【摘要】：農(nóng)業(yè)關(guān)系著國家命脈,對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)運(yùn)移現(xiàn)象和規(guī)律的研究關(guān)系著農(nóng)田用水效率的提高與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,進(jìn)而影響著國家的穩(wěn)定繁榮,因此,對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量和物質(zhì)傳輸運(yùn)移現(xiàn)象和規(guī)律的研究顯得尤為必要。本文以富平縣鹵泊灘地區(qū)為研究區(qū)域,以富平生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站為基礎(chǔ),利用渦度相關(guān)技術(shù)對(duì)研究區(qū)內(nèi)大氣湍流現(xiàn)象,及由此引發(fā)的能量、物質(zhì)交換現(xiàn)象進(jìn)行研究分析。主要有以下幾個(gè)方面:(1)根據(jù)大氣的穩(wěn)定度判定標(biāo)準(zhǔn),將其分為穩(wěn)定狀態(tài),中性狀態(tài),不穩(wěn)定狀態(tài)三類,并分別對(duì)不同狀態(tài)下的氣象觀測(cè)要素和w'T'、w'q'進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明:隨著大氣層結(jié)從穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展,其離散化程度加劇,湍渦數(shù)量增多,尺度增大,所含能量增強(qiáng),各區(qū)域間能量、物質(zhì)交換頻率加快,大氣運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和隨機(jī)性增大。然而,在30min時(shí)間尺度下,無論大氣層結(jié)處于何種狀態(tài)下,溫度與CO2濃度之間均存在顯著的相關(guān)性,大氣湍流中低頻部分所含能量均高于高頻部分所含能量。(2)觀測(cè)試驗(yàn)中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制、異常值的刪除以及缺失數(shù)據(jù)的插補(bǔ)。在本文中,制定符合本測(cè)站的數(shù)據(jù)處理流程,建立符合本通量站的通量閥值標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)連續(xù)缺失數(shù)據(jù)的多少采用平均晝夜變化法(MDV)或查表法(LUT)對(duì)缺失或被刪除的通量數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ),并用能量閉合率(EBR)對(duì)通量數(shù)據(jù)插補(bǔ)前后的效果進(jìn)行比較,結(jié)果表明:本文采用的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)合理,缺失數(shù)據(jù)的插補(bǔ)方法及效果符合預(yù)期,可為后續(xù)研究提供參考和依據(jù)。(3)對(duì)不同時(shí)間尺度的氣象要素和通量進(jìn)行分析,結(jié)果如下:日尺度中,大氣、土壤等要素隨太陽輻射變化而變化并有不同程度的滯后;白天時(shí),下墊面的溫度值大于大氣的溫度值,湍流運(yùn)動(dòng)比夜晚時(shí)更劇烈,表現(xiàn)在晴朗天氣下各種能量交換現(xiàn)象比陰(雨)天更明顯。長(zhǎng)歷時(shí)尺度中,氣溫,水汽壓差,土壤溫度、土水勢(shì)、土壤電導(dǎo)率、能量通量、蒸散發(fā)等要素分別以天和年為周期變化,總體上隨太陽輻射的變化而變化;在能量輸出項(xiàng)中,潛熱輸出約占輸入能量總量的50%,其次為顯熱輸出,土壤熱輸出。全年的能量閉合率約為0.68;波文比約為0.56。
【圖文】：

1）介紹基于渦度相關(guān)技術(shù)進(jìn)行通量觀測(cè)與計(jì)算的數(shù)學(xué)原理；并根據(jù)大大氣進(jìn)行分類，對(duì)不同穩(wěn)定度下的湍流觀測(cè)要素（風(fēng)速、水汽、CO2、較；根據(jù)通量計(jì)算原理對(duì)不同大氣穩(wěn)定度下的w T 和w q 進(jìn)行分析比較2）基于本研究區(qū)特點(diǎn)及通量計(jì)算軟件特性，參考相關(guān)文獻(xiàn)，制定適合數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、異常點(diǎn)刪除標(biāo)準(zhǔn)和缺失值插補(bǔ)方法；并采用能量閉補(bǔ)前后效果進(jìn)行比較。3）分析不同時(shí)間尺度下大氣（溫度、水汽壓、風(fēng)速、風(fēng)向）、土壤（土土壤電導(dǎo)率）、通量（太陽凈輻射，土壤熱通量、潛熱通量、顯熱通量及規(guī)律。研究的技術(shù)路線如下圖所示：研究區(qū)概況及站點(diǎn)介紹觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)處理，獲得通量數(shù)據(jù)

鹵泊灘在陜西富平縣與蒲城縣交界處，古稱“鹵陽湖”，海拔 375～400m，面積0hm2 [43][55,56]。唐朝時(shí)，就出產(chǎn)鹽產(chǎn)品[43][57]；新中國成立后，仍然保持著芒硝的生4 年與 1979 年分別對(duì)該地區(qū)進(jìn)行過一定程度的開發(fā)。1999 年，陜西省地產(chǎn)開發(fā)服對(duì)其進(jìn)行改良與開發(fā)，增加耕地三千余畝[54]�，F(xiàn)主要作物有苜蓿、小麥和玉米常見植被有蘆葦和楊樹等[43]。鹵泊灘位于黃土高原與關(guān)中平原交界處，屬于半干旱大陸性氣候[43]：年均氣溫13期約 210 天；多年平均降水量 484mm，主要集中在 7~9 月份[43][56]；年潛在蒸發(fā)000mm；年日照時(shí)數(shù)約 2400h；0℃以上積溫約 5000℃；年輻射總量約為 62kcal/cm2狀總體上呈現(xiàn)的是一個(gè)封閉式的凹地，地勢(shì)西北高東南低，地面比降為 0.002~0.0水和地下水皆匯聚于灘區(qū)東南部；滲透系數(shù)為 0.06~3.25m/d[43][58,59]；水質(zhì)礦化度[58]根據(jù)世界土壤分類標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定該區(qū)土壤為砂質(zhì)壤土。于 2013 年修建的西安理工大學(xué)富平生態(tài)監(jiān)測(cè)站（109°22′46.3″E，，34°48′00.4″N，m）位于鹵泊灘地區(qū)富平縣境內(nèi)一塊大小為 101m×105m 的農(nóng)田內(nèi)[43][56]，該塊農(nóng)麥——玉米輪作制度，周圍農(nóng)田以苜蓿為主，其位置如圖 2-1 所示。該監(jiān)測(cè)站中測(cè)儀器及觀測(cè)項(xiàng)目如表 2-1 所示[43][55,56][58]，儀器的安裝位置大致如圖 2-2 所示[5
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S181

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2536379