一、粗糙度和稳定度对绿洲生态系统能量平衡的影响（论文文献综述）
荣星星,王鹤松,褚建民,艾金龙[1]（2021）在《绿洲荒漠过渡带涡动相关仪和大孔径闪烁仪的通量源区特征》文中进行了进一步梳理以甘肃民勤绿洲荒漠过渡带涡动相关仪（EC）和大孔径闪烁仪（LAS）的同步观测数据为基础,借助通量足迹模型,分析生长季和非生长季通量源区的分布与变化特征,比较了源区在不同风向下,足迹权重比的变化对二者观测值之间差异的影响。结果表明:（1）研究区在非生长季盛行西北风,在生长季则盛行东风,EC和LAS源区的空间分布与盛行风向一致,二者在非生长季源区的面积均大于生长季。（2）大气稳定条件下EC和LAS的源区面积普遍大于不稳定条件下。随着源区贡献率的增加（由50%增至90%）,EC和LAS源区的重叠面积和足迹权重比也增加,并且非生长季的源区重叠程度优于生长季。在生长季和非生长季,EC和LAS源区都呈现不规则分布的特点。（3）相比于东西风向,生长季南北风向下的足迹权重比更高,二者所观测显热通量值更为接近,决定系数（R2）也更高。说明源区的足迹权重比在一定程度上可以解释EC和LAS在观测结果上的差异,这为地表通量的尺度扩展提供了方法学上的参考。
孙赛钰,王维真,徐菲楠[2]（2021）在《黑河流域中上游水热通量足迹模型的对比分析》文中研究说明遥感技术是获取区域地表水热通量的重要手段,利用地面观测值对遥感估算水热通量进行验证时,存在空间尺度不匹配的问题,结合足迹分析可以较好地解决这一问题,为遥感蒸散发模型提供空间尺度匹配的验证数据。利用黑河流域上游阿柔超级站和中游大满超级站的涡动相关仪观测数据,对常用的3种水热通量足迹模型Kormann&Meixner（KM）模型、Kljun模型和Hsieh模型的输入参数进行了敏感性分析,并比较和分析了3个模型单时次和日尺度的足迹结果差异,为足迹模型的合理选用提供参考依据,以服务于数据质量判别和遥感模型的验证。结果表明:（1）奥布霍夫长度（L）是KM模型和Hsieh模型的敏感因子,L值变化时,Hsieh的足迹结果变化大于KM,而Kljun模型对L的敏感程度不高;观测高度（zm）和侧向风速标准差（σv）也是3个模型的敏感因子。（2）单时次30 min尺度上,KM和Hsieh的通量贡献源区大小和形状吻合较好,但与Kljun足迹结果存在显着差异;Kljun的源区范围明显较小,上风向通量贡献峰值明显大于KM和Hsieh,且上风向通量贡献峰值的位置明显小于另外两个模型。（3）日尺度上,3种足迹模型的水热通量源区形状相似,Kljun模型的源区范围最小。实验结果为足迹模型的合理选用提供参考依据,以服务于碳、水热通量数据质量判别和遥感模型的验证。
赵兴炳[3]（2021）在《青藏高原西部戈壁地表能量平衡特征与湍流通量参数化研究》文中研究指明地表能量平衡过程对净辐射进行分配与转换,是地表辐射收支的重要组成部分,是气候格局形成及变化的重要影响因素,不同地表的能量平衡特征存在很大的差异,探究各种地表的能量平衡特征具有重要意义。整体空气动力学方法在天气和气候模式中广泛应用,动力、热力粗糙度和稳定度等陆面参数是其工作之前提。青藏高原对高原及其周边地区,乃至东亚的天气气候的形成都有着重大的影响,但关于青藏高原西部的研究长期缺乏。因此,在青藏高原西部狮泉河镇建设近地层综合观测实验站,利用实验站获取的长期观测数据,分析该地区的能量平衡特征,计算陆面过程关键参数,评估稳定度参数化方案对于数值模式模拟该地区陆面过程的影响,可在一定程度上补充青藏高原西部陆气相互作用过程观测与研究的不足。主要结论如下:（1）分析了狮泉河常规气象要素变化特征,辐射平衡过程和地表能量平衡过程的月平均日变化和季节变化特征,地表能量闭合情况及形成原因。狮泉河站以较弱(年平均2.17 m·s-1)的偏西气流为主导（年偏西风频次59.2%）,气温季节变化明显,湿度较小(分析时段平均比湿2.6 g kg-1)但干湿季分明,受季风影响降水集中在6-9月,气压变化符合典型高山气压变化特征。辐射平衡分量（向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射）,热量（感热通量、潜热通量和土壤热通量）和CO2通量均具有明显的日变化。净辐射主要受向下短波辐射影响,向下长波辐射变化幅度(最大50 W m-2)比向下短波辐射变化幅度(最大1078.24 W m-2,最小632.14 W m-2)和向上长波辐射变化幅度(最大218.88 W m-2,最小132.67 W m-2)都小。干季潜热通量日变化很小,不超过5 W m-2。夏季下午（冬季午夜）CO2通量表现为明确的碳汇（源）,强度可达0.1 mg m-2 s-1,可能是由土壤中生物和化学过程引起的,年平均而言,这种源、汇的作用可相互抵消。辐射、湍流通量和土壤热通量逐日白天（北京时10:00–19:00）平均序列具有明显的季节变化,各物理量的最大值都出现在夏季,最小值出现在冬季。感热通量和土壤热通量是主要能量支出项,潜热通量在湿季可达到净辐射的20%。能量闭合率,夏季月份在0.6以上,冬季在0.5左右,实验期间平均为0.58。（2）计算分析了青藏高原西部狮泉河的陆面过程参数和土壤热属性参数,结果表明:狮泉河站的零平面位移和动力粗糙度,各方位存在差异,零平面位移和动力粗糙度随方位的变化与各方位的粗糙元分布一致,平均而言动力粗糙度为5.58×10-2 m,零平面位移为0.44 m。热力粗糙度与大气层结状态有关,边界层大气层结以不稳定为主,Z95方案计算的不稳定层结热传输附加阻尼k B-1与基于观测数据采用Monin-Obukhov相似理论计算的结果分布最为接近。狮泉河地表反照率变化范围为0.18～0.24,全年平均为0.2,与沙漠和戈壁下垫面相当。狮泉河站土壤热容量、土壤热传导率、土壤热扩散率和土壤水通量密度年平均值依次为0.95×106 J m-3K-1、0.24 W m-1K-1、2.73×10-7 m-2 s-1和0.12×10-5 m s-1,受降水影响有微弱的变化,与塔克拉玛干沙漠和敦煌戈壁的观测结果较一致。狮泉河干旱少雨,下垫面状况稳定,与所在区域一致,因此地表反照率、土壤属性参数具有区域代表性,可供相关研究参考。（3）基于Noah LSM评估了5种常用的稳定度参数化方案对陆面模式模拟青藏高原西部陆面过程的影响。结果表明Noah LSM能够模拟出高原西部动量通量、感热通量、向上长波辐射和土壤温度等的日变化趋势和季节特征,模拟结果对采用的稳定度参数化方案敏感,改进稳定度参数化方案可以提高陆面模式的模拟能力。与Noah LSM默认迭代方案相比,非迭代方案在计算效率方面具有优势。根据模型效率指数、相关系数、平均偏差、均方根偏差等统计参量综合评价,Li等提出的方案表现最佳,其动量通量,感热通量,向上长波辐射以及10和40 cm土壤温度的模拟效率分别比Noah默认方案高1%,88%,8%,6%,和13%,该方案更适合于不稳定情形,而青藏高原西部狮泉河及类似地区不稳定情形发生频率较高,因此,该方案具有改善青藏高原陆面模型的潜在应用价值。
