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环境因子对黄土高原典型农田生态系统Bowen比的影响研究

任雪塬 张强 岳平 杨金虎 王胜

任雪塬, 张强, 岳平, 杨金虎, 王胜. 环境因子对黄土高原典型农田生态系统Bowen比的影响研究 [J]. 气象学报.
引用本文: 任雪塬, 张强, 岳平, 杨金虎, 王胜. 环境因子对黄土高原典型农田生态系统Bowen比的影响研究 [J]. 气象学报.
Effects of Environmental Factors on Bowen Ratio of Typical Farmland Ecosystem in Loess Plateau[J]. Acta Meteorologica Sinica.
Citation: Effects of Environmental Factors on Bowen Ratio of Typical Farmland Ecosystem in Loess Plateau[J]. Acta Meteorologica Sinica.

环境因子对黄土高原典型农田生态系统Bowen比的影响研究

基金项目: 国家自然科学基金,其它

Effects of Environmental Factors on Bowen Ratio of Typical Farmland Ecosystem in Loess Plateau

  • 摘要: [目的]Bowen比能够综合反映陆面气候状态的物理特性,是有效刻画生态系统水热分配的关键参数之一。[资料和方法]本研究利用安装在定西和庆阳的涡动相关系统开展了黄土高原半干旱和半湿润农田生态系统能量分配特征观测试验,研究了生态环境因子对Bowen比的影响机理,揭示了干、湿条件下生理生态因子对水热交换的响应规律。[结果]结果表明,处于半干旱区的定西年内感热通量是可利用能量的主要消耗项,即使在降水较为集中的季风期,其Bowen比依旧在1附近波动。对于半湿润地区的庆阳而言,夏季潜热通量在能量分配中占主导地位(Bowen比平均值为0.71),其余三季感热在能量分配中起支配作用(Bowen比在1.15-5.85)。从影响陆面水热交换的气象因子来看,Bowen比随饱和水汽压差()的增大而增大,随降水量和土壤湿度的增加显著减小。干旱条件下,Bowen比与半湿润区的相关性高(R2=0.44),湿润条件下,则与半干旱区的VPD相关性更好(R2=0.38),且生长季半干旱区的Bowen比为半湿润区的1.5倍。半湿润区干、湿条件下降水量与Bowen比均显著相关,干旱条件下R2达到0.79;但半干旱区仅在干旱条件下降水量与Bowen比存在显著的相关性()。土壤含水量(SWC)在半湿润区与Bowen比的相关性更显著,且干旱条件下Bowen比随SWC的减小而增大的幅度更大。从影响生长季Bowen比的生态因子来看,Priestley-Taylor系数()与Bowen比之间满足幂函数规律,在黄土高原农田生态系统具有显著的相关性,半湿润区和半干旱区分别为0.62和0.72。另外,黄土高原农田生态系统Bowen比随NDVI的增大而减小,半湿润区二者关系更显著(),但半干旱区Bowen比对NDVI变化的响应更迅速。Gs与Bowen比之间呈负指数关系,半干旱区Bowen比随Gs的增大而减小的趋势比半湿润区更明显。[结论]该研究对揭示黄土高原典型农田生态系统陆面特征及改进陆面过程参数化关系具有重要参考意义。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-25
  • 录用日期:  2021-11-22
  • 修回日期:  2021-11-06
  • 网络出版日期:  2021-12-23

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