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根系吸水过程对地表能量平衡和水循环起着重要作用，目前不同的根系吸水过程参数化方案对青藏高原陆面过程模拟的影响尚不明确，探讨相关参数化方案的影响，可以为今后建立陆面过程模式根系参数化方案提供参考。本文利用2010年6月1日至9月30日青藏高原玛曲站的观测资料作为大气强迫资料，驱动BCC_AVIM模式（北京气候中心陆面模式）引入不同的根系吸水过程参数化方案，对玛曲站2010年6月1日至9月30日时段感热通量、潜热通量、土壤温度、土壤含水量等要素进行数值模拟，分析根系吸水过程参数化方案对青藏高原地区陆面过程的影响。模式中有关根系吸水过程的参数化方案主要分为根分布模型和土壤水分对根系有效性函数两类，根分布模型用Jackson方案、Schenk方案替换，土壤水分对根系有效性函数用Li方案、LSM1.0方案、CLM4.5方案替换。对比结果表明:不同的根系吸水过程参数化方案对土壤温度、土壤含水量的模拟影响较小，对感热通量、潜热通量模拟影响较大，尤其对冠层蒸腾量模拟差异显著，相关参数化方案的变动直接影响冠层蒸腾量。两类方案模拟的差异受降水的影响，在多雨期，根分布对比方案与原模式方案模拟的感热、潜热通量间存在较大差异；在少雨期，土壤水分对根系有效性函数对比方案与原模式方案模拟的感热、潜热通量间存在较大差异。 相似文献
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植物根系在植物的生长发育、生态系统功能以及碳循环过程中具有重要作用,需要了解根系的直径大小、生物量、空间分布和三维构造等参数.传统的植物根系的探测方法具有破坏性,费时费力,而探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种较新的地球物理方法,以其特有优势广泛应用于植物根系的探测.首先介绍了利用探地雷达探测植物根系的基本原理,然后对植物根系的制图、植物根径大小的估算、根系生物量的估算等几个方面的应用进展进行了综述,并从探地雷达系统、根系性质和土壤性质等不同角度探讨了影响探地雷达在植物根系探测中的主要因素,同时指出目前研究中的不足之处,今后的研究工作应侧重于探地雷达探测植物根系的作用机理及提高其在野外真实条件下的探测能力,以期为探地雷达在植物根系探测中应用的深入和推广提供思路. 相似文献
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降水资源是植物生长发育和产量形成的主要水分来源,植物通过吸收土壤中的水分维持正常生长发育,降水不仅影响自然植物物种分布,也影响植物生产力。由于未考虑植物冠层对降水的截留作用,在水资源评估和农田水分平衡研究中往往高估降水作用,因此,讨论降水截留在水文生态学和农业气象学中均有重要意义。该文系统介绍降水截留的观测方法,包括间接测量法中各分量测定方法、直接测量法详细过程及应用各种方法需注意的问题;系统回顾有关森林和农作物对降水截留的研究成果;探讨在植物对降水截留研究中存在的主要问题:对截留概念的理解不同导致截留测定结果差异显著,没有完善的方法导致测定结果准确性不足,植物种植密度不同导致截留差异,降水强度不同导致截留差异,风速、植物形态结构、叶片表面特性等因素也会影响降水截留的大小。降水过程中植物叶面蒸发问题、降雪的截留问题、风的影响、研究尺度、研究方法以及综合模拟模型将是未来研究的重点和难点。 相似文献
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华北平原冬小麦根系在土壤中的分布研究 总被引：4，自引：0，他引：4
小麦根系在土壤中的分布是准确量化植被与气候相互作用不可缺少的参数,也是小麦生产的科学管理和节水农业发展的重要科学依据。利用中国气象局固城生态环境与农业气象试验站大型根系观测系统,观测冬小麦“济麦-22”的根系参数,对根长、根长密度、根重密度和根系粗度在土壤中的垂直分布进行分析。结果表明：垂直方向上,冬小麦的根量（根长和根干重）随土壤深度增加呈减少分布。重旱、轻中旱、适宜和偏湿4种处理的根长垂直分布与自然对照的相关系数分别为0.91、0.29、0.90和0.86,其中重旱与自然对照的相关性最好,轻中旱较差。土壤水分可以影响冬小麦根系的生长。土壤水分充足时,有利于根系生长,使表层根系量增多,根干物质量增加;土壤水分亏缺时,则相反。轻度干旱有利于中下层根系的延伸生长。冬小麦的根长密度与根重密度的相关系数呈显著的正相关,根系粗度随土壤深度的增加减少。 相似文献
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植物物候研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
植物物候是指示自然环境变化的重要指标,在当前全球变化的大背景下,植物物候对气候变化的响应及其模拟已成为当前国际上研究的热点。本文探讨了植物物候研究的意义,分析了影响物候的温度、水分、光周期及其他因子等主要环境因子的作用,综述了植物物候近几十年来对气候变化的响应特征,重点介绍了当前动态物候模型的2种基本类型,基于温度(积温)或其它环境变量的物候模型和基于碳平衡的物候模型,尽管后者机理性更强,模拟效果更好,但是仍无法彻底避免要应用与温度、水分等环境因子以及养分含量等的经验关系式。最后根据当前物候研究中存在的问题,讨论了未来物候研究的方向。 相似文献
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土壤中水热运动耦合方程预报模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在土壤中热运动耦合方程模拟模型的基础上，对作物根系吸水函数进行改进，提出一个仅与降水、作物发育期和叶面积有关的新的根吸水函数表达式，从而建立土壤水分的预报模型。模型只需输入气象变量、土壤温度、土壤水文学参量及作物发育期等常规资料，即可对冬小麦田土壤水分状况进行预报，预报值与实测值的平均最大相对误差在8％以内。 相似文献
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利用西双版纳雾凉季和干热季热带次生林林窗的小气候观测资料，探讨了昼间林窗地表温、气温及下层植物叶温的时空分布和变化规律，分析了叶温与气温和地表温的相互关系。指出在林窗区域，由于受雾、太阳高度及林窗边缘树木的影响，各小气候要素最大值随时间、季节的不同，出现在林窗不同的方位，并且存在叶温高值区时空动态位移现象；另外，林窗区域土壤-植物-大气连续体界面间热量传递方向随时间、季节的不同而发生着改变，甚至在同一时段内，林窗不同区域会存在热量传递方向截然相反的现象，显示出林窗内可能存在热量循环的小环流。其结果对深入探讨林窗区域的热量传输、小气候的形成机制、生物多样性和更新等问题均具有重要意义。 相似文献
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巴彦淖尔市西临乌兰布和沙漠，北与蒙国戈壁接壤，西部和北部都是沙尘暴的源地，因此研究该市植物气候生产力的演变規律，对治理和改善该市生态环境非常重要。采用桑斯维特纪念模型，分别计算了巴彦淖尔市11个气象站及周边5个气象站1971—2000年不同年代的植物气候生产力，建立植物气候生产力与地理因素数学模型，利用地理信息系统软件（Citystar4.0)将lkm2网格植物气候生产力进行可视化处理。此估算结采全面系统地表现了该市不同年代植物气候生产力的空间分布状况。共同点是：在不同年代由东南向西北植物气候生产力呈减少的趋势。不同点是：1991-2000年，降水多、温度高，植物气候生产力水平最好；1971—1980年，降水多、温度低，植物气候生产力水平次之；1981-1990年，降水少，温度适中，植物气候生产力水平最差。此估算结果为各级政府管理部门进行产业结构调整和生态环境保护提供了科学依据。 相似文献
