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相似文献
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1.
北方玉米冠层光合有效辐射垂直分布及影响因子分析   总被引:17,自引:0,他引:17       下载免费PDF全文
玉米冠层内光合有效辐射(PAR)的大小直接影响冠层内叶片的光合作用,进而影响玉米净第一性生产力或作物产量的准确评估。为弄清玉米冠层内光合有效辐射的分布规律及其影响因子,基于锦州玉米农田生态系统于2006年生育期的光合有效辐射观测数据和叶面积指数动态观测数据,对玉米冠层光合有效辐射的垂直分布特征及其影响因子进行了分析。结果表明:玉米冠层内不同垂直层次叶片的PAR分布随生育期变化显著,与叶面积指数呈显著的负相关(R2=0.89);玉米冠层光合有效辐射的消光系数K值在生育期呈动态变化,约为0.76,且表现为苗期较大、生育后期较小。分析表明,在进行光合有效辐射及与此密切相关的光合作用模拟时,应考虑消光系数的动态变化。  相似文献   

2.
北方玉米冠层光合有效辐射垂直分布及影响因子分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
玉米冠层内光合有效辐射(PAR)的大小直接影响冠层内叶片的光合作用,进而影响玉米净第一性生产力或作物产量的准确评估。为弄清玉米冠层内光合有效辐射的分布规律及其影响因子,基于锦州玉米农田生态系统于2006年生育期的光合有效辐射观测数据和叶面积指数动态观测数据,对玉米冠层光合有效辐射的垂直分布特征及其影响因子进行了分析。结果表明:玉米冠层内不同垂直层次叶片的PAR分布随生育期变化显著,与叶面积指数呈显著的负相关(R2=0.89);玉米冠层光合有效辐射的消光系数K值在生育期呈动态变化,约为0.76,且表现为苗期较大、生育后期较小。分析表明,在进行光合有效辐射及与此密切相关的光合作用模拟时,应考虑消光系数的动态变化。  相似文献   

3.
玉米冠层对降水的截留模型构建   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
降水资源是农作物的主要水分来源,农作物通过吸收土壤中的水分维持正常的生长发育,但由于未考虑农作物冠层对降水截留作用,在水资源评估和农田水分平衡研究中往往高估降水作用。该文通过2018年玉米生长季在辽宁锦州农业气象试验站开展的降水模拟试验系统分析了玉米冠层对降水的截留效应,结果表明:在降水量一定条件下,玉米冠层截留量与叶面积指数的二次多项式拟合相关最佳;在叶面积指数一定条件下,玉米冠层截留量与降水量的幂函数拟合相关最佳。综合叶面积指数和降水量分析表明:玉米冠层截留量与叶面积指数平方及降水量对数函数拟合呈正相关。根据我国玉米传统种植方式,高产玉米的叶面积指数最大一般为5~6,因此,对一次降水的最大截留量通常约为1.5~2.3 mm,当叶面积指数小于1时,对降水的截留可忽略不计。  相似文献   

4.
《气象》2021,(5)
基于13个农业气象试验站2010—2017年逐日气象观测数据和玉米观测数据,采用针对玉米的截留模型,研究自然降雨条件下中国主产区玉米冠层截留及其变化规律。结果表明:在不同气候条件和生长状况下,玉米全生育期冠层截留差异较大。玉米冠层生长季平均截留量为4.3~23.5 mm,拔节到成熟期降水量≤70 mm时,截留量不足8 mm,随着降水量增加,截留量先是同时受降水量和最大面积指数制衡,后变为对最大叶面积指数更敏感。平均截留率为1.9%~11.6%,中国四大玉米主产区中的黄淮海夏播玉米区截留率最稳定,生长季降水量120 mm的地区截留率超过10%,按玉米主产区和气候干湿度两种分类提供平均截留率范围。依据拔节到成熟期降水量、最大叶面积指数及截留变化规律可以估算不同地区玉米冠层截留量和截留率,为有效降水评估、干旱指标修正、农田水分循环等方面提供科学依据。  相似文献   