秦志昊[4]（2021）在《通量—方差法在三种下垫面上计算感热通量的效果评估和算法改进》文中进行了进一步梳理地表与大气之间的能量交换影响着天气演变、碳水循环和气候变化,感热通量是地表与大气之间能量交换的重要形式,是地表加热大气的主要途径。目前,涡度相关技术被广泛用于观测地表与大气之间的感热交换,但该技术需要的设备价格昂贵、数据后处理复杂,导致其观测站点有限、空间代表性不足,急需发展设备价格低廉、观测原理简单和计算算法准确的新的感热通量观测技术。通量-方差法基于方差相似性原理,仅需温度标准差和大气稳定度判断即可计算感热通量,具有大规模联网观测的潜力。但该方法在不同下垫面的计算效果有待评估,且温度标准差的选择和大气稳定度的判断有待通过试验来确定。本研究以涡度相关观测为参考,在农业养殖塘、稻田和裸地三种下垫面上利用多种传感器开展高频温度观测,首先分析了三种下垫面上的大气湍流特征,特别是通量-方法所基于的方差相似性;其次,通过野外对比观测试验,定量评估了六种高频温度传感器测定温度标准差的性能,并评估通量-方差法在三种下垫面上计算感热通量的效果;最后,从大气稳定度这一参数出发,从计算方法、大气稳定度判据和时间尺度三个方面改进通量-方差法。得到的主要结论总结如下:（1）养殖塘、稻田和裸地三种下垫面上大气湍流统计特征存在明显区别,养殖塘上方大气不稳定状态占比（74%）高于稻田（33%）和裸地（40%）下垫面,日间裸地下垫面不稳定程度高于其他两种下垫面。观测期间,三种下垫面上80%通量源区范围内都为目标下垫面。三维风速的湍流谱在惯性子区内符合-2/3次方关系,垂直风速和标量的协谱在惯性子区内满足-4/3次方关系,涡度相关系统可以观测目标下垫面与大气之间的通量交换。稻田下垫面湍流强度与湍流动能在高风速下均高于养殖塘和裸地下垫面。方差相似原理在三种下垫面上均适用,三种下垫面上三维风速归一化标准差随大气稳定度的变化符合-1/3次方规律,不稳定条件下拟合效果要好于稳定条件下,且以垂直方向上拟合效果最佳,温度和水汽密度的归一化标准差在不稳定时符合-1/3次方规律,稻田和裸地下垫面上CO2密度的归一化标准差在不稳定时符合-1/3次方规律。（2）6种温度传感器测量温度平均值的性能相当,二维超声风速计观测的温度标准差与三维超声观测值的相关系数超过0.97,均方根误差小于0.04℃,测量性能明显强于细丝热电偶温度传感器。通量-方差法在计算感热通量时对参数c T1更敏感,c T1值偏低会导致感热通量高估,c T1增减10%会使感热通量分别减小和增大13.32%、17.12%。相比通量-方差法中的默认参数,使用本研究观测得到的拟合参数会显着改善感热通量的计算,使计算值与观测值之间的均方根误差最大降低14.6 W m-2。与涡度相关观测相比,通量-方差法在稻田下垫面上对感热通量的计算效果最佳（相关系数为0.887）,其次是裸地（相关系数为0.860）和养殖塘下垫面（相关系数为0.823）。（3）改进后的通量-方差迭代算法在计算感热通量时无需依赖涡度相关系统观测,只需要温度标准差和风速观测值,但计算效果略有降低,计算值与观测值之间的相关系数减小0.06,均方根误差增大2.9 W m-2。相比原方法,迭代算法在养殖塘、稻田、裸地三种下垫面上分别有11.7%、36.4%和32.3%的计算值无法收敛。使用温度梯度进行大气稳定度判断效果优于使用净辐射,两种判据对感热通量方向的误判率分别为12.9%和34.8%。在日尺度上使用原通量-方差方法时,计算感热通量与观测较为相符,而迭代算法由于缺失值超过30%导致计算值与观测之间的一致性不佳。
马宗瀚[5]（2021）在《地块尺度蒸散模型研究》文中研究说明地表蒸散是农田生态系统中水资源耗散的重要形式。研究农田作物蒸散模型,是掌握作物耗水规律,提升灌溉效率与区域农业水资源管理效率的重要途径。现有的主流蒸散模型在地块尺度的应用受到可用数据限制、像元尺度效应等影响,数据表征能力和精度还有较大提升空间。针对地块尺度的地表参量特征,需要突破现有能量平衡蒸散模型对热红外遥感数据的需求,从蒸散机理出发开展高分辨率地块尺度蒸散模型研究,建立完整高精度的地块蒸散估算系统理论,增强农田水资源管理能力。本研究针对地块蒸散特性,从蒸散的影响机制出发,考察不同尺度下的蒸散变化驱动因子差异,结合地块尺度下的地表参量空间变异性,构建了两种地块蒸散监测模型。进行以下几项研究:（1）研究分析了地块尺度的气象要素及地表参量的空间异质性。结果显示气象因子在农田区域1公里像元尺度和亚像元尺度的空间分布差异性较低。在构建地块尺度蒸散模型时,可以忽略在公里尺度气象条件的差异性在代表地块蒸散差异性的分配因子中的影响。高分辨率遥感地表参数的空间变异性分析结果显示,不同遥感参数的空间变异性存在差异,归一化植被指数NDVI在植被、裸地混合像元区域的空间变异性较高,在植被覆盖度较高,非植被占比低的区域较低,地表反照率albedo的变异系数较低。地表含水量LSWI的变异系数高于NDVI与albedo,且在植被覆盖度较高,NDVI空间变异性较弱的区域依旧存在高变异系数,表明LSWI的空间分布更为复杂,其表征的地表含水状态在构建地块尺度蒸散模型,尤其是对地表含水量敏感的模型不能忽略。地表温度LST的变异系数较高,在没有直接获取高分辨率LST数据的前提下,基于LST的蒸散计算会引入较大的不确定性。（2）构建了不依赖于热红外地表温度的农田地块尺度蒸散估算模型。基于植被生理活动机制,利用导度模型耦合了植被光合作用固碳与蒸腾过程,采用哨兵2号卫星获取的高分辨率光学遥感数据与气象数据构建了不依赖于热红外地表温度的农田地块尺度蒸散估算模型。通过植被生理过程与环境变量的交互关系进行了蒸散机理揭示与模拟,能够用于研究气候变化背景下生态系统功能与植被碳水消耗策略等。基于植被生理特征和地表辐射条件,采用对日尺度的时间变化不敏感的NDVI与albedo作为模型的遥感输入数据,避免了多数模型的多尺度数据融合过程带来的不确定性。（3）地块蒸散分配算法。研究明确了在下垫面平坦的农田区域,导致地块尺度蒸散空间异质性的主要因素是不同地块的植被状况和土壤含水量,分别采用植被覆盖度与地表水分指数描述。基于对作物生理过程与地表含水量的数值模拟,采用哨兵2卫星波段10米分辨率数据发展了高分辨率的蒸散空间分配因子。模型在海河流域和黑河流域的验证结果较好。综合结果表明地块蒸散分配模型的精度能够与作为输入数据的蒸散产品保持一致并有所提升,在输入数据的精度有保证的前提下可以获取准确的地块蒸散结果。（4）地块尺度蒸散模型敏感性分析。针对耦合碳水过程的蒸散模型敏感性分析显示,蒸散对温度的变化最敏感,其次是二氧化碳浓度变化和植被可利用短波辐射变化。基于不同尺度的遥感源输入数据评价碳水耦合模型的计算结果精度差异进行了模型尺度效应评价,综合验证结果表明研究区的尺寸影响蒸散计算的尺度效应。模型机理对比证明碳水耦合模型适用于对单一植被区与裸地较差分布区域的蒸散估算,在应用到复杂地表时需要考虑不同植被类型的生理生态过程进行模型标定。地块蒸散分配模型能够满足对平坦区域复杂下垫面的蒸散空间尺度扩展需求,在应用到地表崎岖,海拔变化明显的区域需要对蒸散分配因子进行调整,增添对空间分布异质性的蒸散影响因子部分。
霍文[6]（2020）在《塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地与自然沙地局地气候差异研究》文中研究表明塔克拉玛干沙漠,气候极端干旱。随着石油基地的建成,在研究区的自然沙陇剖面上形成了面积达2 km2的人工绿地。由于下垫面性质的改变,引起气象特征参数连锁反应,导致近地层能量分配格局改变,局地性气候与沙漠气候形成了强烈反差,我们亟需解析在气候差异下,各项气象参数的变化区间;了解人工绿地与自然沙地通量参数的差异;评估陆面参数化方案对人工绿地局地性气候的响应程度。正是以此为目标,通过高精度观测仪器和先进试验手段,在生长季,获取人工绿地和自然沙地同步观测数据,同时针对绿地边缘效应,同步开展强化观测试验,利用理论研究、试验数据分析、数值模拟等方法,定量地解析不同下垫面局地性气候的差异性;揭示感热、潜热时间分布位相差异的原因机理;利用陆面过程模拟与观测事实进行参数对比分析,评估参数化方案对局地性气候的响应程度,为沙漠-绿洲地气之间相互作用及影响机制提供科学试验数据支撑和研究基础。并得到以下主要结论:1)从日出到正午,自然沙地升温速率大于人工绿地;正午到日落则相反。人工绿地增温至极值比自然沙地滞后2 h。夜间人工绿地边界温度一般高于自然沙地与人工绿地中心区域。在下垫面状况差异、局地环流作用、小地形共同影响下,人工绿地（中）日较差>自然沙地（西）>人工绿地（东）>人工绿地（西）。四季夜间均存在逆温,冬季1月逆温强度最大,最大逆温差为12.8℃,秋季次之,春季第三,夏季最小,最大逆温差6.4℃。2)平均风速季节变化:春季最大、夏季次之、秋季第三、冬季最小。日间大于夜间,自然沙地风速变幅大于人工绿地。春季,自然沙地日平均风速差3.0 m/s,人工绿地中心1.8 m/s,人工绿地东西边界分别为2.0 m/s与2.2 m/s。