黑河上游排露沟流域草地蒸散发的日变化研究

发布时间：2020-05-21 03:59

【摘要】：黑河流域是我国西北干旱区第二大内陆河流域,其发源于祁连山区,在上游山区形成的径流是供给中游和下游地区主要的水资源,亦是中下游地区生态系统平衡和社会经济发展的关键制约因素。近年来,该地区面临着一系列严峻的水问题,开展黑河上游山区水文过程的研究,是了解黑河流域水循环过程的关键,能极为有力地促进黑河流域水资源的高效管理。在黑河上游山区水文过程研究中,蒸散发作为水文过程的重要组成部分,对其进行研究是不可或缺的。但受限于观测资料的欠缺等原因,对不同海拔和地形条件下不同下垫面的蒸散发过程及其时空变化的规律的研究一直是十分薄弱的环节。因此,本文将针对黑河上游山区草地蒸散发过程,开展草地蒸散发的日变化研究,以期填补目前相关研究的空白。本文选取黑河上游排露沟流域为研究区,首先在该研究区内的草地上架设观测仪器,包括自动称重式蒸渗仪、自动气象观测站和土壤水热观测仪器。在获得的数据的基础上,采用箱形图、相关分析和通径分析(直接作用与间接作用)等一系列统计分析方法,开展了黑河上游不同时期草地蒸散发日变化规律及其与环境因子的关系的研究。结果如下:第一,冻结期的蒸发过程为积雪升华,有着与其它三个时期(生长前期、生长期和生长后期)显著不同的蒸发日变化规律:积雪升华量在无太阳辐射的时段几乎无变化;在一天中总辐射最大和相对湿度最低的时段,积雪升华量有所增加。冻结期对蒸发过程产生最大影响的是能量因子,包括总辐射和土壤温度,其中土壤温度是冻结期所有环境因子中对蒸发过程产生直接作用最大的因子。第二,生长前期是一年中的积雪消融期,蒸发过程以融雪蒸发和土壤蒸发为主。相较冻结期,一天中蒸发量最大值和最小值造就的波峰和波谷的规律十分明显。能量因子中的总辐射是生长前期蒸散发最重要的影响因子,但土壤温度没有通过显著性检验,成为了最不重要的影响因子;同时,相较冻结期,生长前期空气动力学因子(风速、相对湿度)对蒸发过程的影响大幅提升。第三,生长期是蒸散发最旺盛的时期,最大值出现在14:00,最高达到0.61mm·h-1。受连续降雨事件的影响,极端大值和极端小值出现于箱形图中的同一时刻。在生长期,总辐射和蒸散发的相关系数高达0.850,在四个时期中最大。生长期总辐射和蒸散发相关程度的大幅提高与生长期的植物蒸腾有着密切联系。此外,总辐射也是对生长期蒸散发过程产生间接作用最重要的因子。第四,生长后期以土壤蒸发为主。不同于生长前期和生长期蒸散发的日变化呈单峰型,生长后期蒸发的日变化有三个波峰。造成这个现象的主要原因可能是生长后期夜间深层土壤向表层土壤持续传递热量,并且土壤中存在着土壤水分零通量面。相较生长前期和生长期土壤温度和蒸散发的相关性不显著,生长后期的土壤温度通过了显著性检验,同时土壤温度亦是所有环境因子中对蒸发过程产生直接作用最大的因子。空气温度、相对湿度和土壤水分也分别通过土壤温度对蒸发过程产生了很大的间接作用。
【图文】：

技术路线图,蒸散发,草地,蒸散发量

兰州大学硕士研究生学位论文黑河上游排露沟流域草地蒸散发的日变化研究方向是探讨草地水量能量平衡、探讨草地蒸散发量的年内分配规律子的影响、利用实测蒸散发量数据评估蒸散发模型在当地的适用性；而者除了上述研究方向外，还从草地放火管理、不同放牧方式对草地蒸散响的角度开展了大量研究。值得注意的是，近 10 年来，国内外的研究者都对山区草地蒸散发越来越多的关注，国外研究者主要在欧洲阿尔卑斯山区开展研究工作，者的研究区主要在青藏高原山地及祁连山。其中，山区草地蒸散发日变相关研究正亟待开展。1.4 技术路线图、研究内容和研究目标本文的技术路线图如下：

观测点,位置,腐殖质,植物根系

草地植物的高度约 8-15 cm，盖度在 95%左右，坡度较为平缓，土壤剖面中含有较高的腐殖质含量，，植物根系深度较浅。图2-1 观测点在黑河上游的位置Fig. 2-1 Location of the experiment station in the upper reach of the Heihe River basin.
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P333.1

【引证文献】