【类型】学位论文
【题名】不同灌溉处理稻田小气候特征和水热动态过程的研究
【作者】 王帅
【学位授予单位】南京信息工程大学
【摘要】水稻是我国重要粮食作物之一。为了研究水稻生长过程中的田间小气候与耗水规律,弄清稻田生态系统水热过程及其动态变化,利用2018年和2019年田间水稻观测数据,结合温、湿及辐射等自动观测数据,分析了水稻生育期间水稻生理、生态变化过程,研究了灌水处理下田间土壤、水层和冠层内部的温、湿变化过程,计算出水稻生长阶段的能量平衡分量并分析各分量的日变化及季节变化特征,以及不同灌溉处理下水层储热的变化特征。利用通径分析进一步研究水热通量与环境因子之间的关系。最后通过双源模型模拟水稻生长期间的水热传输,得到如下主要结论:(1)灌溉处理下的水稻生长状况不同灌溉量处理对水稻生产与产量有较大影响。田间灌溉量5～10cm,水稻叶片的光合速率较快,在产量提升方面较为明显,灌溉量超过10cm,会导致灌溉水分利用率下降。(2)灌溉处理下稻田小气候特征灌溉处理下稻田土温、水温与小气候存在差异。随灌溉量的增加,田间表层土温日最高值越低,日最低值越高,即昼夜温差越小,深层土温日变幅较小。同时,随着水层厚度的增加,水温日最高值降低,夜间保温效果好。冠层内部温度受太阳辐射的季节变化影响较为明显。(3)稻田水热传输过程田间生态系统的潜热通量和显热通量变化趋势与净辐射的变化趋势相一致。7、8月份净辐射及潜热、显热通量的值较高,土壤热通量值一直较低,前期正值居多,后期负值居多。水层的存在使得部分热量存储在水层中,水层储热日间峰值出现的时间较潜热通量的早2 h左右,水层越厚,储热峰值越大。晴天净辐射值和潜热通量值要大于阴天以及雨天,阴天和晴天的显热通量值差异不大。(4)水热通量模拟结果潜热通量值模拟值与实测值相比总体偏高,主要体现在夜间的模拟部分,最大相差59.55 W/m2,日间也存在不明显差异。潜热通量模拟值与实测值的均方根误差(RMSE)为1.40,R2显示为0.82。显热通量模拟值在夜间与实测值吻合度较高,日间高于实测值,二者的均方根误差(RMSE)为0.49,R2显示为0.77。总体模拟效果符合预期。叶片气孔的模拟结果与实测值之间表现为很好的相关型,R2为0.88,受太阳辐射影响较为明显,呈先增后减的日变化趋势,随着生育期的推进,气孔导度日值逐渐降低,后期受叶片生理作用影响明显。
【学位年度】2020
【分类号】S511
【导师姓名】景元书
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