将自然沙地的平均风速量化为1.0 m/s,春季绿地边界风速递减率为35%;绿地中心风速递减率为68%。夏季绿地边界风速递减率为30%;绿地中心风速递减率达到71%。沙地与绿地夏季比湿最大、秋季次之、春季第三,冬季最小。3)FAO56-PM蒸散模型适用于干旱背景下的人工绿地,计算值与观测值呈线性相关,相关系数分别为:人工绿地（中）0.933,人工绿地（东）0.943,人工绿地（西）0.942。饱和水汽压与实际水汽压之差、2m平均温度、2m平均风速、饱和水汽压斜率是影响蒸散发计算的主要因素。4)沙地与绿地（地面长波辐射）差值区间为-30-20 W/m2。土壤水分变化是造成人工绿地与自然沙地地表反照率差异的主要原因之一,塔克拉玛干沙漠人工绿地的滴灌增加了土壤含水量,传递到表层具有滞后效应,影响了地表反照率的月变化。净辐射的主要耗能形式以H和G0为主,其中H最大,LE最小。夜间以G0为主。日间以H为主。在塔克拉玛干沙漠大环境影响下,人工绿地的能量分配格局与自然沙地基本一致,而在植被的生长期与茂盛期,LE的通量消耗份额会增加,能耗比增加1.5%左右。5)冬季自然沙地与人工绿地的不闭合率均在50%以上,且人工绿地的拟合系数很低。在其他季节,人工绿地的不闭合率优于自然沙地,这也是地表能量残差D值较小的反映。由地形起伏与下垫面共同影响,不同下垫面能量闭合存在差异。6)CLM3.0模式对自然沙地辐射模拟精度高于人工绿地。人工绿地向下的长波辐射在春季和夏季被低估,自然沙地模拟偏差则在±0.02以内。模拟的高反照率值与观测值相比有所延迟,反照率被高估。太阳反射辐射高估了6-19 W/m2。在峰值区模式低估了向上长波辐射,低估值在2-25 W/m2之间。自然沙地向上长波辐射模拟精度高于人工绿地。此外,净辐射的模拟值和观测值之间也存在差异,RMSE区间为35-70 W/m2。7)在沙漠地区,H的模拟能力高于LE,自然沙地通量模拟精度优于人工绿地,这说明模式对沙漠干旱地区水汽传输模拟机制有待改善。模式高估了人工绿地H,低估了自然沙地H,人工绿地RMSE为45.6 W/m2,自然沙地RMSE为25.1 W/m2。模式对土壤温度模拟相关系数较高,均在0.97以上,在温度高值区存在低估,中上层土壤温度模拟精度自然沙地高于人工绿地,深层土壤温度模拟精度人工绿地优于自然沙地。土壤湿度模拟效果差,自然沙地相关系数高于人工绿地,最高可达0.83。土壤湿度模拟偏差均为正偏差,模拟值偏移值较大,特别是深层土壤湿度,其中自然沙地偏移值大于人工绿地,因灌溉,人工绿地模拟精度含有“虚高”。
袁祺[7]（2020）在《民勤绿洲-荒漠生态系统梭梭人工林能量分配和蒸散特征》文中进行了进一步梳理本文利用涡度相关系统（Eddy covariance system,EC system）,观测民勤绿洲—荒漠生态系统梭梭人工林植被区和裸地区两种不同下垫面能量和蒸散（Evapotranspiration,ET）变化特征。利用2017年12月至2019年12月数据,探究了不同大气湍流运动条件下的能量平衡特征,不同土壤水分条件下能量分配随环境因素的变化特征,以及生长季和非生长季的ET变化特征。利用增强回归决策树方法（Boosted regression tree method,BRT）得出影响能量分配和ET的主要环境控制因素。主要结果和结论如下:（1）、两区域EC系统的能量闭合度（Energy closure ratio,EBR）与其观测数据质量的诊断值（Quality control,QC）受近地表大气湍流运动的影响显着。全年植被区和裸地区EBR的日均值分别为0.70和0.62,生长季植被区和裸地区EBR日均值相差较小（植被区和裸地区分别为0.56和0.60）,非生长季植被区EBR日均值高于裸地区（植被区和裸地区EBR分别为0.82和0.62）;EBR与QC均随大气稳定度（Atmosphere stability,ζ）变化规律一致,从大气不稳定（ζ<-0.04）向稳定（ζ≥-0.04）条件变化中,EBR降低（ζ<-0.04时EBR>0.7,ζ≥-0.04时EBR<0.4）,同时QC较大（ζ<-0.04时QC<5,ζ≥-0.04时QC>5）,数据质量降低;摩擦风速（Friction speed,*）>0.3 m·s-1或湍流热力条件（Thermal conditions,w’T’）>0.07℃·m·s-1时,植被区和裸地区的EBR和观测数据质量较高（EBR>0.7,QC<5）。（2）、感热通量（Sensible heat flux,H）是植被区和裸地区能量的主要分配项。植被区的土壤表层体积含水量（Soil volumetric water content,SWC）低于裸地区,植被区的净辐射（Net radiation,Rn）低于裸地区,而植被区H的能量占比高于裸地区,植被区潜热通量（Latent heat flux,LE）的能量占比和蒸发比（Evaporative fraction,EF）低于裸地区;生长季植被区和裸地区的土壤热通量（Soil heat flux,G）能量占比较小,分别为8.77%和0.63%,能量传输方向从地表向地下传输,非生长季两区域的G为负值,能量传输方向改变为地下向地表传输;由BRT结果分析得出,SWC是植被区和裸地区EF主要影响因素,另外裸地区VPD对EF影响高于植被区;两区域SWC促进EF增加,EF随Rn和饱和水汽压差（Vapor pressure deficit,VPD）增加而降低;土壤干燥条件下VPD对EF的影响作用不明显,而EF随Rn增加而降低较明显,土壤湿润条件下LE增加,VPD对EF影响作用较大,而Rn对EF影响作用降低。（3）、植被区和裸地区ET日均值分别为0.38 mm·day-1和0.44 mm·day-1,植被区和裸地区ET和降水比值分别为1.14和1.31;植被区ET的主要控制因素是SWC,裸地区ET的主要控制因素是Rn;湍流的运动条件对植被区和裸地区的ET影响也较明显,其中生长季w’T’对ET影响较大,非生长季*对ET影响较大;两区域ET差异主要与SWC差异有关,植被区存在较厚的干沙层使得SWC较低,ET降低,一定程度上有利于深层土壤水分维持,供给于梭梭等植物。以上研究结果和结论加深了绿洲—荒漠生态系统稀疏植被区域能量分配和ET特征及环境影响机制的认识,可为生态脆弱区应对气候变化相关政策的制定提供理论依据。
黄天宇[8]（2019）在《科尔沁沙丘—草甸梯级生态系统多尺度水热通量研究》文中指出大孔径闪烁仪（简称LAS）、涡动相关仪（简称EC）是测量近地表陆地-大气间水热通量的常用观测方法。本研究以科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区的典型梯级生态带作为研究对象,结合梯级带上多个土壤-植被-气象观测站及植被调查数据,运用大孔径闪烁仪和涡动相关系统,探讨该复杂下垫面条件下不同时间尺度的水热动态特征及与环境因子间的响应关系;引入气候学足迹模型对不同时间尺度涡动观测斑块尺度下垫面的源区和大孔径闪烁仪观测公里尺度的源区进行研究与分析,通过加权对两种仪器观测的通量源区进行尺度转换与融合,评价了大孔径闪烁仪在该地区的适用性。得到的主要结论如下:（1）梯级生态带上水热通量日变化特征显着,生长季白天时各通量曲线波动明显,夜间则稳定几乎无波动。晴天条件下,白天时显热通量和土壤热通量曲线呈显着单峰状,潜热通量曲线生长季呈双峰状,非生长季呈单峰状。阴天条件下,各通量曲线呈不规则波动状。显热通量和潜热通量曲线均于午间前后达到一天的最大值,土壤热通量曲线峰值则有一定滞后性,其中生长季滞后1-2小时,非生长季滞后2-3小时。该地区生长季潜热通量为近地表能量的主要消耗形式,生长季月均潜热通量占净辐射比例在52%-76%，非生长季占比降低。月尺度上各通量变化曲线趋势明显,显热通量各月均为单峰状且峰值出现的时间先后移再前移,8月潜热通量峰值达到全年最大。