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Evapotranspiration and factors influencing evapotranspiration in the spring wheat farmland of China’s Loess Plateau

黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素



全 文 :
          生 态 学 报
              (SHENGTAI XUEBAO)
    第 34卷 第 9期    2014年 5月  (半月刊)
目    次
前沿理论与学科综述
基于土壤食物网的生态系统复杂性⁃稳定性关系研究进展 陈云峰,唐  政,李  慧,等 (2173)………………
滇西北高原入湖河口退化湿地生态修复效益分析 符文超,田  昆,肖德荣,等 (2187)…………………………
典型峰丛洼地耕地、聚落及其与喀斯特石漠化的相互关系———案例研究
李阳兵,罗光杰,白晓永,等 (2195)
………………………………………
……………………………………………………………………………
青藏高原东缘高寒草原有毒植物分布与高原鼠兔、高原鼢鼠的相关性 金  樑,孙  莉,崔慧君,等 (2208)…
周边不同生境条件对茶园蜘蛛群落及叶蝉种群时空结构的影响 黎健龙,唐劲驰,黎秀娣,等 (2216)…………
个体与基础生态
三峡库区马尾松林土壤⁃凋落物层酶活性对凋落物分解的影响 葛晓改,肖文发,曾立雄,等 (2228)…………
芦苇、香蒲和藨草 3种挺水植物的养分吸收动力学 张熙灵,王立新,刘华民,等 (2238)………………………
沙化程度和林龄对湿地松叶片及林下土壤 C、N、P 化学计量特征影响 胡启武,聂兰琴,郑艳明,等 (2246)…
内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛化对水分再分配和利用的影响 彭海英,李小雁,童绍玉 (2256)……………
遮阴对米槠和杉木原位排放甲烷的影响 陈细香,杨燕华,江  军,等 (2266)……………………………………
桔小实蝇和番石榴实蝇对 6种寄主果实的产卵选择适应性 刘  慧,侯柏华,张  灿,等 (2274)………………
鼠尾草属东亚分支的传粉模式 黄艳波,魏宇昆,葛斌杰,等 (2282)………………………………………………
种群、群落和生态系统
养分资源脉冲供给对几种微藻种间竞争的影响 李  伟 (2290)…………………………………………………
不同植被恢复类型的土壤肥力质量评价 李静鹏,徐明锋,苏志尧,等 (2297)……………………………………
黄土丘陵区植物功能性状的尺度变化与依赖 丁  曼,温仲明,郑  颖 (2308)…………………………………
湘潭锰矿栾树叶片和土壤 N、P 化学计量特征 徐露燕,田大伦,王光军,等 (2316)……………………………
黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素 阳伏林,张  强,王文玉,等 (2323)……………………………………
尾矿区不同植被恢复模式下高效固氮菌的筛选及 Biolog鉴定 李  雯,阎爱华,黄秋娴,等 (2329)……………
四川理县杂谷脑干旱河谷岷江柏造林恢复效果评价 李东胜,罗  达,史作民,等 (2338)………………………
景观、区域和全球生态
闽南⁃台湾浅滩渔场二长棘鲷群体景观多样性 蔡建堤,苏国强,马  超,等 (2347)……………………………
面向土系调查制图的小尺度区域景观分类———以宁镇丘陵区中一小区域为例
卢浩东,潘剑君,付传城,等 (2356)
…………………………………
……………………………………………………………………………
气候变化对华北冬小麦生育期和灌溉需水量的影响 胡摇 玮袁严昌荣袁李迎春袁等 渊圆猿远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
基于 蕴酝阅陨分解的厦门市碳排放强度影响因素分析 刘摇 源袁李向阳袁林剑艺袁等 渊圆猿苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
可持续生计目标下的生态旅游发展模式要要要以河北白洋淀湿地自然保护区王家寨社区为例
王摇 瑾袁张玉钧袁石摇 玲 渊圆猿愿愿冤
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荔枝树干液流速率与气象因子的关系 凡摇 超袁邱燕萍袁李志强袁等 渊圆源园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
肿腿蜂类寄生蜂室内控害效能评价要要要以松脊吉丁肿腿蜂为例 展茂魁袁杨忠岐袁王小艺袁等 渊圆源员员冤噎噎噎噎
城乡与社会生态
内蒙古草原人类福祉与生态系统服务及其动态变化要要要以锡林郭勒草原为例
代光烁袁娜日苏袁董孝斌袁等 渊圆源圆圆冤
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基于农业面源污染分区的三峡库区生态农业园建设研究 刘摇 涓袁谢摇 谦袁倪九派袁等 渊圆源猿员冤噎噎噎噎噎噎噎
野交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析 吕志强袁代富强袁周启刚 渊圆源源圆冤噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
