感热平衡原理测定土壤水分蒸发的改进及分解农田蒸散的实验研究

发布时间：2022-10-19 21:09

　　蒸散由土壤水分蒸发和植物蒸腾组成,研究蒸散中蒸发蒸腾的比例对提高作物的水分利用效率具有重要意义。然而,目前蒸散分解研究中缺乏原位动态测定土壤水分蒸发的方法。近年来,基于感热平衡原理,三针热脉冲传感器被用于测定土壤水分蒸发,但多个三针热脉冲传感器安装的空间位置偏差会对测定结果带来较大误差,且不能得到4mm以上的土壤蒸发部分。本研究的主要目的是通过改进三针热脉冲传感器设计及减小热脉冲技术测量田间土壤热特性的误差,进一步提高感热平衡原理确定土壤水分蒸发的准确性并用于农田蒸散分解的研究中。 第一部分描述了改进的多针热脉冲传感器设计及其用于测定土壤水分蒸发的结果。多针热脉冲传感器由7个温度针和4个加热针组成,相当于4个三针热脉冲传感器的组合,并且增加了1和2mm处温度的测量。多针热脉冲传感器能够准确地测定土壤温度动态,包括表层1和2mm的温度变化,能够得到土壤热特性并进一步根据土壤感热平衡原理计算土壤水分蒸发。与三针热脉冲传感器相比,多针热脉冲传感器减小了仪器安装过程带来的误差,将土壤蒸发的不可监测区域由0-4mm缩小至0-1.5mm。 第二部分改进了热脉冲技术测定时土壤表层热特... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
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第一章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 土壤水分蒸发
        1.2.2 感热平衡原理测定土壤水分蒸发
        1.2.3 土壤热特性的测定与模拟
        1.2.4 农田ET分解的相关研究
    1.3 研究目标、内容与技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 感热平衡原理测定土壤蒸发的理论与技术
    2.1 感热平衡理论的概念及发展
    2.2 热脉冲传感器测定土壤热特性和蒸发
    2.3 感热平衡原理测定蒸发存在的问题
第三章 多针热脉冲传感器测定土壤水分蒸发
    3.1 材料与方法
        3.1.1 多针热脉冲传感器的设计与制作
        3.1.2 实验地点
        3.1.3 多针热脉冲传感器测定系统
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 多个深度的土壤温度动态
        3.2.2 土壤热特性
        3.2.3 土壤温度梯度和感热通量
        3.2.4 土层感热通量差与热储量变化的比较
        3.2.5 土壤水分蒸发速率
    3.3 本章小结
第四章 热脉冲传感器测量近地表土壤热特性：校准环境温度和土壤大气界面影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 实验地点及实验设置
        4.1.2 测量装置
        4.1.3 仪器田间安装与测量
        4.1.4 土壤背景温度影响的矫正
        4.1.5 土壤-大气界面影响的校准
        4.1.6 de Vries(1963)热特性模型
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 气象条件及土壤含水量动态
        4.2.2 土壤背景温度日变化对热脉冲热特性的影响
        4.2.3 土壤-大气界面对热脉冲热特性的影响
    4.3 本章小结
第五章 玉米农田蒸散的分解
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验地点
        5.1.2 土壤水分蒸发测量
        5.1.3 玉米蒸腾测量
        5.1.4 蒸散测量
        5.1.5 气象数据
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 气象条件分析
        5.2.2 玉米农田土壤温度和热特性的空间差异
        5.2.3 农田蒸散、土壤蒸发和玉米蒸腾
        5.2.4 玉米农田蒸散分解结果分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用原位连续测定水汽δ18O值和Keeling Plot方法区分麦田蒸散组分[J]. 袁国富,张娜,孙晓敏,温学发,张世春.  植物生态学报. 2010(02)
[2]不同类型微型蒸发器测定土壤蒸发的田间试验研究[J]. 李王成,王为,冯绍元,陈绍军,霍再林.  农业工程学报. 2007(10)
[3]黄土区夏玉米叶面积指数变化规律的研究[J]. 张旭东,蔡焕杰,付玉娟,王健.  干旱地区农业研究. 2006(02)
[4]利用热脉冲-时域反射技术测定土壤水热动态和物理参数 Ⅰ.原理[J]. 任图生,邵明安,巨兆强,Horton Robert.  土壤学报. 2004(02)
[5]冬小麦田棵间蒸发的试验研究[J]. 樊引琴,蔡焕杰,王健.  灌溉排水. 2000(04)
[6]微型蒸发器田间实测麦田与裸地土面蒸发强度的试验研究[J]. 刘钰.  水利学报. 1999(06)
[7]大型蒸渗仪与小型棵间蒸发器结合测定冬小麦蒸散的研究[J]. 刘昌明,张喜英,由懋正.  水利学报. 1998(10)
[8]砂土土壤蒸发的测定与模拟[J]. 王会肖.  中国农业气象. 1997(04)



本文编号：3694109