季节变化上,夏季（6-8月）显热通量相对春季（3-5月）、秋季（9-11月）和冬季（12月）占净辐射比例低,平均峰值在50W·m-2附近;春、秋两季显热通量峰值略高于冬季,三季平均峰值均在100W·m-2附近。生长季土壤热通量为正值,表现为储存能量,非生长季显热大于潜热,土壤热通量为负值,向外释放能量。（2）植被生长季气象、土壤因子与水热通量响应良好。其中各月平均太阳净辐射与各月均显热通量、潜热通量的相关性均在0.96以上,月平均空气温度、空气湿度、相对水汽压等气象因子与显热通量、潜热通量的相关性也达到显着相关水平,受地形、下垫面条件复杂等因素影响,土壤因子与显热通量、潜热通量的响应较气象因子低,表层土壤温度、土壤湿度（10cm）与水热通量相关性显着,土壤电导率与水热通量相关性不明显。（3）在气候学足迹模型的基础上通过加权法得到梯度带复杂下垫面上的通量源区。不同时间尺度源区位置、面积不同。小时尺度、日尺度、旬尺度源区位置、面积变化较大,月尺度源区变化较为稳定。源区变化与风向、稳定度等环境因素有关。研究区生长季各月源区主要分布在大孔径闪烁仪的光径两侧,源区面积稳定在0.51km2-0.55km2。季节变化方面,研究区源区面积秋季（9-10月）>春季（5月）>夏季（6-8月）。结合研究区下垫面类型图来看,生长季各月源区贡献面积最大的是LAS光径中段的玉米农田,其次为沙丘下垫面和草地下垫面,研究区内小型湖泊在整个生长季源区贡献面积不大。（4）单台涡动相关系统的源区不能代表非均一下垫面条件下的源区,但位于LAS光径中段的EC源区与LAS源区的相关性更高。不论在哪一风向上,LAS发射端与接收端两站的涡动观测源区均在LAS源区外。西风、北风和南风三个风向上,草甸地涡动源区面积和足迹权重占比>农田站>湖泊站。将各站EC加权后进行融合,得到HEC,HLAS和HEC拟合程度较好且HLAS值略大于HEc，两者间具有较好的尺度相互转化关系。说明大孔径闪烁仪在该地区具有较好的适用性。
张功[9]（2019）在《华北山地人工林公里尺度蒸散研究》文中认为公里尺度蒸散的观测研究是生态学、水文学等相关学科的研究重要分支。华北山区一直是我国林业生态工程建设的重要区域。水资源紧缺是制约该地区人工林发展、林业生态工程建设成效持续发挥的主要自然要素。从公里尺度上研究蒸散有利于深入分析揭示该地区蒸散的时空变化特征及影响机制,可为林业生态工程、水分承载力等研究提供依据,并为相关遥感模型的构建及验证提供准确地面实测数据。迄今为止,山地森林等非均匀公里尺度蒸散的直接观测尚无稳定、可靠的方法。双波长（OMS）方法观测公里尺度蒸散具有可行性,应用前景广阔,但OMS法在有效数据筛选、温湿度交互系数(RTq)求解、相似函数普适性等方面存在不确定性,需结合实际观测下垫面特征进行修正、优化。为此,本研究以华北低地山丘栓皮栎-侧柏-刺槐人工混交林为对象,在2016-2018年主要生长季节期间（4-10月）,基于OMS法原始观测数据,修正观测区域下垫面空气动力学参数、双波长信号饱和界限及修正系数确定方法,优化温湿度交互系数(RTq)求解方法及相似函数,完善OMS观测技术体系,以提高观测精度。最后基于优化后的OMS法,研究分析该地区公里尺度蒸散的时空变化特征及影响机制。主要结果如下:1、根据光传输理论与内尺度效应相结合的方法,优化了双波长信号饱和界限与饱和修正系数的确定方法,认为本研究中双波长方法的强弱饱和界限分别为0.152和0.409,饱和修正系数为0.9978。经饱和修正后有效观测数据量提高了13.7%。零平面位移为11.32 m,下垫面粗糙度为2.82 m。RTq取值对温度折射指数结构参数（CT2）基本无影响,但对湿度折射指数结构参数（Cq2）影响显着,当RTq=0.6时双波长交互法与假设法计算得出的Cq2差异最小。以涡动相关观测结果为标准,与双波长假设法相比,交互法整体上的观测精度提高约9.2%。2、构建出研究区域的相似函数为,fT（28）5.45（1-7.38z/L）-2/3,fq（28）5.51（1-6.92z/L）-2/3（z/L（27）0）;fT（28）4.87(1（10）2.15（z/L）2/3),fq（28）5.50(1（10）1.33（z/L）2/3)（z/L（29）0）。在近中性条件下与涡动相关相比,构建相似函数的计算结果比Andreas相似函数计算结果的精度提高约22.3%,且具有更高的能量闭合度,可达0.92。3、日尺度上,公里尺度蒸散在晴天条件下具有与净辐射相似的变化趋势。晴天时的蒸散峰值接近0.2 mm,出现在12:30附近。阴天条件下蒸散表现出较强的波动,蒸散峰值约为0.13 mm,在多云天气条件下蒸散峰值约为0.15 mm。蒸散峰值通常出现在降雨停止后的1-3天内。4、降雨主要集中分布7、8月份,蒸散量大于其他月份。2016年7、8月降雨量分别为184.83 mm,126.51 mm;2017年7、8月降雨量分别为146.01 mm,125.63 mm;2018年7、8月降雨量分别为175.44 mm,145.03 mm。7月观测的蒸散分别约为98.37 mm,101.33 mm,91.36 mm;8月份的蒸散分别约为85.12 mm,71.35 mm,78.27 mm。2016-2018年观测时间内总降雨量分别为571.93 mm,558.83 mm,564.46 mm,生长季的蒸散量分别为357.95 mm,314.22 mm,328.87 mm。4、5、10月份蒸散量大于降雨量,表现出季节性干旱特征。5、蒸散源区在干旱期沿光径单侧分布,源区边界在上风向的最大延伸距离仅为0.58km,源区面积约为0.73 km2。湿润期的源区主要分布在双波长光路径的双侧,90%源区边界在上风向的延伸距离最大可达0.92 km,源区面积约为1.62 km2。由于气象条件差异,7月份源区面积达到最大值,约为1.88 km2。6、净辐射对公里尺度蒸散的影响大于饱和水汽压差的影响,且月尺度上的影响大于日尺度上的影响。在一定摩擦速度范围(0.15-1.0 m·s-1)内,摩擦速度对水分—能量通量的循环与交换具有促进作用,影响蒸散速率。5 cm处土壤含水量的变化影响蒸散过程,变化率越大,蒸散越强烈。7、研究以2018年为例,2套涡动相关系统观测得到能量闭合分别为0.73,0.69,二者联合扩展后能量闭合为0.82,OMS的能量闭合为0.90。蒸散以7月份为例,百米尺度蒸散的观测分别为75.53 mm,69.30 mm,二者联合扩展后的蒸散为78.36 mm,OMS的蒸散结果为91.35 mm。2套涡动相关系统扩展后的具有更高的能量闭合与蒸散,OMS的观测结果与扩展后的结果更接近。表明在非均匀下垫面条件下采用单一涡动相关系统的观测可能会因地形条件的差异造成实际蒸散的低估,而组网观测与OMS方法在一定程度上弥补了不足,更具有空间代表性。
明广辉[10]（2018）在《绿洲膜下滴灌农田水热盐碳通量研究》文中研究指明西北干旱区绿洲是我国重要的粮棉产区,但面临水资源缺乏和生态退化的威胁,对以膜下滴灌为代表的高效节水灌溉技术有强烈需求。近20年大面积推广的膜下滴灌及其导致的地下水位下降对绿洲农田和区域下垫面及水热盐碳循环过程产生了重要影响,但相关观测和研究缺乏,制约灌区水土资源的科学管理,亦导致陆面模式参数化的不确定性。依托清华大学库尔勒绿洲生态水文试验站,于20122016年利用涡度、气室、取样等定点观测方法对绿洲典型膜下滴灌农田水热盐碳通量进行综合观测,分析通量时空变化特征及控制因素,通过碳通量分解获得碳平衡各要素,并探讨了膜下滴灌对农田固碳潜力和碳水耦合的影响。覆膜将农田分为膜下和膜间,增加了下垫面和各通量的空间变异性。覆膜增大了下垫面反射率,降低了土壤热通量,是能量不闭合的重要原因。覆膜减少了棵间蒸发,使得灌溉和降水量的近70%消耗于蒸散发,提高了田间水利用系数。通过闭合农田水量平衡得到深层水分交换量,随着地下水位下降苗期和收获期深层水分交换量减弱,土壤含盐量逐渐减小,在地下水位埋深3.5 m时,膜下滴灌结合冬春灌既可以抑制盐分升高又不对自然植被需水造成危害。覆膜和不覆膜滴灌农田土壤呼吸对比试验表明,膜间、播种孔和薄膜都是土壤中CO2排放的重要路径;土壤水分是土壤呼吸的主要控制因素;覆膜促进还是抑制土壤呼吸受到生育期内降水量的影响,在干旱区促进而在湿润区抑制土壤呼吸。通过对土壤和冠层净碳通量分解,获得了农田碳平衡收支情况,当考虑作物收获时净生物圈生产力NBP为67.12 g C m-2,表明该农田为较弱的碳源,是因为膜下滴灌促进了呼吸作用,使得生态系统呼吸Reco占到总初级生产力GPP的93%,导致固碳潜力减弱,土壤有机碳含量下降。叶片、植株和冠层尺度碳水耦合特征表明,叶片尺度和冠层尺度水分利用效率均小于不覆膜农田,是因为膜下滴灌提高了农田的蒸散发量。总的来说,膜下滴灌提高了土壤温湿度条件,抑制了土壤蒸发返盐,增加了干物质量;但增强了土壤呼吸、减弱了固碳潜力;提高了蒸散发量,降低了作物水分利用效率。本研究弥补了绿洲典型膜下滴灌农田通量综合观测和系统分析的不足,揭示了膜下滴灌农田水热盐碳通量时空变化规律、固碳潜力和碳水耦合特征,以上研究成果对于气候变化条件下陆面模式参数化以及农田水和碳管理有重要参考价值。
