三江平原农田土地利用变化对地表水热传输影响的模拟及预测

发布时间：2020-05-23 17:07

【摘要】：三江平原位于我国季节性冻土区,分布着大面积的湿地。自1950年以来,由于人类大面积的垦殖,湿地面积开始急剧减少,大面积的湿地被垦殖为农田、林地等不同的土地利用类型。土地利用方式的变化对区域小气候、地表径流、地下水水位、土壤冻融等造成巨大的影响。区域年均气温呈上升趋势,年均降水量呈下降趋势,整体气候呈现一种暖干的变化趋势。并且土地利用的变化导致地表径流减少,地下水位急速下降。本研究以三江平原为研究区,探讨了土地利用变化对土壤水热传输的影响以及地表水热通量变化的未来趋势,为未来农业生产发展提供应对性措施。本文利用中国科学院三江沼泽湿地生态试验站2016年5月至2017年5月的观测数据,探究不同土地利用类型的土壤水热状况变化规律,对比分析了土地利用变化对土壤水分和热量的影响。分析发现不同土地利用类型的水热状况变化明显。从旱地向水田转化过程中,土壤表层温度、含水量增加,蒸散量增加约40%,地表下渗量增加约20%。利用水热耦合模型对旱田和水田的地表水热通量进行模拟分析,分析发现一维水热耦合模型(SHAW模型)能够较好的模拟季节性冻融区地表水热传输变化趋势,土壤温度模拟效率要大于土壤含水量的模拟效率。通过模拟发现由于不同作物的叶面积指数的影响导致水田年地表蒸散量大于旱田,由于土壤粒径组成、有机质含量以及耕作方式的差异等原因造成水田地表下渗量要大于旱田。受冻融作用影响,旱田在向水田的转化过程中,由于种植农作物种类的变化,导致植物叶面积指数增加,地表蒸散发量增加。进入4月份,地表初始蒸散发量减小。由于耕作方式的不同,会造成土壤的有机质含量增多,土壤表层黏粒比例减小,土壤渗透速率增加,生长季阶段地表下渗量增加。土地利用方式的变化,导致表层土壤年均温的升高,与气温的温差减小,土壤热通量减小,且到达最小热通量的时间延迟了25天左右。在未来气候变化情景中,土壤水热状况变化趋势与现状基本一致,旱田和水田的地表蒸散发量占降水量的比例分别下降到40%和55%。这些结果可以为三江平原未来农业生产提供合理化应对措施。
【图文】：

技术路线图

不同土地利用方式地表水热传输模拟第4章 不同土地利用方式地表水热传输模拟型型介绍imultaneous HeatAnd Water）模型是土壤-植被-大气传n-atmosphere transfer，，SVAT）系统通量模型中具有代由美国农业部西北流域研究中心 Flerchinger 和 Saxto热传输交换而建立。图 4.1 是描述 SHAW 模型垂直方
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S152.7

【参考文献】

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本文编号：2677681