美国地理学家协会 圆园员源年会述评 孙然好袁肖荣波 渊圆源缘园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆愿园鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿园鄢圆园员源鄄园缘
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封面图说院 峰丛洼地石漠化要要要峰丛主要分布在云贵高原的边缘部分及桂西尧桂西北地区袁相对高度一般为 圆园园要猿园园皂袁高的
可达 远园园皂以上遥 在峰丛之间袁岩溶洼地尧漏斗尧落水洞很发育袁常形成峰丛洼地或峰丛漏斗的组合形态遥 峰丛洼地
中的土地相当贫瘠袁由于当地人们依靠这些土地种植庄稼为生袁石漠化的发展趋势已经越来越明显遥 尤其在土地承
载力低尧人口压力大的区域石漠化相当严重袁研究峰丛洼地耕地资源分布尧土地利用强度和石漠化发育状况之间的
机理袁有助于从本质上认识石漠化的发生袁对石漠化治理实施科学指导遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 9 期
2014年 5月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.9
May,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家重大科学研究计划(2012CB955304);国家自然科学基金项目(31300376, 41275118);中国博士后科学基金项目(2012M512044);
甘肃省自然科学基金项目(1208RJYA025)
收稿日期:2013鄄06鄄10; 摇 摇 修订日期:2013鄄10鄄10
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhangqiang@ cma.gov.cn
DOI: 10.5846 / stxb201306101609
阳伏林,张强,王文玉,张凯,杨启国, 杨泽粟, 雷俊.黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素.生态学报,2014,34(9):2323鄄2328.
Yang F L, Zhang Q, Wang W Y, Zhang K, Yang Q G, Yang Z S, Lei J.Evapotranspiration and factors influencing evapotranspiration in the spring wheat
farmland of China忆s Loess Plateau.Acta Ecologica Sinica,2014,34(9):2323鄄2328.
黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素
阳伏林1,2,张摇 强1,*,王文玉1,2,张摇 凯1,杨启国1, 杨泽粟1,2, 雷摇 俊3
(1. 中国气象局兰州干旱气象研究所 /甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室 /
中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室, 兰州摇 730020;
2. 兰州大学大气科学学院, 兰州摇 730020;3. 甘肃省定西市气象局, 定西摇 743000)
摘要:蒸散与水循环、能量平衡密切相关,是黄土高原雨养农田生态系统最重要的水通量之一。 准确测定半干旱区农田生态系
统蒸散,对增强陆气相互作用的理解以及科学应对气候变化有重要意义。 采用涡度相关技术对黄土高原春小麦农田生态系统
蒸散进行了观测,利用气象梯度系统进行环境因子观测;分析了春小麦农田生态系统蒸散日、季动态及其环境影响因子。 结果
表明,黄土高原半干旱区春小麦农田生态系统蒸散呈早晚低、中午高的“单峰型冶日变化特征;最大日峰值出现在 8 月(0.22
mm / h)。 生长季蒸散日峰值高于非生长季。 春小麦农田最大日蒸散率值相对较低,这可能与该地区干旱少雨的气候特征有关。
农田蒸散且具有明显的季节动态,与降水季节分布密切相关。 7、8月份降水较多,月蒸散量较高。 全年蒸散量(318.0 mm)略低
于年降水量(332.3 mm);蒸散量与降水量比值为 95.7%。 非生长季蒸散量显著低于生长季(4—9月);二者之比为 0.26。 农田
蒸散随土壤含水量和空气温度(低于 26 益)增大呈指数增长趋势;随空气相对湿度、太阳辐射、风速增大呈先增大后降低的二
次曲线变化趋势。 净辐射是黄土高原半干旱区农田生态系统蒸散主要环境控制因子,土壤含水量次之。
关键词:黄土高原; 半干旱区; 蒸散; 净辐射; 环境控制
Evapotranspiration and factors influencing evapotranspiration in the spring wheat
farmland of China忆s Loess Plateau
YANG Fulin1,2, ZHANG Qiang1,*, WANG Wenyu1,2, ZHANG Kai1, YANG Qiguo1, YANG Zesu1,2, LEI Jun3
1 Key Laboratory of Arid Climatic Change and Reducing Disaster of Gansu Province, Key Open Laboratory of Arid Climatic Change and Disaster Reduction of