二、粗糙度和稳定度对绿洲生态系统能量平衡的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、粗糙度和稳定度对绿洲生态系统能量平衡的影响（论文提纲范文）
（1）绿洲荒漠过渡带涡动相关仪和大孔径闪烁仪的通量源区特征（论文提纲范文）
| 1 资料与方法 |
| 1.1 研究区概况 |
| 1.2 观测数据处理 |
| 1.3 通量源区计算方法 |
| 1.3.1 EC通量源区的计算 |
| 1.3.2 LAS通量源区的计算 |
| 1.4 EC和LAS通量源区的一致性评价 |
| 1.5 数据处理 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 EC和LAS通量源区的空间分布 |
| 2.1.1 不同风向下的分布 |
| 2.1.2 不同大气稳定条件下的分布 |
| 2.2 EC和LAS通量源区的一致性分析 |
| 2.3 EC和LAS的感热通量分析 |
| 3 结论与讨论 |
| 3.1 讨论 |
| 3.1.1 通量源区分布 |
| 3.1.2 观测源区的一致性 |
| 3.1.3 不足与展望 |
| 3.2 结论 |
（2）黑河流域中上游水热通量足迹模型的对比分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 观测站概况与数据处理 |
| 2.1 观测站概况 |
| 2.2 涡动相关仪数据处理与质量控制 |
| 3 通量足迹模型 |
| 3.1 Kormann&Meixner模型 |
| 3.2 Kljun模型 |
| 3.3 Hsieh模型 |
| 3.4 模型输入参数 |
| 4 结果与讨论 |
| 4.1 敏感性分析 |
| 4.1.1 奥布霍夫（Obukhov）长度 |
| 4.1.2 观测高度 |
| 4.1.3 侧向风速标准差 |
| 4.2 模型单时次差异 |
| 4.3 模型的日尺度差异 |
| 5 结论 |
（3）青藏高原西部戈壁地表能量平衡特征与湍流通量参数化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究目的 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 青藏高原地表能量平衡观测研究进展 |
| 1.2.2 青藏高原陆面过程参数和土壤热属性参数研究进展 |
| 1.2.3 近地层湍流通量参数化方案国内外研究进展 |
| 1.3 研究目标、内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 观测实验与研究方法 |
| 2.1 观测实验站点 |
| 2.2 观测实验仪器 |
| 2.3 观测实验数据处理与质量控制 |
| 2.3.1 慢响应传感器数据质量控制与处理 |
| 2.3.2 快响应传感器数据质量控制与处理 |
| 2.4 研究方法 |
| 2.4.1 湍流通量观测与参数化方法 |
| 2.4.2 地表能量闭合率 |
| 2.4.3 陆面过程参数和土壤热属性参数计算方法 |
| 2.4.4 湍流通量参数化方案适用性评估方法 |
| 第3章 青藏高原西部地表能量平衡季节特征分析 |
| 3.1 气象背景分析 |
| 3.2 地表能量月平均日变化 |
| 3.2.1 辐射分量月平均日变化 |
| 3.2.2 湍流通量月平均日变化 |
| 3.3 地表通量季节变化 |
| 3.3.1 辐射分量季节变化 |
| 3.3.2 湍流通量季节变化 |
| 3.4 地表能量平衡特征 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 青藏高原西部陆面过程参数与土壤热属性参数计算 |
| 4.1 稳定度 |
| 4.2 动力粗糙度和零平面位移 |
| 4.3 热力粗糙度 |
| 4.4 地表反照率 |
| 4.5 土壤热属性参数 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 稳定度参数化方案介绍与对比 |
| 5.1 稳定度参数化方案介绍 |
| 5.2 稳定度参数化方案对比 |
| 5.2.1 稳定情形下稳定度方案对比 |
| 5.2.2 不稳定情形下稳定度方案对比 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 稳定度参数化方案对青藏高原西部陆面过程模拟的影响研究 |
| 6.1 模拟试验设计 |
| 6.2 模拟结果分析 |
| 6.2.1 湍流通量 |
| 6.2.2 辐射通量 |
| 6.2.3 土壤温度 |
| 6.2.4 土壤湿度 |
| 6.3 模拟结果讨论 |
| 6.3.1 稳定和不稳定情形下各参数化方案模拟差异 |
| 6.3.2 稳定度方案影响模拟结果的机制 |
| 6.3.3 模拟时长比较 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点与研究特色 |
| 7.3 存在问题与研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 一、基本情况 |
| 二、学习工作经历 |
| 三、主持和参与的部分科研项目 |
| 四、获奖情况 |
| 五、在读期间发表论文 |
（4）通量—方差法在三种下垫面上计算感热通量的效果评估和算法改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 大气湍流方差统计量特征研究进展 |
| 1.2.2 通量观测方法研究进展 |
| 1.2.3 通量-方差法研究进展 |
| 1.3 研究目标、研究内容、拟解决的关键科学问题和技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 拟解决的关键科学问题 |
| 1.3.4 技术路线图 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 研究地概况 |
| 2.1.1 观测下垫面介绍 |
| 2.1.2 研究地观测仪器 |
| 2.2 数据处理方法 |
| 2.2.1 涡度相关数据后处理方法 |
| 2.2.2 温度标准差和其他辅助数据处理方法 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 通量观测的源区分析 |
| 2.3.2 湍流频谱分析 |
| 2.3.3 湍流强度 |
| 2.3.4 湍流动能 |
| 2.3.5 湍流方差相似性 |
| 2.3.6 通量-方差法计算感热通量 |
| 2.3.7 大气稳定度判断依据 |
| 2.3.9 使用迭代方法计算感热通量 |
| 第三章 三种下垫面上大气湍流特征的观测分析 |
| 3.1 风向、风速、大气稳定度和通量贡献源区分析 |
