【摘要】：新疆位于干旱內(nèi)陸區(qū),降雨量少,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠灌溉。近年來(lái)隨著節(jié)水技術(shù)的發(fā)展,膜下滴灌得到廣泛應(yīng)用。覆膜和滴灌改變土壤的水熱條件并影響作物生長(zhǎng),膜下滴灌條件下棉田的水熱碳通量呈現(xiàn)特有的規(guī)律。本研究在新疆塔里木盆地庫(kù)爾勒綠洲膜下滴灌棉田開(kāi)展綜合實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)土壤水熱碳過(guò)程和陸氣水熱碳通量,并采用SIMDual Kc模型和DNDC模型模擬棉田蒸散發(fā)和碳通量過(guò)程,開(kāi)展綠洲膜下滴灌棉田水熱碳通量研究,對(duì)于認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)陸氣水熱碳通量影響和改善干旱區(qū)灌溉管理有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。在庫(kù)爾勒綠洲農(nóng)田生態(tài)水文實(shí)驗(yàn)站開(kāi)展了三年連續(xù)觀(guān)測(cè)實(shí)驗(yàn),基于渦度相關(guān)系統(tǒng)觀(guān)測(cè)膜下滴灌棉田水熱碳通量�；趯�(shí)驗(yàn)結(jié)果分析膜下滴灌棉田的耗水規(guī)律,2012-2014生長(zhǎng)期的平均蒸散發(fā)為526 mm;計(jì)算棉田的作物系數(shù),得到了適用于當(dāng)?shù)氐淖魑锵禂?shù)曲線(xiàn),并驗(yàn)證了經(jīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝凸喔确绞叫拚蟮氖澜缂Z農(nóng)組織(FAO)推薦作物系數(shù)在干旱區(qū)膜下滴灌棉田的適用性;建立了作物系數(shù)與生長(zhǎng)期天數(shù)、積溫和葉面積的關(guān)系,比較了作物系數(shù)模型在不同時(shí)間尺度上的適用性,結(jié)果表明基于生長(zhǎng)期天數(shù)的作物系數(shù)模型可以很好的模擬作物系數(shù)變化,可應(yīng)用于干旱區(qū)灌溉管理實(shí)踐;建立了膜下滴灌棉田的SIMDual Kc模型,模擬結(jié)果表明兩年內(nèi)生長(zhǎng)期/cT ET為96%和94%。T在生長(zhǎng)中后期占cET的比值接近100%。2012-2013覆膜導(dǎo)致E分別減少139.6 mm和137.0 mm。揭示了膜下滴灌棉田能量的日內(nèi)和季節(jié)變化規(guī)律及其控制因子,冠層導(dǎo)度對(duì)潛熱和Priestley-Taylor系數(shù)的控制存在明顯的閾值效應(yīng),當(dāng)冠層導(dǎo)度小于8 mm s~(-1)時(shí),潛熱和Priestley-Taylor系數(shù)隨著冠層導(dǎo)度的增加而增大,當(dāng)大于該閾值時(shí),潛熱和Priestley-Taylor系數(shù)的變化趨勢(shì)不明顯。揭示了棉田碳通量的變化規(guī)律與影響因素、碳通量與環(huán)境因子和潛熱的關(guān)系、以及碳水耦合規(guī)律,得到了關(guān)鍵物理量的具體數(shù)值:生育期平均凈生態(tài)系統(tǒng)交換量、生態(tài)系統(tǒng)呼吸量及總初級(jí)生產(chǎn)力分別為-263.3 g Cm~(-2)、870.2 g Cm~(-2)和1133.5 g Cm~(-2),冠層尺度的水分利用效率系數(shù)為1-6 g Ckg~(-1)H_2O。建立了膜下滴灌棉田的DNDC模型,模擬揭示了庫(kù)爾勒1990-2008年間生態(tài)系統(tǒng)呼吸量逐漸增加但凈生態(tài)系統(tǒng)交換量逐漸減小因而棉田碳匯功能逐漸減弱的趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S562

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本文編號(hào)：2538999