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右江干热河谷典型芒果经济林实际蒸散量尺度扩展及影响机制研究

批准号:
42061063
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
闫妍
依托单位:
学科分类:
遥感科学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫妍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
作为广西特色产业和千亿元产业,芒果经济林的种植和生产是区域经济和社会发展的重要支撑。右江河谷是全国三大“天然温室”之一,具有得天独厚的芒果等经济作物种植气候条件。本研究首先通过使用大型称重式蒸渗仪不间断监测不同生长时期芒果经济林水分变化情况,研究水分收支量及变化过程,得到对应阶段的芒果作物系数。其次,使用能够满足区域尺度观测地表特征的遥感技术,对SEBAL模型所需的地表反照率、地表温度、比辐射率等要素反演,估算研究区的净辐射通量、土壤热通量及显热通量。根据能量平衡得到潜热通量后估算瞬时蒸散量。在实测作物系数的基础上将瞬时蒸散量扩展到日、月、年尺度。并使用涡度相关仪实测数据对各个能量分量估算结果进行验证。最后,分析气象因子、下垫面条件和植被类型等对蒸散量的影响及响应规律,探讨蒸散量影响机制。同时明确蒸散量变化特征与分布规律,探索芒果经济林在不同生长时期的耗水特点,为合理灌溉提供科学依据。
英文摘要
As the specialty industry and '100 Billion Yuan' industry of Guangxi, the planting and production of mango plantation plays an important role in supporting the development of regional economy and society. The Youjiang River Valley is one of the three “natural greenhouses” of our country, with exceptional advantages of climate conditions for the cultivation of cash crops such as mangoes. In this study, the large weighing lysimeter is used to continuously monitor the water change of the mango plantation at different growth stages to explore the water balance and the change process, as well as the crop coefficients mango plantation at the corresponding growth stages. Secondly, the surface albedo, surface temperature, emissivity and other components required by the SEBAL model are calculated to estimate the net radiation flux, soil heat flux and sensible heat flux. And the instantaneous evapotranspiration was estimated after figuring out the latent heat flux according to the energy balance. Based on the filed measured crop coefficients, the instantaneous evapotranspiration is extended to daily, monthly, and annual scales. The eddy covariance is applied to verify the estimation results of each energy component. Finally, the effects of meteorological factors, underlying surface conditions and vegetation types on evapotranspiration and their responses are analyzed, and the influence mechanism of evapotranspiration is discussed. At the same time, the characteristics and distribution of evapotranspiration are investigated and the water consumptions of mango plantation in different growth periods are explored to provide a scientific basis for reasonable irrigation.
右江干热河谷光照充足,热量丰富,但是干燥少雨,高温多风是典型的干热河谷。干热的气候条件对于该地区的农业生产和生态环境带来了很大的影响。水分的利用非常关键,合理地利用水资源不仅关系到农业生产,还涉及到生态环境和社会经济的可持续发展。研究耦合使用了Sentinel系列卫星影像数据集,结合ERA5气象再分析数据、DEM数字高程数据、土地利用/覆盖分类数据将TSEB模型应用于研究区域,通过参考蒸发比不变法对模型估算的蒸散量进行时间尺度扩展,从而估算出高时空分辨率的区域蒸散量,并分析了蒸散量的时空变化特征及影响因素。结果表明,使用地表温度数据的降尺度方法DMS,协同使用精细分辨率(20m)的Sentinel-2遥感影像以此来提高粗分辨率(1000 m)的Sentinel-3 LST数据的空间分辨率,最终得到了研究区范围内的20m空间分辨率的Sentinel-3 LST数据,提高TSEB模型模拟蒸散量的空间分辨率。经过利用TSEB模型衍生的瞬时蒸散量和参考作物蒸散量计算得到相应时间段的作物系数后,采用作物系数法对模型的瞬时实际蒸散量进行尺度扩展,从而得到区域长时间尺度的实际蒸散量。不同土地利用/覆盖类型月蒸散量差异明显,蒸散量的整体由高到低依次为林地>耕地>灌木>草地。且季节性变化趋势明显,其中夏季最大,春秋季次之,冬季最小。各土地利用/覆盖类型的月蒸散量均在6-7月达到最大值,季节蒸散量也表现出夏季最大,冬季最小的趋势。地表温度和植被覆盖度对蒸散量的影响具有显著性(p < 0.05),且它们在蒸散量变化中具有较高的贡献率,而地形高程对蒸散量的影响并不显著(p > 0.05)且贡献率仅为9.99%。这表明,地表温度和植被覆盖度是影响蒸散量变化的重要因素,而地形高程在蒸散量变化中的影响相对较小。研究结果为指导农作物制定有效用水计划提供了技术支持,这对于实现农业水资源的高效利用、优化灌溉水分、科学规划水资源利用设施具有着重要的现实意义。
喀斯特石漠化生态系统恢复力评估及修复机制研究
  • 批准号:
    41807522
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    闫妍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金