| 3.1.1 研究地风向风速特征分析 |
| 3.1.2 研究地大气稳定度频率分布和日变化特征 |
| 3.1.3 研究地通量源区分析 |
| 3.2 湍流统计特征 |
| 3.2.1 湍流能谱特征分析 |
| 3.2.2 湍流强度特征分析 |
| 3.2.3 湍流动能特征分析 |
| 3.3 湍流方差相似性分析 |
| 3.4 湍流通量的日变化特征 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 通量-方差法计算感热通量的试验评估 |
| 4.1 温度传感器性能对比 |
| 4.1.1 温度平均值测量对比 |
| 4.1.2 温度标准差测量对比 |
| 4.2 使用通量-方差法计算感热通量 |
| 4.2.1 参数敏感性分析 |
| 4.2.2 使用不同参数应用通量-方差法计算感热通量 |
| 4.3 温度的方差相似性关系对通量-方差法计算感热通量的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 通量-方差法计算感热通量的改进 |
| 5.1 使用迭代算法计算感热通量 |
| 5.1.1 迭代算法与原算法计算结果对比 |
| 5.1.2 使用不同稳定度来源利用迭代方法计算感热通量 |
| 5.2 在日尺度上使用通量-方差法进行感热通量计算 |
| 5.2.1 使用原通量-方差法计算日尺度感热通量 |
| 5.2.2 使用迭代算法计算日尺度感热通量 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究特色与创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）地块尺度蒸散模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 地块尺度蒸散研究意义 |
| 1.2 研究目标与内容 |
| 1.3 论文结构 |
| 第2章 地块尺度蒸散模型研究理论背景与面临问题 |
| 2.1 蒸散基本原理与概念 |
| 2.2 蒸散遥感模型研究进展 |
| 2.2.1 基于气象数据与植被指数的经验关系模型 |
| 2.2.2 基于热红外遥感的地表能量平衡余项法模型 |
| 2.2.3 基于导度的PM公式模型 |
| 2.3 地块尺度蒸散模型研究进展 |
| 2.4 当前研究面临的问题 |
| 第3章 研究区及数据介绍 |
| 3.1 研究区与观测站点介绍 |
| 3.1.1 海河流域馆陶与怀来研究区 |
| 3.1.2 黑河流域大满站研究区 |
| 3.2 地面观测数据获取与处理 |
| 3.2.1 站点气象数据处理 |
| 3.2.2 涡动相关观测数据处理 |
| 3.3 遥感数据获取与处理 |
| 3.3.1 ETWatch数据 |
| 3.3.2 遥感数据处理方法 |
| 3.3.3 中低分辨率产品数据 |
| 3.4 其他辅助数据 |
| 第4章 地块尺度参量空间异质性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气象因子空间异质性 |
| 4.3 遥感数据空间异质性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 耦合植被碳水过程的地块尺度蒸散模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 耦合植被碳水过程的蒸散方法 |
| 5.2.1 地表辐射计算方法 |
| 5.2.2 总初级生产力估算方法 |
| 5.2.3 冠层导度估算方法 |
| 5.2.4 蒸散计算方法 |
| 5.3 模型计算结果 |
| 5.3.1 遥感数据时间重建结果 |
| 5.3.2 总初级生产力估算结果 |
| 5.3.3 蒸散估算结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 地块蒸散空间分配模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 地块尺度蒸散分配方法 |
| 6.3 模型结果分析 |
| 6.3.1 地块分配因子 |
| 6.3.2 蒸散分配结果 |
| 6.3.3 基于不同输入数据的地块蒸散分配结果评价 |
| 6.3.4 地块分配算法与像元降尺度算法结果对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 地块尺度蒸散模型评价 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 耦合植被碳水过程的蒸散模型评价 |
| 7.2.1 敏感性分析 |
| 7.2.2 模型尺度效应评价 |
| 7.3 模型机理对比 |
| 7.4 模型展望 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 总结展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新性讨论 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地与自然沙地局地气候差异研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 沙漠物理属性 |
| 1.2.2 沙漠天气 |
| 1.2.3 沙漠气候研究进展 |
| 1.2.4 沙漠小气候研究进展 |
| 1.2.5 沙漠边界层研究进展 |
| 1.2.6 沙漠地区陆面过程及其参数化研究进展 |
| 1.2.7 沙漠对全球环境变化的影响 |
| 1.3 科学问题和研究内容 |
| 1.3.1 拟解决的关键性科学问题 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究目标 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 研究区域气候背景与观测仪器简介 |
| 2.1 研究区概述 |
| 2.1.1 新疆气候特征 |
| 2.1.2 塔克拉玛干沙漠简介 |
| 2.1.3 塔克拉玛干沙漠气候背景简介 |
| 2.1.4 塔克拉玛干沙漠中心气候特征 |
| 2.2 观测仪器简介 |
| 2.2.1 人工绿地观测仪器介绍 |
| 2.2.2 自然沙地观测仪器介绍 |
| 2.3 加密观测试验与各章数据简介 |
| 2.3.1 加密观测试验简介 |
| 2.3.2 各章数据简介 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 沙漠腹地人工绿地和自然沙地局地气候差异性研究 |
| 3.1 研究时段代表月气候概况 |
| 3.2 局地气象因子差异 |
| 3.2.1 数据说明与预处理 |
| 3.2.2 温度特征 |
| 3.2.3 风速特征 |
| 3.2.4 比湿特征 |
| 3.3 蒸散的计算与变异研究 |
| 3.3.1 试验设计简介 |
| 3.3.2 数据与计算方法 |
| 3.3.3 计算值与观测值对比 |
| 3.3.4 变异性规律研究 |
| 3.4 本章结论 |
| 讨论 |
| 第四章 自然沙地与人工绿地辐射与能量平衡比较研究 |
| 4.1 资料与方法 |
| 4.2 地表辐射收支特征比较研究 |
| 4.3 地表能量通量的特征比较研究 |
| 4.4 地表能量闭合特征比较研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 讨论 |
| 第五章 塔克拉玛干沙漠腹地自然沙地与人工绿地陆面过程模拟与分析 |
| 5.1 资料和模式 |
| 5.1.1 观测站点与资料 |
| 5.1.2 模式介绍 |
| 5.2 大气强迫数据对比 |
| 5.3 辐射对比验证 |
