黄土丘陵沟壑区旱作山地枣林耗水规律研究

作     者：刘守阳 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪有科

授予年度：2013年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：枣林 蒸散量 Shuttleworth-Wallace模型 Penman-Monteith模型 

摘      要：陕北黄土丘陵沟壑区属半干旱气候区，水资源短缺是限制当地枣林发展的重要因素，然而由于资金和水源的限制，旱作仍是当地枣林种植的一种重要模式，因此旱作枣林耗水规律的研究对充分利用当地降雨和土壤水资源，提高水分利用效率和促进枣林可持续发展具有重要意义。本文利用实测的山地枣林树干茎流、土壤水分和气象等数据，分析了山地枣林全生育期土壤水分和蒸腾变化规律，探讨了不同时间尺度和步长蒸腾对气象因子的响应，采用Shuttleworth-Wallace(SW)模型进行了山地枣林蒸散量的模拟，并利用SW模型进一步探讨了坡度、坡向和风速等对山地枣林蒸散过程的影响，得到如下主要结论： (1)枣林生育期内日蒸腾量呈抛物线变化，果实膨大期开花坐果期果实成熟期萌芽展叶期。白天(79时)蒸腾量动态与日蒸腾量动态大体一致，而夜间(0和203时)蒸腾量在枣林生育期内线性增加，平均夜间蒸腾量占日蒸腾量比例为19%。 (2)蒸腾与气象因子的相关关系受到时间尺度和数据样本步长的影响，但各尺度和时间步长上，辐射始终为影响蒸腾的主导因子。 (3)利用贝叶斯参数估计方法，优化了SW模型参数率定过程。检验结果表明：SW模型模拟山地枣林蒸散具有较高精度，但精度受到天气状况影响，晴天精度高于阴天。就枣林整个生育期而言，SW模型山地枣林蒸散模拟精度优于Penman-Monteith模型。 (4)基于Extended-Fast法SW模型气象因子全局敏感度分析结果表明：枣林各生育期，辐射对蒸发、蒸腾及蒸散的影响最为敏感，风速对蒸发和蒸腾的影响次之。 (5)基于SW模型模拟研究表明：相同坡度不同坡向条件下，蒸发、蒸腾和蒸散量变化趋势一致。相同坡向不同坡度条件下，蒸发、蒸腾和蒸散量随坡度增加而减小。此外，枣林各生育期，风速对于蒸腾均为促进作用，对蒸发为抑制作用。蒸腾随风速变化可以分为两个阶段：第一个阶段，在达到临界风速之前，蒸腾随风速增加而快速增加;第二阶段，在达到临界风速之后，蒸腾对风速不敏感，风速增加，蒸腾基本保持恒定。