绿洲-荒漠交错带潜水-土壤-植被-大气连续体水热传输模型研究 被引量：4

1

作者 张展羽 苏里坦 张国华 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期88-92,共5页

该文以干旱区绿洲-荒漠交错带为研究对象,以质量守恒原理与能量平衡原理为基础,建立了潜水-土壤-植被-大气系统中水分与热量传输模式,并提出了求解潜水-土壤-植被-大气系统的数值模拟分解-协调新方法,用天山北麓三工河流域绿洲-荒漠交... 该文以干旱区绿洲-荒漠交错带为研究对象,以质量守恒原理与能量平衡原理为基础,建立了潜水-土壤-植被-大气系统中水分与热量传输模式,并提出了求解潜水-土壤-植被-大气系统的数值模拟分解-协调新方法,用天山北麓三工河流域绿洲-荒漠交错带的实测资料验证了水热传输模型的可靠性.结果表明,植被冠层蒸腾量模拟值与实测值比较接近,其最大误差为11.3%,土壤含水率的模拟值与实测值的最大误差仅为5.9%,土壤温度模拟值与实测值的最大误差为8.3%,用该模型模拟绿洲-荒漠交错带潜水-土壤-植被-大气连续体水热动态传输过程、植被蒸腾量、地表蒸发量和植被的根系吸水率具有较高的精度. 展开更多

关键词 绿洲-荒漠交错带 潜水-土壤-植被-大气连续体 水热传输 模型

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土壤-植被-大气系统水和热传输机理及区域蒸散模型(英文) 被引量：14

2

作者 张永强 刘昌明 于强 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2004年第4期562-567,共6页

在不同空间和时间尺度上建立了估算土壤 植被 大气系统水、热传输的模型 ,并且在华北平原中国科学院两个农业生态试验站设计了 3个试验 ,验证模型的精度和有效性 .第一个模型是基于瞬时通量观测基础上建立的植被冠层光合 导度 蒸散... 在不同空间和时间尺度上建立了估算土壤 植被 大气系统水、热传输的模型 ,并且在华北平原中国科学院两个农业生态试验站设计了 3个试验 ,验证模型的精度和有效性 .第一个模型是基于瞬时通量观测基础上建立的植被冠层光合 导度 蒸散耦合模型 ,它模拟的结果与涡度相关系统测定结果比较一致 ;第二个模型为一维 3层的土壤水量平衡模型 ,此模型成功用于模拟 1 998— 2 0 0 3年度太行山山前平原不同灌溉条件下的土壤水分深层入渗和蒸散过程 ;第三个模型为区域能量通量和日蒸散模型 ,它基于卫星遥感数据和地面同步观测而建立 ,本模型可以监测区域地表的干旱状况 ,用于估算区域能量通量和日蒸散 . 展开更多

关键词 土壤-植被-大气系统 水热传输机理 蒸散模型

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土壤-植被-大气系统水分能量传输模拟和验证 被引量：16

3

作者 莫兴国 《气象学报》 CSCD 北大核心 1998年第3期323-332,共10页

本文建立了包括地下水的土壤－植被－大气系统水分能量传输综合模型，并对模型中冠层动量湍流交换反梯度传输现象的描述进行了改进。在此基础上，依据冠层内动量和热量的交换以及辐射传输过程，同时求解地表、冠层能量平衡方程，进而模... 本文建立了包括地下水的土壤－植被－大气系统水分能量传输综合模型，并对模型中冠层动量湍流交换反梯度传输现象的描述进行了改进。在此基础上，依据冠层内动量和热量的交换以及辐射传输过程，同时求解地表、冠层能量平衡方程，进而模拟饱和－非饱和土壤的水热传输。用浅地下水地区冬小麦田间试验资料对模型进行验证，结果表明，系统能量平衡各分量和土壤含水量的模拟与观测结果相当一致。模型敏感性分析发现，叶面积指数对总蒸散量的影响随叶面积指数的增加而逐渐减弱；叶片最小气孔阻力对总蒸散量的影响，在该阻力较小时更显著；地下水位对蒸散量的影响在它小于１．５ｍ时不显著，而在１．５～１．７５ｍ之间时，蒸散减小较快，主要由于土壤蒸发减小显著，冠层蒸腾稍有增加。 展开更多

关键词 土壤-植被-大气 地下水 水分 能量传输模拟

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土壤-植被-大气连续体中的尺度转换问题

4

作者 王笑影 贾庆宇 +2 位作者 吕国红 谢艳兵 李荣平 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2010年第7期3586-3589,3594,共5页