| 5.4 通量对比验证 |
| 5.5 土壤温度对比验证 |
| 5.6 土壤湿度对比验证 |
| 5.7 模拟性能比较 |
| 5.8 本章小结 |
| 讨论 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.1.1 局地气候差异性研究 |
| 6.1.2 能量平衡差异性研究 |
| 6.1.3 参数化模拟试验评估研究 |
| 6.2 论文主要贡献及创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）民勤绿洲-荒漠生态系统梭梭人工林能量分配和蒸散特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.1.3 项目来源与经费支持 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 涡动相关系统测量绿洲和荒漠区域能量平衡研究进展 |
| 1.2.2 绿洲和荒漠区域的陆—气之间能量分配研究进展 |
| 1.2.3 涡动相关系统测量绿洲和荒漠区域蒸散研究进展 |
| 1.3 研究内容和重点解决的问题 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 研究区概况和研究内容 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 植被区通量观测站 |
| 2.1.2 裸地区通量观测站 |
| 2.1.3 民勤地区气候特征 |
| 2.2 数据处理和基本计算 |
| 2.2.1 高频通量数据订正 |
| 2.2.2 半小时通量数据异常值检测和剔除 |
| 2.2.3 半小时通量数据插补 |
| 2.2.4 数据的基本计算 |
| 2.3 统计分析与作图 |
| 3 民勤绿洲—荒漠生态系统梭梭人工林能量平衡 |
| 3.1 结果与分析 |
| 3.1.1 能量平衡特征 |
| 3.1.2 大气稳定度对能量平衡及数据质量的影响 |
| 3.1.3 摩擦风速对能量平衡及数据质量的影响 |
| 3.1.4 热力湍流对能量平衡及数据质量的影响 |
| 3.2 讨论 |
| 3.2.1 植被区和裸地区能量平衡的影响机制 |
| 3.2.2 提高涡度相关系统对绿洲—荒漠生态系统能量闭合度的可行方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 民勤绿洲—荒漠生态系统梭梭人工林能量分配 |
| 4.1 结果与分析 |
| 4.1.1 能量变化特征 |
| 4.1.2 环境因素变化特征 |
| 4.1.3 能量分配的环境影响因素 |
| 4.1.4 净辐射对不同土壤水分条件下感热和潜热分配的影响 |
| 4.1.5 水汽压饱和差对不同土壤水分条件下感热和潜热分配的影响 |
| 4.2 讨论 |
| 4.2.1 植被区和裸地区能量分配的特征 |
| 4.2.2 土壤含水量对感热和潜热分配的影响 |
| 4.2.3 净辐射对感热和潜热分配的影响 |
| 4.2.4 水汽压饱和差对感热和潜热分配的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 民勤绿洲—荒漠生态系统梭梭人工林蒸散及环境影响 |
| 5.1 结果和讨论 |
| 5.1.1 蒸散变化特征 |
| 5.1.2 蒸散的环境影响因素及其边际效应 |
| 5.2 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本论文创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
（8）科尔沁沙丘—草甸梯级生态系统多尺度水热通量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 近地表水热通量观测技术进展 |
| 1.2.2 近地表水热通量观测成果进展 |
| 1.2.3 源区研究进展 |
| 1.2.4 源区尺度转换关系研究进展 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 研究区地理位置及地形地貌特征 |
| 2.2 水文气象特征 |
| 2.3 土壤特征 |
| 3 观测及研究方法 |
| 3.1 通量观测站点及数据采集 |
| 3.1.1 通量观测站 |
| 3.1.2 生态调查 |
| 3.1.3 光合作用日变化的测量 |
| 3.2 涡动相关技术 |
| 3.2.1 涡动相关技术观测原理 |
| 3.2.2 数据质量评价 |
| 3.3 大孔径闪烁仪 |
| 3.3.1 观测原理 |
| 3.3.2 数据处理 |
| 3.4 FELM源区足迹模型 |
| 4 LAS测定梯级生态带水热通量动态特征及其驱动因子 |
| 4.1 水热通量日变化及分配特征 |
| 4.2 研究区显热通量月变化及分配特征 |
| 4.3 研究区季节尺度水热通量季节变化 |
| 4.4 水热通量与气象因素的响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 LAS源区变化及其驱动因子 |
| 5.1 不同风向源区的变化 |
| 5.2 不同稳定度源区的变化 |
| 5.3 源区日变化 |
| 5.4 源区旬变化 |
| 5.5 源区季变化 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 LAS和EC对不同空间尺度的源区研究 |
| 6.1 LAS、EC不同条件下源区面积的分析与对比 |
| 6.2 非均一下垫面上聚合EC与LAS观测显热通量值的比较与拟合 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 展望 |
| 7.2.1 通量观测技术的补充 |
| 7.2.2 不同时空尺度源区的深入研究 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（9）华北山地人工林公里尺度蒸散研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的意义 |
| 1.2 国内外研究进展及评述 |
| 1.2.1 蒸散观测方法 |
| 1.2.2 单波长方法 |
| 1.2.3 双波长方法 |
| 1.2.4 华北人工林蒸散的研究 |
| 1.3 项目来源与经费支持 |
| 1.4 研究目标及主要内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 技术流程图 |
| 第二章 试验区域概况与研究方法 |
| 2.1 试验区域概况 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 仪器布设 |
| 2.2.2 双波长方法测定蒸散的原理 |
| 2.2.3 数据处理流程 |
| 第三章 闪烁仪原始信号的分析与处理 |
| 3.1 信号的分析与处理规则 |
| 3.1.1 原始信号的野点剔除规则 |
| 3.1.2 原始信号的饱和效应 |
| 3.2 原始信号的处理结果分析 |
| 3.2.1 信号野点剔除 |
| 3.2.2 闪烁仪强弱饱和界限的确定 |
| 3.2.3 弱饱和数据的修正 |
| 3.2.4 双通道近红外闪烁仪的饱和效应研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 通量源区模型的集成建立及尺度转换 |
| 4.1 源区模型的理论方法 |
| 4.1.1 双波长系统的路径权重函数 |
| 4.1.2 通量足迹函数 |
| 4.1.3 双波长通量足迹模型建立 |
| 4.1.4 不同尺度通量足迹模型的转化 |
| 4.2 通量源区模型的结果分析 |