5.
植物冠层动量交换特征的实验研究   总被引:2,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
使用湍流梯度测试资料,对植物冠层动量交换特征进行了详细研究,结果表明:森林冠层内惯性副区能谱曲线仍可用幂指数描述,但斜率比-2/3更负;森林冠层内湍流尺度有变小的趋势;森林上层的耗散系数比下层大;由植被吸收引起动量及动量通量随冠层深度增加而明显减小;冠层下层的动量通量和耗散系数分别与上层的量有好的正相关;森林冠层内耗散系数和动量通量随大气稳定度有明显变化。  相似文献   

6.
高光谱遥感技术监测作物含水量是了解作物生长状况的重要技术。为实现夏玉米不同生育期叶片和冠层含水量的快速、精细化、无损监测,本文基于2014年和2015年的6—10月华北夏玉米不同生育期不同灌水量干旱模拟试验数据构建了植被水分指数(WI,MSI,GVMI)、复比指数(WNV和WCG)和红边反射率曲线面积(Darea)的夏玉米冠层等效水厚度(EWTC)和叶片可燃物含水量(FMC)的反演模型。结果表明:6个指标反演夏玉米三叶期的EWTC模型均未达到0.05显著性水平,三叶期后各指标反演EWTC模型均达到0.01的显著性水平,且总体而言模型精度从高到低为抽雄期、拔节期、灌浆期、成熟期和七叶期。6个指标反演七叶期和拔节期的FMC均达到0.01显著性水平。因此,同一光谱指标反演夏玉米不同生育期叶片和冠层含水量的精度差异较大。光谱指标反演夏玉米叶片和冠层含水量指标的精度与夏玉米生育期有很大关系,进而提出了夏玉米不同生育期含水量反演模型。研究结果可为准确模拟夏玉米不同生育期含水量提供技术支撑。  相似文献   

7.
使用湍流和SO2通量梯度测试资料,对植被冠层内物质交换特征进行了详细研究,揭示了一些有意义的结果: 植物的生物过程对物质的吸收作用非常明显; 在冠层内物质通量是随冠层深度加大而明显减小;对高的植被,上层沉积速度(Vgu)大于下层 (Vgd); 冠层内的沉积速度(Vg) 表现出明显的日变化,冠层内物质的生物吸收作用与太阳总辐射量有直接联系;冠层的Vg与速度尺度V*和平均风成正变关系;森林的Vg比麦地小;新的Vg理论公式能更好地预测重庆森林和麦地的结果。  相似文献   

8.
森林冠层边界层湍流传输的观测和数值模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
文中分析和模拟了森林冠层上下动量、热量和水汽传输的特征。结果表明:冠层对动量的吸收十分明显,非局地扩散通量在冠层上下的动量传输中起着很大的作用;白天在冠层下层结稳定,但冠层下观测的感热通量向上传输;夜晚冠层下层结不稳定,但冠层下观测的感热通量向下传输,白天和晚上都出现了热量的反梯度传输现象,从而证明在热量输送中,非局地扩散通量不可忽视。同时对冠层上下的水汽交换特征的分析表明:非局地扩散通量是冠层内水汽向冠层上传输的主要机制。  相似文献   

9.
影响植被内部辐射状况的冠层结构特征研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
植被冠层结构特征是影响植被内部辐射状况的重要因子之一,对于植被群体的光合特性来说,冠层结构特性影响了光合有效辐射的截获、吸收和透射。本文着重分析了冠层结构的数量特征(如叶面积指数)和冠层几何结构特征,综合考虑叶倾角、叶方位角和G函数等群体几何特征,以便直接用于遥感光合植被生物量机理估测模型的建立。  相似文献   