Arid Meteorology, China, Institute of Arid Meteorology, China Meteorological Administration, Lanzhou 730020, China
2 College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
3 Meteorological Bureau of Dingxi, Dingxi 743000, China
Abstract: Evapotranspiration (ET) links water and energy cycles, and is one of the most important water fluxes in the rain鄄
fed agroecosystem of the Loess Plateau, China. Accurate measurements of ET in this semi鄄arid agroecosystem are critical to
gaining a better understanding the interactions between terrestrial ecosystems and atmosphere, and tackling climate change
scientifically. This study was conducted at the Dingxi Arid Meteorology and Ecological Environment Experimental Station
(DAMES) in 2010. The eddy covariance system and microclimate gradient system were used to observe ET and
environmental conditions, respectively. We analyzed the diurnal and seasonal dynamics of ET and environmental factors
influencing ET throughout the spring wheat agroecosystem in the semi鄄arid Loess Plateau. The results showed that the
diurnal variation of ET in this agroecosystem can be graphed as a line with a single鄄peak which occurs around noon with
lower ET rates observed in the morning and evening; also, seasonal ET peaked in August (0.22 mm / h) . Daily peak ET
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values in the growing season were larger than those in non鄄growing season. During the observation period, the maximum
daily ET rate of spring wheat farmland was relatively low, which may be related to the dry climatic conditions with low levels
of precipitation typical of the semi鄄arid area of the Loess Plateau. ET varied significantly from season to season in the spring
wheat agroecosystem and ET dynamics were closely related to the seasonal distribution of precipitation. Monthly ET peaked
during July and August because relatively more rain was received during these two months. Annual ET (318.0 mm) in 2010
was slightly lower than annual precipitation (332.3 mm); the ratio of ET to precipitation was 95.7%. ET during the non鄄
growing season was significantly lower than that during the growing season ( April to September), with a ratio of non鄄
growing season to growing season ET of 0. 26. Total ET in the spring wheat agroecosystem increased exponentially with
