玉米农田水热通量及能量变化研究

摘要

为揭示中国北方农田生态系统的水热通量动态特征及其对气象因子的变化响应和能量平衡过程特征,利用榆树市玉米农田生态系统观测站2015年、2018—2019年水热通量观测数据,分别对榆树市玉米农田水热通量的小时、日、月份、年际变化特征,潜热通量(Fl)、感热通量(Fs)受气温、降水、日照等气象因子的相关影响,土壤含水量、水热通量的季节变化和降水,各年份Fl、Fs和降水的分布情况进行了详细的分析,以得出各变量的季节分布和降水过程中的变化特征;还对净辐射、土壤热通量的日变化和季节变化,土壤热通量和土壤含水量的季节变化进行对比分析;最后对能量平衡中各项能量的季节变化、日变化,以及能量闭合情况进行分析.结果表明,水热通量的日变化呈单峰型二次曲线,峰值出现在正午,其中Fl为229.2 W·m?2,Fs为148.0 W·m?2.潜热年变化呈单峰型,显热年变化呈双峰型,Fl、Fs最高值分别为114.3、51.7 W·m?2.净辐射和土壤热通量的日变化和年变化都和水热通量相似,但是净辐射峰值出现的时间提前,土壤热通量峰值出现的时间滞后.Fl的年变化与气温、降水呈正相关,与气压呈负相关.Fl和Fs对降水过程都有显著的响应,Fl对降水的反应更加敏感,而连续的降水对Fs有阻碍作用.各种能量项的平衡分析呈现能量不闭合现象,同时能量不闭合情况表现有明显的日变化和年变化,夏季好于冬季,白天好于夜间.7月平均能量闭合比率达到83％,9月白天的能量闭合度达到89％以上.