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北京市部分地区土壤和植物中多环芳烃的分布 总被引：3，自引：1，他引：3
研究了北京市区东部、东南部和西南部不同功能区土壤和绿化植物中多环芳烃（PAHs）的分布特征，讨论了土壤和植物叶片中多环芳烃质量分数的相关性。结果表明：车流量较多的路边土壤PAHs质量分数很高，西城区北京杨叶片中PAHs质量分数较高；相同采样点的土壤与植物叶片中多环芳烃的质量分数相关显著。 相似文献
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农田土壤水分实用模式初探 总被引：3，自引：1，他引：3
根据土壤水分运动方程建立了旱地农田土壤水分动态数值模拟模式，该模式利用作的发育期和一些参数估算作物根系深度和相对根密度垂直分布动态变化，避免过去对根系进行的困难，增强了模式的应用性能。通过参数敏感性检验和模式应用效果分析表明，该模式可用于干旱、半干旱气候区农田土壤水分预测，为分析作物水分利用和确定农田灌溉量提供科学依据。模式所需的输入为初始土壤含水量、土壤物理常数、作和播种期、逐日平均气温、相地湿 相似文献
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土壤干旱对作物生长过程和产量影响的研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
水分短缺是作物生长中最大的限制因子,土壤干旱胁迫使植物的长势、生理机制、激素水平等都会发生一系列变化。在干旱半干旱地区,土壤水分亏缺能明显抑制作物根系和地上部生长,显著降低作物的生物量、产量和收获指数。禾谷类作物小麦（Triticum aestivum）在灌浆期遇到水分胁迫时,会引起光合速率降低、灌浆时间缩短、灌浆速率下降、植株老化提前,但是它能增加营养组织到籽粒中非结构性碳水化合物的再代谢。土壤水分和植物激素共同调控作物的灌浆过程,当遇到土壤干旱时,作物叶片、花、籽粒发育过程中植物生长调节剂ABA浓度明显增加,且ABA、乙烯、ACC等的浓度随着干旱程度而变化。植物对干旱的适应性主要表现在植物生理、形态上的改变,比如植株结构、干物质积累、植物组织渗透势、气孔导度等的变化。土壤干旱不利于植物生长,但有利于胁迫临界点的产生,这就有可能利用土壤干旱条件下在灌浆较慢时诱导整个植株衰老和更好地进行碳代谢来提高籽粒产量,如果在作物灌浆后期适度控制土壤干旱可以增加籽粒产量和收获指数,有助于农业生产中的节水,这对于发展可持续农业是迫切需要的。 相似文献
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N. Mölders U. Haferkorn J. Döring G. Kramm 《Meteorology and Atmospheric Physics》2003,84(1-2):137-156
Summary ¶Various water budget elements (water supply to the atmosphere, ground water recharge, change in storage) are predicted by HTSVS for a period of 2050 days. The predicted water budget elements are evaluated by routine lysimeter data. The results show that land surface models need parameterizations for soil frost, snow effects and water uptake to catch the broad cycle of soil water budget elements. In principle, HTSVS is able to simulate the general characteristics of the seasonal changes in these water budget elements and their long-term accumulated sums. Compared to lysimeter data, there is a discrepancy in the predicted water supply to the atmosphere for summer and winter which may be attributed to the hardly observed plant physiological parameters like root depth, LAI, shielding factor, etc., the lack of measured downward long-wave radiation, and some simplifications made in the parameterizations of soil frost and snow effects. The fact that high resolution data for the evaluation of model results are missing and evaluation is made on the basis of the data from routine stations of a network is typical for the results of long-term studies on climate. Taking into account the coarse resolution of climate models, the coarse vertical resolution that is used in their LSMs, and the lack of suitable parameters needed, it seems that discrepancies in the order of magnitude found in this study are a general uncertainty in the results of land surface modeling on typical spatial and temporal scales of the climate system.Received October 8, 2001; revised February 15, 2002; accepted September 20, 2002
Published online: April 10, 2003 相似文献
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一种改进的土壤水分平衡模式 总被引：7，自引：0，他引：7
将美国学者,Ｊ．Ｔ．Ｒｉｔｃｈｉｅ等研制的作物生长模拟模式（ＣＥＲＥＳ－小麦模式）中的土壤水分平衡子模式应用于我国半干旱地区甘肃省西峰市农业气象试验站固定地块麦地土壤水分的模拟,对原有模式中潜在蒸散、地表蒸发和作物蒸腾加以修正,同时,为增强模式的应用性能,引入一种由作物生育期来估算作物根系最大深度和土壤各层相对根密度的方法。改进后的土壤水分平衡模式取得较好的应用效果,为旱地农田土壤水分管理提供了一 相似文献