increases in either soil water content and / or air temperature ( lower than 26 益). ET responded to changes in relative
humidity, solar radiation, and wind speed in a quadratic curve manner with a pattern of first increasing and then decreasing.
Net radiation was the major environmental factor controlling ET in the semi鄄arid agroecosystem of the Loess Plateau,
followed by soil water content.
Key Words: the Loess Plateau; semi鄄arid region; evapotranspiration; net radiation; environmental controls
摇 摇 水分短缺是半干旱区农作物生长常见的限制因
子,成为制约地区农业可持续发展的重要因素[1]。
半干旱区农田干湿状况与降水、蒸散等生态系统水
循环过程密切相关[2]。 蒸散是土壤鄄植物鄄大气系统
中水分传输和转化的主要途径,是农田生态系统水
循环的重要环节[3],农业用水中绝大部分 (甚至
99%)通过蒸散过程返还到大气[4]。 黄土高原是我
国北方典型旱地农业分布区;大部分地区年降水量
较少,雨量变率较大。 黄土高原半干旱雨养农业区
对降水量变化依赖性极强,是生态和农业脆弱地
区[5]。 有研究表明,黄土高原地区是响应气候变化
的敏感区域,气候变暖将通过加快蒸散过程进而加
剧黄土高原地区土壤干旱化程度[6]。 掌握黄土高原
地区农田蒸散变化特征及其影响因素,对于合理利
用有限水资源,以及科学应对气候变化具有重要
意义。
有研究表明,黄土高原近 40 年来蒸散整体呈上
升趋势,湿度和温度是蒸散最重要的影响因子[7鄄8]。
然而,这些研究成果主要基于蒸发皿资料或者由台
站气象数据估计参考蒸散资料[9],并非生态系统的
实际蒸散,不能较好地反映黄土高原地区水分耗散
的真实情况。 近年来,涡度相关技术以其测量精度
较高、理论假设条件较少,被认为是目前测定生态系
统实际蒸散量最为有效的方法之一。 本研究基于
2010年黄土高原半干旱区野外生态系统观测站的涡
度相关系统和气象梯度观测系统资料,分析了农田
生态系统蒸散变化特征及其环境主导因子。
1摇 研究地点与方法
1.1摇 研究区自然概况
研究地点(35毅33忆N,104毅35忆E,海拔 1896.7 m)
位于黄土高原地区甘肃省定西市境内的中国气象局
兰州干旱气象研究所干旱气象与生态环境试验基
地。 该地区属于温带大陆性半干旱气候,年均气温
7.1 益,年均降水量 382.3 mm(来源于 1979—2008年
定西市气象站数据),其中 87%集中于 5—10 月。 研
究区域下垫面平坦均匀;地带性土壤为黄土状亚粘
土;主要农作物为春小麦。 本研究将 4—9月份分为
生长季,其他 6 个月份为非生长季。 2010 年定西市
气象站年降水量为 399.5 mm,距平差异低于 5%。 本
研究选取 2010 年观测资料来分析该地区平均降水
条件下春小麦农田蒸散特征及其与环境因子的
关系。
1.2摇 研究内容与方法
试验基地配备有涡动相关观测系统和气象梯度
观测系统进行长期野外观测。 涡度相关系统主要用
于测定地表与大气间潜热通量(LE)交换,观测高度
2.5 m。 系统主要由三维超声风速仪 ( CSAT鄄3,
Campbell Scientific, USA)和 CO2 / H2O快速响应红外
分析仪(Li7500, LI鄄COR, USA)组成,仪器采样频率
10 Hz,实时观测数据记录于数据采集器(CR5000,
Campbell Scientific,USA)。 为了研究方便,LE 数据
均处理成半小时平均值。 LE 正值表示能量从地表
向大气中传输,负值则相反。 在 LE 计算之前,将原
4232 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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始观测数据进行二次坐标旋转、 Webb鄄Pearman鄄
Leuning(WPL)校正[10]以及异常值剔除[11]等必要处
理。 同时,采用 Falge等[12]提出的方法对由降水、断
电等造成的缺失数据进行插补[13]。 蒸散(ET,mm)
与潜热通量(LE,MJ / m2)换算关系为 LE = 姿ET ,其
中蒸发潜热 姿为 2.45 MJ / kg。
气象梯度观测系统由 1 个自动雨量计(52203,
RM Young,USA,高度 1.5 m)、1 个空气温湿度传感
器(HMP45C, Vaisala, Finland,观测高度 1.5 m)、1
个太阳短波辐射传感器( PIR, Eppley, USA,高度
1郾 5 m)、1个净辐射传感器(CN鄄40,EKO,Japan,高度
1.5 m)、1 个风速风向传感器 (5103V,RM Young,
USA,高度 2.0 m)等组成,观测量分别为降雨量(P)、
空气温度(T)、空气相对湿度(RH)、太阳辐射(DR)、
净辐射(Rn)、风速(Ws)和风向(Wd)等。 利用水分
时域反射仪(CS616,Campbell Scientific,USA)测定地
