茶园辐射霜冻特征响应与防霜能量量化研究
发布时间：2023-04-05 19:29
为进一步提高农业防霜的效果和防霜的成本效益,同时为防霜控制提供技术支撑,迫切需要能从客观现象表征到机理分析上来阐明辐射霜冻发生的微气象特征、霜冻引起的作物生理响应特征、霜冻过程的能量传输特点以及基于能量分配的防霜策略。本研究以茶园辐射霜冻发生过程为对象,开展霜冻的微气象特征和茶树冻害叶片微观结构响应,建立基于多种微气象参数的辐射霜冻支持向量机预测模型;解析霜夜大气-茶树-土壤系统的能量传输过程,建立系统能量传输模型,并采用涡度相关法修正能量传输模型估算的潜热、显热通量;最后,试验研究气流扰动-喷水复合防霜作用时能量传输耦合机理。本论文研究为合理分配防霜能量、选择不同防霜措施及防霜控制,提供技术依据,对于农业防霜实践具有重要的理论和应用价值。主要研究内容和结果如下:(1)辐射霜冻微气象特征与茶树冻害微结构响应构建茶园微气象信息采集系统,连续3年观测辐射霜夜的微气象变化,对比分析秋季、冬季和春季3种强度(轻霜、中霜和重霜)辐射霜冻的微气象要素时空变化动态,从霜冻形成微气象要素和能量传输角度揭示了长江中下游茶区辐射霜冻特征;并采用扫描电镜和透射电镜技术,观察茶树叶片细胞不同组织在不同低温胁迫...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景、目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 辐射霜冻形成机理
1.2.2 霜夜大气-植物-土壤系统能量传输
1.2.3 防霜方法
1.2.4 植物冻害识别
1.2.5 霜冻预测
1.2.6 防霜控制
1.3 研究内容与方法、关键科学问题
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 关键科学问题
1.4 本章小结
第2章 辐射霜冻微气象特征与茶树冻害微结构响应
2.1 辐射霜冻微气象特征
2.1.1 霜夜微气象要素观测
2.1.2 霜夜大气-茶树-土壤系统能量平衡解析
2.1.3 能量传输方向界定
2.1.4 潜热和显热通量估算
2.2 茶树冻害响应特征
2.2.1 试验材料
2.2.2 试验方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 空气温度时空变化
2.3.2 空气湿度时空变化
2.3.3 辐射通量变化
2.3.4 土壤热通量与土壤温度变化
2.3.5 风速、空气阻力和气孔阻力变化特征
2.3.6 霜夜能量通量变化
2.3.7 冻害胁迫下叶片的显微结构变化
2.3.8 冻害胁迫下叶肉组织的变化
2.3.9 冻害胁迫下叶肉细胞的超微结构变化
2.4 本章小结
第3章 基于微气象要素的支持向量机辐射霜预测模型
3.1 试验材料与方法
3.1.1 微气象数据输入组合
3.1.2 支持向量机模型
3.2 结果与讨论
3.3 本章小结
第4章 霜夜大气-茶树-土壤系统能量传输模型
4.1 模型建立
4.1.1 土壤-茶树子系统
4.1.2 茶树-大气子系统
4.2 系统内各部分能量量化验证
4.2.1 微气象数据采集
4.2.2 模型验证与评价
4.3 结果与讨论
4.3.1 相关性分析与能量闭合度
4.3.2 霜夜系统内部各部分通量变化
4.4 本章小结
第5章 基于涡度相关法的霜夜能量传输模型修正
5.1 试验材料与方法
5.1.1 茶园开路涡度相关系统
5.1.2 涡度相关法通量估算
5.1.3 涡度原始数据处理
5.1.4 茶园下垫面稳定度
5.1.5 修正因子确定
5.1.6 模型修正与评价
5.2 结果与讨论
5.2.1 霜夜茶园下垫面稳定度
5.2.2 霜夜能量通量估算对比
5.2.3 修正后能量通量评价
5.3 本章小结
第6章 气流扰动-喷水复合防霜能量量化研究
6.1 复合防霜试验系统设计
6.1.1 系统总体设计
6.1.2 防霜机选型
6.1.3 喷水防霜系统构建
6.2 田间防霜试验方案
6.2.1 传感器布置
6.2.2 防霜试验安排
6.3 结果与讨论
6.3.1 防霜系统能量通量变化
6.3.2 冠层温度与温升效果
6.4 本章小结
第7章 研究总结与展望
7.1 研究总结
7.2 研究创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间主要科研成果
本文编号：3783992
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景、目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 辐射霜冻形成机理
1.2.2 霜夜大气-植物-土壤系统能量传输
1.2.3 防霜方法
1.2.4 植物冻害识别
1.2.5 霜冻预测
1.2.6 防霜控制
1.3 研究内容与方法、关键科学问题
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 关键科学问题
1.4 本章小结
第2章 辐射霜冻微气象特征与茶树冻害微结构响应
2.1 辐射霜冻微气象特征
2.1.1 霜夜微气象要素观测
2.1.2 霜夜大气-茶树-土壤系统能量平衡解析
2.1.3 能量传输方向界定
2.1.4 潜热和显热通量估算
2.2 茶树冻害响应特征
2.2.1 试验材料
2.2.2 试验方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 空气温度时空变化
2.3.2 空气湿度时空变化
2.3.3 辐射通量变化
2.3.4 土壤热通量与土壤温度变化
2.3.5 风速、空气阻力和气孔阻力变化特征
2.3.6 霜夜能量通量变化
2.3.7 冻害胁迫下叶片的显微结构变化
2.3.8 冻害胁迫下叶肉组织的变化
2.3.9 冻害胁迫下叶肉细胞的超微结构变化
2.4 本章小结
第3章 基于微气象要素的支持向量机辐射霜预测模型
3.1 试验材料与方法
3.1.1 微气象数据输入组合
3.1.2 支持向量机模型
3.2 结果与讨论
3.3 本章小结
第4章 霜夜大气-茶树-土壤系统能量传输模型
4.1 模型建立
4.1.1 土壤-茶树子系统
4.1.2 茶树-大气子系统
4.2 系统内各部分能量量化验证
4.2.1 微气象数据采集
4.2.2 模型验证与评价
4.3 结果与讨论
4.3.1 相关性分析与能量闭合度
4.3.2 霜夜系统内部各部分通量变化
4.4 本章小结
第5章 基于涡度相关法的霜夜能量传输模型修正
5.1 试验材料与方法
5.1.1 茶园开路涡度相关系统
5.1.2 涡度相关法通量估算
5.1.3 涡度原始数据处理
5.1.4 茶园下垫面稳定度
5.1.5 修正因子确定
5.1.6 模型修正与评价
5.2 结果与讨论
5.2.1 霜夜茶园下垫面稳定度
5.2.2 霜夜能量通量估算对比
5.2.3 修正后能量通量评价
5.3 本章小结
第6章 气流扰动-喷水复合防霜能量量化研究
6.1 复合防霜试验系统设计
6.1.1 系统总体设计
6.1.2 防霜机选型
6.1.3 喷水防霜系统构建
6.2 田间防霜试验方案
6.2.1 传感器布置
6.2.2 防霜试验安排
6.3 结果与讨论
6.3.1 防霜系统能量通量变化
6.3.2 冠层温度与温升效果
6.4 本章小结
第7章 研究总结与展望
7.1 研究总结
7.2 研究创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间主要科研成果
本文编号：3783992
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3783992.html
