發(fā)布時(shí)間：2020-04-07 21:38

【摘要】：陸地生態(tài)系統(tǒng)蒸散作為SPAC系統(tǒng)主要的水分和能量傳輸項(xiàng),對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力甚至全球氣候變化都有重要的影響。氫氧穩(wěn)定同位素為陸地生態(tài)系統(tǒng)水文循環(huán)研究提供獨(dú)特可靠的示蹤信息。SiLSM模型將陸面過(guò)程模型和同位素模型結(jié)合,能夠探尋陸-氣的水分交換特征和蒸散同位素特征,但是其忽略了土壤蒸發(fā)的貢獻(xiàn)。在SiLSM基礎(chǔ)上加入土壤蒸發(fā)同位素部分可以進(jìn)一步了解生態(tài)系統(tǒng)蒸散各組分以及其同位素的特征,有助于探索蒸散對(duì)于大氣水汽同位素的影響過(guò)程。本研究基于2009年生長(zhǎng)季加拿大落葉林生態(tài)系統(tǒng)氫氧穩(wěn)定同位素組成及環(huán)境要素的觀測(cè)數(shù)據(jù),將一個(gè)陸面過(guò)程模型(S-W模型)與葉片水同位素富集模型和土壤蒸發(fā)模型耦合,形成SiLSM2模型以實(shí)現(xiàn)蒸散組分拆分及其組分同位素模擬。本文分析了生態(tài)系統(tǒng)不同來(lái)源液態(tài)水和大氣水汽同位素組成的時(shí)空變化特征,分析了蒸散和土壤蒸發(fā)的同位素組成和同位素通量(Isoflux)的變化特征,探討了過(guò)量氘的主控因子和影響大氣水汽同位素分布的主要過(guò)程。結(jié)果表明不同來(lái)源液態(tài)水同位素組成存在明顯差異,冠層上方水汽同位素比土壤上方貧化。水汽H218O和HDO日變化為“W”型分布。大氣濕度是影響同位素分布的重要因子,水汽混合比和相對(duì)濕度都與水汽過(guò)量氘(dv)存在極顯著負(fù)相關(guān)性,而蒸散和土壤蒸發(fā)速率與dv存在顯著的正相關(guān)性。與SiLSM模型相比,SiLSM2模擬的葉片水18O組成日變化范圍較小,正午基本一致。白天期間,兩個(gè)模型計(jì)算的蒸散同位素組成結(jié)果相近。SiLSM2模型可以較好的模擬出在冠層尺度上葉片水同位素組成,其模擬的蒸散同位素組成與通量闊線計(jì)算值相比白天有一定的低估,其日變化夜間高白天低。模擬的蒸散18O-H218O同位素通量在白天小于觀測(cè)值且都大于0。模擬結(jié)果表明蒸散對(duì)于大氣水汽同位素富集有正貢獻(xiàn),而土壤蒸發(fā)有使水汽同位素貧化的作用。由于水汽同位素組成白天較低,夜間高,由此認(rèn)為蒸散對(duì)于水汽同位素組成的富集作用不足以抵消其他過(guò)程的貧化作用,比如大氣夾卷。水汽過(guò)量氘對(duì)下墊面水汽供應(yīng)的響應(yīng)情況如何,需要結(jié)合D-HDO的模擬進(jìn)一步分析。
【圖文】：

邐南京信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑證。對(duì)輸入?yún)?shù)以及變量進(jìn)行敏感性分析，確定對(duì)葉片水和蒸散同位素模擬影響逡逑最大的要素。逡逑ｉｚｚｍ．￣ｉｚｉｚｚ￣￣Ｉ邐￣￣逡逑

美國(guó)）、和土壤含水量（型號(hào)邋ＣＳ６１５－Ｌ，Ｃａｍｐｂｅｌｌ邋Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ邋Ｉｎｃ．，美國(guó)）。逡逑２＿４模型描述逡逑如圖２．１所示，ＳｉＬＳＭ２模型由三個(gè)主要部分組成：（１）陸面過(guò)程子模型：計(jì)逡逑算各組力項(xiàng)系數(shù)，包括冠層上方空氣動(dòng)力學(xué)阻力、土壤與冠層之間的空氣動(dòng)力學(xué)逡逑阻力、冠層邊界層阻力、冠層阻力和土壤表面阻力，，然后用Ｓｈｕｔｔｌｅｗｏｒｔｈ－Ｗａｌｌａｃｅ逡逑模型（Ｓｈｕｔｔｌｅｗｏｒｔｈ邋ａｎｄ邋Ｗａｌｌａｃｅ，邋１９８５；邋Ｈｕ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００９）拆分蒸散組分，優(yōu)化阻力系數(shù)逡逑參數(shù)。第一部分統(tǒng)稱為Ｓ－Ｗ模型。（２）葉水同位素富集模型：一共三個(gè)模型，ＣＧ逡逑模型和ＤＧ模型用于計(jì)算非穩(wěn)態(tài)下且假設(shè)葉片葉水含量不變的葉片水同位素組逡逑成（模型研宄所用同位素為１８0）；邋ＦＣ模型用于計(jì)算非穩(wěn)定狀態(tài)下存在葉片水含量逡逑變化以及Ｐ＾ｃｌｅｔ效應(yīng)時(shí)葉片水同位素組成。再根據(jù)計(jì)算出的葉片水同位素組成進(jìn)逡逑而計(jì)算蒸騰同位素組成。（３）土壤蒸發(fā)同位素模型：主要為用于計(jì)算開(kāi)放水體表面逡逑蒸發(fā)同位素組成的ＣＧ模型。ＳｉＬＳＭ２模型的時(shí)間步長(zhǎng)為半小時(shí)；輸入變量為氣逡逑象因子、環(huán)境因子、植物因子和生態(tài)系統(tǒng)不同來(lái)源水１８0－ｈ２ｏ組成。輸出變量為逡逑葉片體積水、葉片蒸發(fā)點(diǎn)、蒸騰、土
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S718.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 郭久亦;于冰;;人類面臨的兩大災(zāi)難:氣候變化和人口過(guò)剩及其應(yīng)對(duì)方法[J];世界環(huán)境;2016年03期

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10 孫雙峰,黃建輝,林光輝,趙威,韓興國(guó);穩(wěn)定同位素技術(shù)在植物水分利用研究中的應(yīng)用[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2005年09期

本文編號(hào)：2618422