺槐适宜的SwC闭值为11.0%~15.5%(近似于田间持水量的52.0%~74.0%),最适SWC为13.0%(近似于田间持水量的62.0%)左右;所允许的最大土壤水分亏缺SWC为1众O%(近于田间持水量的48.0%)左右;土壤水合补偿点为4.55%(近似于田间持水量的21.7%)左右。 侧柏适宜的SwC闭值在9.5%~13.5%(近似于田间持水量的45.0%一64.0%之间;最适的SwC在10.5%(近似于田间持水量的50.0%)。所允许的最大土壤水分亏缺SwC为8.5%左右(田间持水量的40.5%);土壤水合补偿点3.91% (近似于田间持水量的18.6%)左右。 ,林地土壤水分季节性变化划分为:冬季土壤水分稳定期(头年12月至翌年3月上旬)、春季土壤水分损耗期(3月中旬至6月下旬)、夏季土壤水分恢复期(7月、8月和9月上旬)、秋季土壤水分消退期(9月中旬至n月下旬)4个阶段。林地土壤水分的季节性垂直变化划分为:土壤水分速变层(0~30cm左右的土层)、土壤水分活跃层(30~SOcm左右的土层)、土壤水分过渡层(80~18Ocm的土层)、土壤水分相对稳定层(180cm或更低土层以下)4个层次。 .调查不同密度刺槐林分林下植物状况,研究林下植被对林地土壤水分环境的指示作用,随着林分密度的增大,其土壤水分、光照强度有显着减小的趋势,林下植被的种类和数量减少,物种丰富度和物种多样性指数降低,逐步由典型的中生植物向早生植物过渡,反映出高密度林分林地土壤的水分竞争激烈,渐渐出现干早、半干早地区成龄人工林土壤干化的现象。 .提出以光合速率和叶片水分利用效率为指标的土壤水分生产力分级标准,界定出“无产无效水”、“低产低效水”、“中产高效水”、“高产中效水”“高产高效水”的概念及其土壤水分临界含水量。 分析表明:各试验林分绝大部分时间林木生长都处于较严重的土壤水分胁迫状态;除在水分条件较好的8月、9月时间里,土壤含水量能达到或接近“高产高效”土壤含水量之外,其它时间均处于“低产低效水”的水分范围之内。摘要 .通过土壤蒸发与水面蒸发、土壤水分的关系,建立了土壤蒸发模型,并根据林内外的太阳辐射比例关系计算相应的林地土壤蒸发?
郭建茂, 于强, 王连喜, 陆维松[9]2007年在《宁南地区地表特征参数及辐射平衡区域分布》文中进行了进一步梳理本文利用2001年6月30日LANDSAT-7 ETM+卫星遥感资料和宁夏南部及周边区域22个气象站气象观测资料,求得地表特征参数中NDVI、地表反射率、地表温度和地表辐射平衡各量中地表短波吸收辐射、地表长波辐射区域、大气逆辐射、净辐射的区域分布和分布直方图,将地表分成5类,分类别讨论了其各量分布特征。主要研究结果表明:地表特征参数及地表辐射平衡各量的分布均呈现明显的地带性,各区域分布图上山体、水体的轮廓很显着,主要原因是山上及河流附近生长着茂密的植被,说明植被的分布在相当程度上影响了辐射平衡各量和地表特征参数的分布。
王鹏涛, 延军平, 蒋冲, 曹永旺[10]2016年在《2000—2012年陕甘宁黄土高原区地表蒸散时空分布及影响因素》文中指出分析陕甘宁黄土高原区地表蒸散变化特征及其影响因素,可以为区域水资源规划、生态环境改善提供依据。本文利用MOD16蒸散数据,统计分析了陕甘宁黄土高原区2000—2012年地表实际蒸散量的时空变化特征,并结合国家气象站点观测数据和基于像元的相关分析法探讨了其影响因素。结果表明:(1)2000—2002年蒸散量迅速上升,在2003年达到最高值378.6mm,2003—2006年蒸散量呈下降趋势,2006年之后蒸散量呈现缓慢上升趋势。(2)近13年来,陕甘宁黄土高原区多年平均蒸散量具有明显的空间差异,蒸散量自西北至东南递增,最南部的六盘山、子午岭、黄龙山地是3个主要的高值区;年蒸散量以夏季最多,其次是春季,秋季和冬季最少,且季节蒸散的分布与年蒸散的空间分布格局基本一致。(3)陕甘宁黄土高原区蒸散量草地和耕地的贡献率最高,密灌丛、疏灌丛次之,常绿针叶林、森林草原贡献率则较小。(4)陕甘宁黄土高原区动力因素对地表蒸散量影响以正相关为主,风速对该区影响较大;热力因素对地表蒸散量影响以负相关为主,其中气温与蒸散在空间上呈负相关的区域较大,日照时数与蒸散在空间上的负相关区域的面积次之;水分条件(降水量、相对湿度)对蒸散的影响也以正相关为主。
参考文献：
[1]. 宁南地区区域蒸发（散）量的遥感研究[D]. 郭建茂. 南京气象学院. 2004
[2]. 宁南地区地表辐射和热量平衡的遥感研究[C]. 郭建茂, 陆维松, 王连喜, 刘文泉, 刘建栋. 中国气象学会2006年年会“卫星遥感技术进展及应用”分会场论文集. 2006
[3]. 银川平原植被生态变化规律及其影响因素的遥感研究[D]. 薛忠歧. 中国地质大学（北京）. 2006
[4]. 宁夏南部区域蒸发(散)量遥感估算方法[J]. 郭建茂, 王连喜, 郑有飞, 李建萍. 南京气象学院学报. 2004
[5]. 黄土高原植被生理过程和蒸散量计算方法及变化特征研究[D]. 杨泽粟. 兰州大学. 2016
[6]. 水土保持可持续发展研究[D]. 齐实. 北京林业大学. 1999
[7]. 黄河流域节水农业关键问题的区域特征研究[D]. 邵晓梅. 中国农业科学院. 2005
[8]. 黄土半干旱区水土保持林主要树种耗水特性研究[D]. 田晶会. 北京林业大学. 2005
[9]. 宁南地区地表特征参数及辐射平衡区域分布[J]. 郭建茂, 于强, 王连喜, 陆维松. 地理研究. 2007
[10]. 2000—2012年陕甘宁黄土高原区地表蒸散时空分布及影响因素[J]. 王鹏涛, 延军平, 蒋冲, 曹永旺. 中国沙漠. 2016
标签：气象学论文; 降水量论文; 黄河流域论文; 土壤湿度论文; 土壤分类论文; 植被指数论文; 土壤结构论文; 植被覆盖度论文; 土壤密度论文; 黄土高原论文; 水土保持论文;