下 0.10,0.20,0.40,0.06,0.80 m土壤含水量(兹)。 数
据采样频率均为 0. 1 Hz,存储于数据采集器
(CR1000,Campbell Scientific,USA)。
2摇 结果与讨论
2.1摇 黄土高原春小麦农田降水量与土壤含水量的
季节动态
农田生态系统蒸散与降水、土壤水分状况密切
相关。 2010年黄土高原半干旱区农田生态系统全年
降水量为 332.3 mm。 降水主要集中在生长季(285.9
mm),占全年降水量 86%,其中 5 月和 8 月降水量较
大,均超过 60 mm。 降水过程显著地影响 0.10 m 和
0.20 m土壤含水量,其中 0.10 m 土壤含水量对降水
过程响应极为敏感,随降水事件发生而波动;而 0.20
m土壤含水量响应相对滞后。 0.10 m土壤含水量生
长季期间波动较大;在 7.2%—19.9%之间变化,平均
值为 12.0%。 降水过程对 0.40、0.60 和 0.80 m 土壤
含水量影响较少,这 3 层土壤含水量季节变化相对
较少。 从图 1 可以看出,生长季内土壤含水量 0.40
m层明显大于其他各层,而 0.10 m层最低。
图 1摇 降水量与不同深度土壤含水量的季节动态
Fig.1摇 Seasonal variations of precipitation and soil water content under different soil depth
2.2摇 黄土高原春小麦农田蒸散日、季动态
将每日相同时刻半小时尺度蒸散值按月份进行
平均,分析生态系统蒸散的月均日动态。 黄土高原
半干旱区农田生态系统生长季蒸散的日变化表现为
早晚低、中午高的“单峰型冶曲线特征(图 2)。 夜间
蒸散较低,接近于 0,整体变化平稳;日间蒸散变化明
显,8: 00 左右,蒸散速率迅速增大,在正午前后
(12:00—14:00 间)达到最大值。 随后蒸散速率下
降,直至 20:00左右,蒸散速率下降至 0 附近。 各月
蒸散日峰值高度存在明显差异。 最大日峰值出现在
8月,最低日峰值出现在 5月。 4—9月各月 ET峰值
分别为 0.18,0.14,0.15,0.20,0.22,0.16 mm / h。 非生
长季各月蒸散也呈现出与生长季类似的“单峰型冶曲
线日变化特征,且日变化曲线更为平滑。 从图 2 可
以看出,非生长季各月蒸散日峰值显著低于生长季
各月。 在非生长季中,3 月和 10 月蒸散日峰值相对
5232摇 9期 摇 摇 摇 阳伏林摇 等:黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素 摇
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较高,分别为 0.10和 0.09 mm / h,其它 4 个月蒸散日
峰值均低于 0.05 mm / h。
图 2摇 黄土高原春小麦农田生态系统蒸散日动态
Fig.2摇 Diurnal variation of the spring wheat agroecosystem in
the Loess Plateau
黄土高原半干旱区农田生态系统蒸散存在明显
季节变化(图 3),与降水季节分布密切相关(图 1)。
最大日蒸散率为 4.69 mm / d(4 月 25 日);最少日蒸
散率为 0.02 mm / d(12 月 23 日)。 与其他农田生态
系统蒸散研究结果相比,本研究中最大日蒸散率值
与王欣[14]关于黄土高原冬小麦日蒸散率值(4郾 60
mm / d)接近,然而明显低于 Burba[15]对小麦生态系
统 7.0 mm / d 的报道,这可能与本研究区干旱少雨的
气候条件有关。 整个生长季平均日蒸散率为(1.38依
0.75) mm / d(平均值依标准差),明显低于黄土高原
关于冬小麦(1.84 mm / d)和玉米(1.62 mm / d)的短
期平均日蒸散率结果[14]。 将每日蒸散值按月份进
行累加,分析生态系统蒸散月累加值的季节动态。
从月蒸散值来看,由于 7、8 月份降水较多(图 1),蒸
散量相对较高;1、2月份降水少,气温低,蒸散量相对
较低。 非生长季蒸散量显著低于生长季;二者之比
为 0.26。 全年累积蒸散量为 318.0 mm,其中生长季
蒸散量为 252.4 mm,占全年蒸散量 79.4%。 2010 年
的年蒸散量略低于年降水量(332.3 mm);全年蒸散
量与降水量的比值为 95.7%。
图 3摇 黄土高原春小麦农田生态系统蒸散季节动态
Fig.3摇 Seasonal variations of the spring wheat agroecosystem in
the Loess Plateau to environmental factors
2.3摇 环境因子对黄土高原春小麦农田蒸散的影响
环境因子显著地影响了黄土高原农田生态系统
蒸散变化。 从图 4 可以看出,黄土高原农田蒸散随
土壤含水量增大呈指数增长趋势。 当温度低于 26
益,农田蒸散随温度增大呈指数增长趋势;当温度高
于 26 益,随空气温度增大呈降低趋势。 农田蒸散随
空气相对湿度、太阳辐射、风速增大呈先增大后降低
的二次曲线变化趋势。 当空气相对湿度大于 40%、
或太阳辐射大于 1000 W / m2,或风速大于 3 m / s 情
况下,蒸散随之降低。
黄土高原春小麦农田生态系统蒸散与环境因子
的相关分析结果表明,在生长季,蒸散与净辐射、土
壤含水量显著相关,与空气温度、空气相对湿度、饱
和水汽压差相关性不明显;在非生长季,蒸散与净辐