土壤-植被-大气间的相互作用强度高度地依赖于时空尺度。其中,反馈机制贯穿于土壤-植被-大气相互作用的始终。在各个时空尺度中,多因子交互作用,尺度不同起主导作用的过程和控制因子可能有所不同,从而增加了土壤-植被-大气连续体尺度转... 土壤-植被-大气间的相互作用强度高度地依赖于时空尺度。其中,反馈机制贯穿于土壤-植被-大气相互作用的始终。在各个时空尺度中,多因子交互作用,尺度不同起主导作用的过程和控制因子可能有所不同,从而增加了土壤-植被-大气连续体尺度转换研究的难度。从空间和时间尺度上总结了近年来有关学者对尺度转换及反馈机制在模拟中如何应用的研究结果,并在该基础上指出了当前合理描述土壤-植被-大气连续体区域尺度系统行为需要关注的问题和挑战。 展开更多

关键词 土壤-植被-大气连续体 尺度转换 反馈 异质性

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土壤-植被-大气传输模型的组成及其耦合方法研究 被引量：1

5

作者 杜妮妮 韩磊 《宁夏农林科技》 2012年第8期119-121,共3页

基于土壤-植被-大气系统水分和能量交换物理过程和生物物理过程的土壤-植被-大气传输模型(SVAT),描述了冠层辐射传输、径流交换和土壤垂直方向的水分和能量迁移过程,揭示陆面/大气物质和能量交换、土壤水热迁移的动态特征,以及该系统各... 基于土壤-植被-大气系统水分和能量交换物理过程和生物物理过程的土壤-植被-大气传输模型(SVAT),描述了冠层辐射传输、径流交换和土壤垂直方向的水分和能量迁移过程,揭示陆面/大气物质和能量交换、土壤水热迁移的动态特征,以及该系统各组成要素间的相互作用机制。简述了SVAT模型的主要组成部分、水热过程参数化方案及其耦合模式,总结了SVAT模型的研究进展及应用,并提出了亟待进一步改进和完善的问题。 展开更多

关键词 SVAT模型 土壤-植被-大气系统 陆/气水热传输耦合

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基于大气-土壤-植被系统干旱发生发展过程的综合干旱指标构建与应用 被引量：4

6

作者 段居琦 张强 +3 位作者 何雨峰 周广胜 王有民 肖风劲 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期229-239,共11页

适宜的干旱指标和高分辨率数据是准确监测干旱的基础。本研究从气象干旱和土壤干旱以及植被对干旱的响应出发,整合中国国家气象观测站、中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)土壤湿度(0.0625°×0.0625°)和MODIS叶面积指数(5... 适宜的干旱指标和高分辨率数据是准确监测干旱的基础。本研究从气象干旱和土壤干旱以及植被对干旱的响应出发,整合中国国家气象观测站、中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)土壤湿度(0.0625°×0.0625°)和MODIS叶面积指数(500 m×500 m)等多源数据信息,构建了基于气象干旱指数(标准化降水蒸散指数)、土壤干旱指数(土壤湿度百分位)和植被干旱指数(叶面积指数百分位)的综合干旱指数,并在中国东北地区开展了典型站点和区域10 km×10 km空间分辨率干旱监测试验。结果表明,综合干旱指数克服了单一气象干旱指数不能准确反映农业旱情及单一植被长势指数会将其他灾害引起的植被长势变差误判为干旱的不足,能够反映灌溉对干旱的影响,实现对大气-土壤-植被系统干旱发生、发展及其影响的监测。 展开更多

关键词 干旱监测评估 综合干旱指标 干旱指标 大气-土壤-植被系统 多源数据

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黄土高原生物利用型土壤干层的水文生态效应研究 被引量：42

7

作者 黄明斌 杨新民 李玉山 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 2003年第3期113-116,共4页

对黄土高原高产农、林、草、灌、果5种植被1000cm土层土壤剖面含水量多点测定结果表明,各植被类型均存在不同程度的生物利用型土壤干层,该土壤干层的水文作用表现为增强土壤-植被-大气间垂直水分交换,阻碍入渗降雨转化为地下径流,削弱... 对黄土高原高产农、林、草、灌、果5种植被1000cm土层土壤剖面含水量多点测定结果表明,各植被类型均存在不同程度的生物利用型土壤干层,该土壤干层的水文作用表现为增强土壤-植被-大气间垂直水分交换,阻碍入渗降雨转化为地下径流,削弱植被对枯水季节低径流量的补偿能力,其生态效应是恶化植物生长的土壤水分环境,削弱土壤水库对年际干旱的调节能力。 展开更多