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Effects of optimized root water uptake parameterization schemes on water and heat flux simulation in a maize agroecosystem 
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下载免费PDF全文 Fu Cai Huiqing Ming Na Mi Yanbing Xie Yushu Zhang Rongping Li 《Acta Meteorologica Sinica》2017,31(2):363-377
As root water uptake (RWU) is an important link in the water and heat exchange between plants and ambient air, improving its parameterization is key to enhancing the performance of land surface model simulations. Although different types of RWU functions have been adopted in land surface models, there is no evidence as to which scheme most applicable to maize farmland ecosystems. Based on the 2007–09 data collected at the farmland ecosystem field station in Jinzhou, the RWU function in the Common Land Model (CoLM) was optimized with scheme options in light of factors determining whether roots absorb water from a certain soil layer (Wx) and whether the baseline cumulative root efficiency required for maximum plant transpiration (Wc) is reached. The sensibility of the parameters of the optimization scheme was investigated, and then the effects of the optimized RWU function on water and heat flux simulation were evaluated. The results indicate that the model simulation was not sensitive to Wx but was significantly impacted by Wc. With the original model, soil humidity was somewhat underestimated for precipitation-free days; soil temperature was simulated with obvious interannual and seasonal differences and remarkable underestimations for the maize late-growth stage; and sensible and latent heat fluxes were overestimated and underestimated, respectively, for years with relatively less precipitation, and both were simulated with high accuracy for years with relatively more precipitation. The optimized RWU process resulted in a significant improvement of CoLM’s performance in simulating soil humidity, temperature, sensible heat, and latent heat, for dry years. In conclusion, the optimized RWU scheme available for the CoLM model is applicable to the simulation of water and heat flux for maize farmland ecosystems in arid areas. 相似文献
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以丹玉39为试验材料,采用盆栽实验方法,研究辽宁春玉米25%、35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%共8种供水处理条件下的玉米出苗率及玉米根系和叶片对水分胁迫的响应,旨在探索辽宁春玉米播种和出苗期间水分胁迫对玉米出苗及生长发育的影响,分析不同水分胁迫对其影响的程度。结果表明：玉米出苗率在中度到重度干旱条件下(<45%),为不能播种指标;在轻度干旱条件下(55%),为非经济播种指标;在适宜土壤水分条件下(65%—75%),为适宜播种指标;在85%左右时也为适宜播种指标;在偏湿条件下(95%),为可播种指标。玉米出苗期间,水分胁迫对玉米植株和根系的生长发育有较大影响,对根系影响比对植株的影响更显著。 相似文献
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Alpine wetland is one of the typical underlying surfaces on the Qinghai–Tibet Plateau. It plays a crucial role in runoff regulation. Investigations on the mechanisms of water and heat exchanges are necessary to understand the land surface processes over the alpine wetland. This study explores the characteristics of hydro-meteorological factors with in situ observations and uses the Community Land Model 5 to identify the main factors controlling water and heat exchanges.Latent heat flux and therm... 相似文献
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基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究 总被引：2，自引：1，他引：1
农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。 相似文献