黄河故道区夏玉米农田水热传输特征及对环境因子的响应

Water and heat transfer characteristics in summer maize farmland and its response to environmental fac-tors in the old course of Yellow River

导出原文传递学术成果认领

摘要精确评估地-气之间物质和能量交换对于有效管理水资源和促进农业可持续发展至关重要.为揭示黄河故道区玉米农田生态系统的能量分配特征和水热分量动态变化过程及其对气象因子的变化响应,本研究基于涡度相关系统和全要素自动气象站,对2019-2020年黄河故道区典型夏玉米农田生态系统的能量通量以及常规气象要素进行不间断观测,分析夏玉米农田各能量通量的变化特征以及与气温、降水、风速等环境因子的相关关系,并计算夏玉米生育时期的能量闭合率和能量分配比率.结果表明:研究区夏玉米净辐射、显热通量和潜热通量的峰值出现在11:00-14:00,土壤热通量的峰值发生在14:00-15:00.在能量分配上,夏玉米农田全生育期的能量分配以潜热通量和显热通量为主,播种-出苗期能量主要被显热通量消耗,占净辐射的37.1％,其余生育周期的能量均以潜热通量消耗为主.全生育期能量闭合率较好,决定系数为0.83,其中,白天闭合率较高,晚上较低.降水对潜热通量和显热通量都有明显影响,潜热通量对降水的反应更敏感,生育后期潜热通量在降雨后与降雨前的增幅比生育前期低.在夏玉米全生育期内,太阳辐射是水热通量最主要的气象因子,其次为饱和水汽压差.温度和饱和水汽压差对潜热通量的贡献度明显高于显热通量,风速、相对湿度和太阳辐射对潜热通量的解释率低于显热通量,叶面积指数和植被覆盖度与潜热通量呈显著正相关、与显热通量呈显著负相关.本研究的定量化结果可以深化对黄河故道区夏玉米农田水热传输规律的认识,为作物高效用水提供理论依据.

作者 任晓娟 ^[1] 李国栋 ^[2] 张曼 ^[1] 丁圣彦 ^[2] 王靖钰 ^[1] 孙雪健 ^[1] 李鹏飞 ^[1] 学术成果认领

作者单位黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室(河南大学)/河南大学地理与环境学院,河南开封 475004;河南大别山森林生态系统国家野外科学观测研究站,郑州 450046 ^[1] 黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室(河南大学)/河南大学地理与环境学院,河南开封 475004;河南大别山森林生态系统国家野外科学观测研究站,郑州 450046;信阳生态研究院,河南信阳 464000 ^[2]

关键词玉米农田潜热通量显热通量能量平衡特征环境因子黄河故道区 maize farmland latent heat flux sensible heat flux energy balance characteristics environmental factor the old course of Yellow River

DOI 10.13287/j.1001-9332.202406.021

发布时间 2024-07-29

基金项目

国家自然科学基金 河南省自然科学基金项目 信阳生态研究院开放基金项目 河南省科技攻关项目