关键词 黄土高原 生物利用型土壤干层 水文生态效应 土壤-植被-大气 植被建设 水土保持 垂直水分交换

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基于SPAC系统的阿克苏地区农业干旱灾害风险评估与区划 被引量：4

8

作者 贺洁 王让会 刘春伟 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期255-262,共8页

为明确阿克苏地区干旱灾害风险及其区划,利用层次分析法和加权综合评价法,基于SPAC(soil-plant-atmosphere continuum)系统,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承载体暴露性三个方面构建农业干旱灾害风险评价指标体系。整合多源数据信... 为明确阿克苏地区干旱灾害风险及其区划,利用层次分析法和加权综合评价法,基于SPAC(soil-plant-atmosphere continuum)系统,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承载体暴露性三个方面构建农业干旱灾害风险评价指标体系。整合多源数据信息,将阿克苏地区划分为5个干旱灾害风险等级。结果表明:阿克苏地区农业干旱灾害风险高,中等风险及以上的区域占阿克苏地区总面积的78.1%,且呈“南高北低”的特征。高风险区主要分布在阿瓦提县、沙雅县和温宿县的南部;中高风险区主要分布在新和县西部、拜城县东部、库车市中部、柯坪县南部和阿克苏市南部;中风险区主要分布在库车市西南部和阿瓦提县北部。阿克苏地区绿洲农业干旱灾害风险不高,中低风险区和中风险区占绿洲总面积的68.6%,绿洲地区干旱灾害风险低于阿克苏其他区域,但温宿县绿洲区域干旱灾害风险高。 展开更多

关键词 干旱灾害 风险评估 风险区划 土壤-植被-大气连续体系 阿克苏地区

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桂林岩溶试验场植被水文过程总有机碳通量垂直变化特征

9

作者 邓艳 蒋忠诚 +2 位作者 郭益铭 徐烨 岳祥飞 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期98-107,共10页

该研究以广西桂林岩溶石山区的两种典型植被(香椿林和云实灌丛)为例,利用野外长期定位监测降雨、穿透雨、树干径流、钻孔和表层岩溶水中总有机碳(TOC)的变化特征,探讨不同植被林冠层TOC浓度和通量的年变化特征。结果表明:在降雨通过大气... 该研究以广西桂林岩溶石山区的两种典型植被(香椿林和云实灌丛)为例,利用野外长期定位监测降雨、穿透雨、树干径流、钻孔和表层岩溶水中总有机碳(TOC)的变化特征,探讨不同植被林冠层TOC浓度和通量的年变化特征。结果表明:在降雨通过大气-植被-土壤/岩石的过程,TOC浓度变化趋势为树干径流>穿透雨>钻孔水>泉水>大气降雨;穿透雨和树干径流中TOC浓度呈现为雨季大旱季小的趋势,钻孔水和泉水的TOC浓度月变化则相对稳定; TOC浓度的增幅不同,穿透雨和树干径流TOC浓度的平均增量和变化幅度比钻孔水和泉水的大;香椿林树干径流TOC浓度与树干径流量呈负相关关系; TOC月平均通量为云实穿透雨>香椿穿透雨>降雨>泉水>香椿树干径流>云实树干径流;云实灌丛林下降雨(204.86 kg·hm^(-2)的TOC通量是香椿林(153.48 kg·hm^(-2)的1.3倍;观测期间,大气降雨输入的TOC通量为63.06 kg·hm^(-2),表层岩溶泉水输出为48.29 kg·hm^(-2),TOC输入输出之差为14.77 kg·hm^(-2),系统TOC为正平衡;降雨进入植被内部后时,植被林冠层作为"TOC活库"具有增加TOC通量的"源"作用,而表层岩溶带的土壤/岩石系统作为"TOC死库"具有吸收、过滤和固定TOC的"汇"作用。 展开更多

关键词 总有机碳 通量 大气-植被-土壤/岩石系统 岩溶石区 水文过程

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干旱、半干旱地区蒸散过程的模拟研究 被引量：14

10

作者 刘树华 于飞 +3 位作者 刘和平 张称意 梁福明 王建华 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期359-366,共8页