| 4.2.1 路径权重函数的特征 |
| 4.2.2 通量足迹变化特征 |
| 4.2.3 通量源区分布特征 |
| 4.2.4 EC通量源区的扩展 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基础参数的确定及相似函数的构建 |
| 5.1 基础参数的确定 |
| 5.1.1 粗糙度z_0与零平面位移d的计算方法 |
| 5.1.2 温湿度交互系数的求解 |
| 5.2 相似函数的构建方法 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 粗糙度z_0与零平面位移d |
| 5.3.2 温湿度交互系数分析与验证 |
| 5.3.3 观测区域相似函数的构建 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 华北山地人工林公里尺度蒸散的变化特征及影响机制 |
| 6.1 观测期间的气象因子变化特征 |
| 6.2 蒸散的时间变化特征 |
| 6.2.1 蒸散日变化特征 |
| 6.2.2 蒸散月变化特征 |
| 6.3 蒸散的空间分布特征 |
| 6.4 人工林水分-能量通量的影响机制 |
| 6.4.1 净辐射与饱和水汽压差(VPD)的影响 |
| 6.4.2 摩擦风速的影响 |
| 6.4.3 土壤含水量的影响 |
| 6.5 讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 特色及创新之处 |
| 7.3 本论文的研究不足及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
（10）绿洲膜下滴灌农田水热盐碳通量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 陆地生态系统水热碳通量研究方法 |
| 1.2.2 覆膜和滴灌农田水热盐动态研究 |
| 1.2.3 土壤呼吸的观测和模拟 |
| 1.2.4 农田碳收支及固碳潜力 |
| 1.2.5 碳水耦合与水分利用效率 |
| 1.2.6 研究中存在的主要问题 |
| 1.3 论文研究目标、研究思路与主要内容 |
| 第2章 绿洲典型膜下滴灌农田水热盐碳通量综合观测 |
| 2.1 研究区域及试验站概况 |
| 2.2 观测仪器及数据采集 |
| 2.2.1 涡度相关系统观测 |
| 2.2.2 土壤呼吸观测 |
| 2.2.3 叶片光合和植株茎流观测 |
| 2.3 数据处理、质量控制与插补 |
| 2.3.1 原始数据计算和质量控制 |
| 2.3.2 通量印痕(Footprint)分析 |
| 2.3.3 u*过滤和数据的插补 |
| 2.4 覆膜对滴灌农田能量闭合度的影响 |
| 2.4.1 试验设计与分析方法 |
| 2.4.2 覆膜对地表温度和热通量的影响 |
| 2.4.3 显热和潜热通量特征 |
| 2.4.4 能量收支及能量闭合度 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 地下水埋深对膜下滴灌农田水盐动态的影响 |
| 3.1 试验设计与分析方法 |
| 3.1.1 土壤水盐取样 |
| 3.1.2 深层水分交换量计算 |
| 3.1.3 参考作物蒸散发和作物系数 |
| 3.2 农田水量平衡与深层水分交换量 |
| 3.2.1 膜下滴灌农田水量平衡特征 |
| 3.2.2 覆膜对农田水文循环过程的影响 |
| 3.2.3 深层水分交换量 |
| 3.3 地下水埋深对土壤水盐动态的影响 |
| 3.3.1 土壤水盐剖面特征 |
| 3.3.2 不同生育阶段土壤水盐变化 |
| 3.3.3 地下水埋深对土壤水盐动态的影响 |
| 3.3.4 考虑生态需水的地下水埋深阈值 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 覆膜对滴灌农田土壤呼吸的影响 |
| 4.1 试验设计与分析方法 |
| 4.2 土壤呼吸日内和季节变化特征 |
| 4.2.1 土壤呼吸日内变化特征 |
| 4.2.2 土壤呼吸季节变化特征 |
| 4.3 覆膜农田土壤呼吸排放路径 |
| 4.4 土壤呼吸影响因素分析 |
| 4.4.1 土壤温度对土壤呼吸的影响 |
| 4.4.2 灌溉和降水对土壤呼吸的影响 |
| 4.4.3 膜下滴灌农田土壤呼吸的模拟 |
| 4.4.4 光合作用对土壤呼吸的影响 |
| 4.5 覆膜对土壤呼吸的影响 |
| 4.5.1 覆膜对生育期内土壤呼吸的影响 |
| 4.5.2 覆膜对土壤有机碳的影响 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 膜下滴灌农田碳收支与固碳潜力 |
| 5.1 试验设计与分析方法 |
| 5.2 碳平衡分量的划分及变化特征 |
| 5.2.1 自养与异养呼吸的划分 |
| 5.2.2 NEE、GPP和 Reco时间变化和控制因素 |
| 5.2.3 u*过滤以及夜间和日间分解方法对NEE分解的影响 |
| 5.3 植物采样和碳通量计算NPP的对比 |
| 5.4 固碳潜力分析 |
| 5.4.1 膜下滴灌农田NEP、NBP与碳收支情况 |
| 5.4.2 与其他农田生态系统的对比 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 膜下滴灌农田碳水耦合特征 |
| 6.1 试验设计与分析方法 |
| 6.2 叶片尺度碳水耦合特征 |
| 6.2.1 叶片尺度光合、蒸腾和水分利用效率 |
| 6.2.2 气孔导度控制因素分析 |
| 6.3 植株蒸腾变化特征及控制因素 |
| 6.3.1 植株蒸腾的变化规律 |
| 6.3.2 植株蒸腾与环境因子的关系 |
| 6.3.3 植株蒸腾与涡度观测蒸散发的对比 |
| 6.4 冠层尺度碳水耦合与光能利用率 |
| 6.4.1 冠层导度与Priestley-Taylor系数 |
| 6.4.2 冠层尺度水分利用效率 |
| 6.4.3 光能利用率和收获指数 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、粗糙度和稳定度对绿洲生态系统能量平衡的影响（论文参考文献）
- [1]绿洲荒漠过渡带涡动相关仪和大孔径闪烁仪的通量源区特征[J]. 荣星星,王鹤松,褚建民,艾金龙. 中国农业气象, 2021(10)
- [2]黑河流域中上游水热通量足迹模型的对比分析[J]. 孙赛钰,王维真,徐菲楠. 遥感技术与应用, 2021(04)
- [3]青藏高原西部戈壁地表能量平衡特征与湍流通量参数化研究[D]. 赵兴炳. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [4]通量—方差法在三种下垫面上计算感热通量的效果评估和算法改进[D]. 秦志昊. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [5]地块尺度蒸散模型研究[D]. 马宗瀚. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021
- [6]塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地与自然沙地局地气候差异研究[D]. 霍文. 南京信息工程大学, 2020(01)
- [7]民勤绿洲-荒漠生态系统梭梭人工林能量分配和蒸散特征[D]. 袁祺. 中国林业科学研究院, 2020
- [8]科尔沁沙丘—草甸梯级生态系统多尺度水热通量研究[D]. 黄天宇. 内蒙古农业大学, 2019
- [9]华北山地人工林公里尺度蒸散研究[D]. 张功. 中国林业科学研究院, 2019
- [10]绿洲膜下滴灌农田水热盐碳通量研究[D]. 明广辉. 清华大学, 2018(04)