射、空气温度、土壤含水量显著相关、饱和水汽压差
均显著相关,与空气相对湿度相关性不明显(表 1)。
在生长季和非生长季净辐射与蒸散相关性最好,说
明净辐射是黄土高原农田生态系统蒸散最主要的环
境驱动因子。 水分蒸发需要能量,蒸散变化依赖于
有效能量的多少,因此蒸散和净辐射之间存在显著
正相关关系(表 1)。 另一个重要环境因子是土壤含
水量,黄土高原农田蒸散与之相关性仅次于净辐射。
由于大部分蒸散来自于土壤蒸发,因此土壤水分对
蒸散影响显著[16]。 在干旱半干旱区陆地生态系统,
许多研究表明土壤含水量是调节蒸散的重要环境因
子[15,17]。 苗海霞[18]认为在土壤水分充足条件下,净
辐射是蒸散的主要控制因子;而当土壤水分缺乏时,
土壤湿度条件对蒸散影响显著[19]。
6232 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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图 4摇 黄土高原春小麦农田生态系统生长季蒸散对环境因子的响应
Fig.4摇 Response of the spring wheat agroecosystem in the Loess Plateau to environmental factors in the growing season
表 1摇 农田生态系统蒸散与环境因子的相关分析
Table 1摇 Correlative analysis between evapotranspiration and
environmental factors
环境因子
Environmental factors
相关系数
(生长季)
Correlation
coefficient
(growing season)
相关系数
(非生长季)
Correlation
coefficient
(non鄄growing season)
净辐射 Net radiation 0.540** 0.716**
空气温度 Air temperature 0.153 0.589**
土壤含水量
Soil water content 0.296
** 0.596**
空气相对湿度
Air relative temperature 0.161 0.138
饱和水汽压差
Vapor pressure deficit 0.084 0.436
**
摇 摇 **P<0.01
蒸散作为重要的生态系统过程受多种环境因子
和生物因子共同作用影响,除太阳辐射、土壤含水
量、空气相对湿度、气温等非生物环境因子[20],还包
括叶面积指数[13]、气孔导度[19]等生物因子[21鄄22]。
黄土高原农田生态蒸散变化特征是各种环境因子相
互作用的结果。 当空气温度在一定的范围内,随着
温度升高,水分子获得的能量增大,运动加快[23],分
子间间隔增大,水易于由液态变成气态;同时,空气
温度升高通常伴随饱和水汽差增大[24],进而导致蒸
散增加。 然而,当温度升高到一定程度以后,由于黄
土高于地区土壤干旱缺水,即使温度再升高,有限的
土壤水分已不能完全满足蒸散需要,蒸散停止升高
趋势(图 4)。 蒸散对太阳辐射的响应也存在类似情
况(图 4)。 风速则通过改变空气动力学阻力来影响
蒸散过程[24]。 然而,当风速大于一定值,在黄土高
原地区通常伴随着空气温度下降,从而蒸散减少(图
4)。 空气中水汽在一定范围内是有利于蒸散过程的
发生。 然当空气相对湿度持续增加,蒸发表面与其
临近空气的水汽压差将降低,导致蒸散过程的驱动
力下降[25],蒸散呈降低趋势。 由于本研究缺少叶面
积指数等生物因子观测资料,不能很好地探讨生物
因子对蒸散的影响,这是本研究的不足。
3摇 结论
(1)黄土高原半干旱区农田生态系统蒸散呈早
晚低、中午高的“单峰型冶日变化特征,最大日峰值出
现在 8月。 农田蒸散且具有明显季节动态,与降水
季节分布密切相关。
(2)全年(2010 年)蒸散量略低于年降水量;蒸
散量与降水量的比值为 95.7%。
(3)黄土高原农田生态系统蒸散随土壤含水量
和空气温度(低于 26 益)增大呈指数增长趋势;随空
气相对湿度、太阳辐射、风速增大呈先增大后降低的
二次曲线变化趋势。
7232摇 9期 摇 摇 摇 阳伏林摇 等:黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素 摇
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(4)净辐射是黄土高原半干旱区农田生态系统
蒸散主要环境控制因子,土壤含水量次之。
References:
[ 1 ]摇 Li F M, Zhao S L, Duan X S, Gao S M, Feng B. Preliminary
study on limited irrigation for spring wheat field in semi鄄arid region
of loess plateau. Chinese Journal of Applied Ecology, 1995, 6
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
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叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
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