10.
本文利用淮南森林观测站2018年7月1日至2019年6月30日冠层辐射观测,分析了淮南栎树森林下垫面冠层内外辐射变化特征。结果表明:(1)从春季到夏季,栎树冠层之上向下的太阳短波辐射增加,到冬季逐渐减少。从早春开始,由于叶片生长增多,冠层中间和冠层之下向下的太阳短波辐射下降,从秋季到冬季树叶凋落,其向下的太阳辐射增加,与冠层之上的变化趋势相反;对于向上的短波辐射,无论冠层之上、冠层中间还是冠层之下,随季节的变化都与向下的短波辐射相似,只是数值小很多。(2)冠层之上、冠层中间和冠层之下向下的长波辐射,随时间的变化从春季逐渐开始增大至夏季达到最大,随后逐渐减小并在冬季达到最小;就空间变化而言,冠层中间和冠层之下向下的长波辐射值比冠层之上的辐射值高,使得冠层对长波辐射的振幅增大,晴空条件最高可达1.3倍。(3)淮南森林区冠层之上(距地面25 m)年平均反照率为0.14,比中国北方地区(35°N)温带季风气候区(混交林为主)反照率的整体水平低0.01,表明淮南的森林茂密、灌丛更多些。(4)冠层上部分和整层的短波辐射透射率主要受叶片的影响。夏季,冠层的短波透射率平均为0.1。到了冬天,叶子凋落,透射率增加并趋于一个平稳的波动。冠层的短波辐射吸收率在夏季最高,秋季逐渐降低,随着叶子凋落在冬季迅速减小,趋于一常值。  相似文献   

11.
The sensitivity of evaporation to a prescribed vegetation annual cycle is examined globally in the Met Office Hadley Centre Unified Model (HadAM3) which incorporates the Met Office Surface Exchange Scheme (MOSES2) as the land surface scheme. A vegetation annual cycle for each plant functional type in each grid box is derived based on satellite estimates of Leaf Area Index (LAI) obtained from the nine-year International Satellite Land Surface Climatology Project II dataset. The prescribed model vegetation seasonality consists of annual cycles of a number of structural vegetation characteristics including LAI as well as canopy height, surface roughness, canopy water capacity, and canopy heat capacity, which themselves are based on empirical relationships with LAI. An annual cycle of surface albedo, which in the model is a function of soil albedo, surface soil moisture, and LAI, is also modelled and agrees reasonably with observed estimates of the surface albedo annual cycle. Two 25-year numerical experiments are completed and compared: the first with vegetation characteristics held at annual mean values, the second with prescribed realistic seasonally varying vegetation. Initial analysis uncovered an unrealistically weak relationship between evaporation and vegetation state that is primarily due to the insensitivity of evapotranspiration to LAI. This weak relationship is strengthened by the adjustment of two MOSES2 parameters that together improve the models LAI-surface conductance relationship by comparison with observed and theoretical estimates. The extinction coefficient for photosynthetically active radiation, k par , is adjusted downwards from 0.5 to 0.3, thereby enhancing the LAI-canopy conductance relationship. A canopy shading extinction coefficient, k sh , that controls what fraction of the soil surface beneath a canopy is directly exposed to the overlying atmosphere is increased from 0.5 to 1.0, which effectively reduces soil evaporation under a dense canopy. When the experiments are repeated with the adjusted parameters, the relationship between evaporation and vegetation state is strengthened and is more spatially consistent. At nearly all locations, the annual cycle of evaporation is enhanced in the seasonally varying vegetation experiment. Evaporation is stronger during the peak of the growing season and, in the tropics, reduced transpiration during the dry season when LAI is small leads to significantly lower total evaporation.  相似文献   