利用建立的土壤-植被-大气系统水分散失耦合模式,研究了一定植被覆盖下区域近地面层的水分蒸散过程。模式对土壤水分传导和恢复过程的参数化引入了一些改进。利用此模式模拟了黑河实验(HEIFE)中1991-08-13—17日张掖观测站所在位置的能... 利用建立的土壤-植被-大气系统水分散失耦合模式,研究了一定植被覆盖下区域近地面层的水分蒸散过程。模式对土壤水分传导和恢复过程的参数化引入了一些改进。利用此模式模拟了黑河实验(HEIFE)中1991-08-13—17日张掖观测站所在位置的能量通量和近地面温湿度的变化,得到了与观测值相一致的结果,合理地再现了此阶段内蒸散过程的变化趋势。此模式能比较有效地模拟区域复杂下垫面与大气边界层的相互作用,对于区域气候和生态效应的研究有一定的帮助。 展开更多

关键词 土壤-植被-大气相互作用 蒸散过程 陆面过程模式 黑河实验

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SVAT模型的研究与应用 被引量：11

11

作者 卫三平 王力 吴发启 《中国水土保持科学》 CSCD 2008年第2期113-120,共8页

土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分... 土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过"水桶"模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。 展开更多

关键词 SVAT模型 土壤-植被-大气系统 陆面过程参数化 陆气耦合传输

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CoupModel模拟与应用研究进展

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作者 李月 万忠梅 孙丽 《生态科学》 CSCD 2020年第3期212-220,共9页

CoupModel模拟范围广泛,几乎涉及了陆面过程的各种环节,且具有动态预测性。该模型不但能够较为准确地模拟森林、农田、湿地以及冻土等多种生态系统的土壤水热运移和碳氮循环等过程,还能够科学地预测气候变化背景下的增温潜势。通过对Cou... CoupModel模拟范围广泛,几乎涉及了陆面过程的各种环节,且具有动态预测性。该模型不但能够较为准确地模拟森林、农田、湿地以及冻土等多种生态系统的土壤水热运移和碳氮循环等过程,还能够科学地预测气候变化背景下的增温潜势。通过对CoupModel的耦合原理及特点、数据的输入输出、多种参数估计方法及模拟结果检验等方面的详细介绍,深入了解了利用该模型模拟土壤-植被-大气系统的物质能量过程;CoupModel在国外多个国家和地区获得应用与认可,引入我国后,通过更改部分参数也在多个地区得到验证。在综合众多前人研究成果的基础上,将该模型与几种使用较广泛的同类模型进行了简单的对比分析,随后从模型参数简化、适用性验证和模型尺度等方面对其未来研究进展进行了探讨。 展开更多

关键词 CoupModel 水热耦合 物质运移 土壤-植被-大气系统过程

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气候变化背景下全球陆地干湿变化研究综述 被引量：10

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作者 王亚萍 王帅 +2 位作者 丁婧祎 赵文武 尹嘉敏 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期475-486,共12页

气候变化背景下,全球水循环加剧,出现了大气变干与植被变绿等陆地干湿变化趋势的解耦现象,旱区面积变化也存在争议。为回答上述问题,在梳理常见干湿指标变化趋势与驱动因素的基础上,根据指标变化方向对其进行归类,然后从机理角度解析影... 气候变化背景下,全球水循环加剧,出现了大气变干与植被变绿等陆地干湿变化趋势的解耦现象,旱区面积变化也存在争议。为回答上述问题,在梳理常见干湿指标变化趋势与驱动因素的基础上,根据指标变化方向对其进行归类,然后从机理角度解析影响不同指标趋势耦合或解耦的关键要素,并提出未来干湿变化研究展望。结果表明,气候变化背景下,饱和水汽压差、干燥度指数和土壤水分指标显著变干,植被绿度和生产力显著变湿(增加),降水、径流、陆地水储量和其他复合指标区域分异明显、但整体趋势不显著。二氧化碳浓度增加、气温升高和土地利用变化是导致不同指标趋势分异的重要因素,不同指标的趋势分异也解释了旱区面积评估在不同维度上的差异。未来研究中应开展干湿变化的综合评估,其综合性主要体现在以下四个方面:1)关注大气-生态-水文多维度评估;2)解析自然与人类双重压力下,不同维度要素间的关联、互馈过程,及其对系统干湿演变的促进、限制与调节作用;3)重视干湿演变程中的极端灾害事件和空间上以旱区为代表的气候变化敏感性区域;4)构建以脆弱性评估与适应性治理为核心的气候变化应对路径。 展开更多

关键词 气候变化 全球变暖 干湿演变 大气-土壤-径流-植被多维度评估 旱区

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