12.
Pseudo-wavelet analysis of turbulence patterns in three vegetation layers   总被引:4,自引:0,他引:4  
Ramp patterns in scalar traces such as temperature are the signature of coherent structures. A pseudo-wavelet analysis technique was developed in which ideal saw-tooth patterns of varying size were used as basis functions and fitted to temperature and velocity data. Data recorded from three very different vegetation stands were examined in this study. It was found that the most probable structure duration for the forest canopy was in the range 35–40 s, for the orchard canopy it was 20–25 s and for the maize it was 15–20 s. When expressed in non-dimensional form, the structure duration probability distribution for the maize canopy was about a decade larger than for the forest canopy, with the orchard canopy intermediate. The mean eddy duration versus wind shear relation falls on a narrow band for all three canopies, indicating that wind shear at the canopy top is the determining factor for the scale of the coherent eddies. The inverse of duration and intermittency of coherent structures exhibits a tendency of independence from wind shear at higher wind shear values. Coherent structures transport heat in a more efficient way than do smaller scale, less coherent motions. In all the canopies, the heat flux fractions associated with coherent structures are at least 10% higher than the corresponding time fraction.  相似文献   

13.
Based on the basic principles of atmospheric boundary layer and plant canopy micrometeorology, a forest underlying surface land surface physical process model and a two-dimensional atmospheric boundary layer numerical model are developed and numerical simulation experiments of biosphere and physiological processes of vegetation and soil volumetric water content have been done on land surface processes with local climate effect. The numerical simulation results are in good agreement with realistic observations, which can be used to obtain reasonable simulations for diurnal variations of canopy temperature, air temperature in canopy, ground surface temperature, and temporal and spatial distributions of potential temperature and vertical wind velocity as well as relative humidity and turbulence exchange coefficient over non-homogeneous underlying surfaces. It indicates that the model developed can be used to study the interaction between land surface process and atmospheric boundary layer over various underlying surfaces and can be extended to local climate studies. This work will settle a solid foundation for coupling climate models with the biosphere.  相似文献   

14.
王信理  熊文愈 《气象学报》1995,53(2):217-224
综合考虑梯度输送和阵性穿透作用,并对植被上方的过渡层作适当处理,提出了植被微气象的一阶闭合模型。它对温、湿、风等物理量垂直分布的模拟精度良好。引用系统优化理论和方法,对模型中参数作多维非线性搜索,结果客观可靠。由于植物本身的调节适应能力和反馈作用,大气与植被间的动量与水热交换机制和过程不尽相同。在动量输送过程中,梯度产生项和阵性穿透皆不可忽视,尤其在群体下部,更为重要;而在热量和水分输送过程中,阵性穿透作用在低矮密集植被中的贡献甚微,梯度产生项起主导作用。  相似文献   

15.
森林下垫面陆面物理过程及局地气候效应的数值模拟试验   总被引:5,自引:0,他引:5  
文中基于大气边界层和植被冠层微气象学基本原理 ,建立了一个森林植被效应的陆面物理过程和二维大气边界层数值模式。并应用该模式进行了植被和土壤含水量等生物和生理过程在陆面过程和局地气候效应方面的数值模拟试验。所得数值模拟试验结果与实际情况相吻合。结果表明 ,应用该模式可获得植被温度、植被冠层内空气温度、地表温度日变化特征 ;森林下垫面大气边界层风速、位温、比湿、湍流交换系数的时空分布和日变化特征。该模式还可应用于不同下垫面 ,模拟陆面物理过程与大气边界层相互作用机制及其局地气候效应的研究 ,这将为气候模式与生物圈的耦合研究奠定一个良好的基础。  相似文献   

16.
盘锦芦苇湿地空气动力学参数动态特征及其影响因素分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
应用盘锦芦苇生态系统观测场的涡度相关通量观测系统和小气候梯度系统的观测资料,估算了芦苇下垫面的空气动力学参数,并分析了其影响因素。结果表明:芦苇湿地零平面位移d和粗糙度Z0的季节变化总体呈现先增加后减少的单峰曲线变化规律。Z0和d均在9月达到最大,分别为0.24 m和1.85 m;12月达到最小,分别为0.03 m和0.02 m。芦苇湿地的Z0和d的季节变化主要受叶面积指数(LAI)、株高(h)及风速的影响。d随h的增加而单调增加,Z0随着h的变化遵循二次曲线,d/h、Z0/h与LAI之间的复相关系数分别为0.99和0.78。研究亦表明,大气稳定度和风向也对d和Z0有一定的影响。  相似文献   

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