黄河三角洲湿地蒸散发量估算及时空演变规律分析

蒸散发过程是水文循环与地表能量平衡的关键环节,准确估算蒸散发量对于认识气候变化和水文循环过程具有重要意义。以黄河三角洲湿地为研究区,基于地表能量平衡理论和SEBAL模型,选用2000年、2003年、2005年、2008年、2011年、2014年、2017年、2020年共8年期的Landsat遥感影像对黄河三角洲湿地蒸散发量进行了反演估算,采用不同时间尺度下的蒸散发量扩展方法得到日、月蒸散发量,在此基础上完成了对反演结果的精度验证,并系统分析了黄河三角洲湿地蒸散发时空演变规律。结果表明:SEBAL模型具有较高的精度,反演误差均值在15%以内;黄河三角洲湿地夏季月蒸散发量大于100 mm,其中7月份和8月份日蒸散发量的变化范围为2~5 mm,9月份日蒸散发量的变化范围为1~4 mm;三角洲湿地南北区域的蒸散发量具有显著差异性,总体上呈现北部高、南部低的变化趋势;风速、平均气压和平均气温是影响黄河三角洲湿地蒸散发量变化的主要气象因素,与蒸散发量之间存在显著的相关性。研究结果可为黄河三角洲湿地水热通量研究提供参考,对湿地系统恢复自然修复能力具有重要的科学价值。

石羊河流域典型畦灌玉米蒸散发量变化规律及归因分析

【目的】明确石羊河流域典型畦灌玉米蒸散发量变化规律及其驱动因素。【方法】基于涡度相关系统,在2015—2018年于中国农业大学石羊河试验站对西北典型畦灌玉米蒸散发量进行了连续观测。基于偏相关分析及结构方程模型分析了玉米蒸散发量与环境因子之间的关系。【结果】畦灌玉米生育期平均蒸散发量为524.3 mm,日平均蒸散发量为3.5 mm/d,生育期内日蒸散发量呈先上升后下降的单峰变化趋势,在7月达到峰值。净辐射量与蒸散发量之间的相关性最高,对蒸散发量影响程度较大的环境因子为净辐射量、温度、饱和水汽压差。结构方程结果表明,叶面积指数作为中间变量与蒸散发量之间存在正相关性。【结论】畦灌玉米生育期内日蒸散发量呈先上升后下降的变化趋势,净辐射量、温度、饱和水汽压差是对蒸散发量影响较大的环境因子。

基于MOD16产品的嫩江流域蒸散发量时空特征分析

本文基于NASA团队的MOD16遥感数据集,统计分析了嫩江流域2000~2014年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散发量的差异性变化特征。通过分析得到:利用水量平衡方程检验,相对误差在10.96%,MOD16产品的精度能够满足研究分析嫩江流域蒸散发量时空变化的要求。根据MOD16产品数据,嫩江流域2000~2014年多年平均蒸散发量为396 mm。嫩江流域全年的蒸散发量年内分布大致呈双峰型格局,在三月出现一个小峰值,在七月或八月出现年最大值。流域内地表蒸散发量受地表覆盖的土地类型影响,蒸散发量大小的排序依次为“林地 > 草地 > 农田 > 城镇 > 裸地”。分析五种土地利用类型的蒸散发量年内分布,可以看出林地的年内分布的变异系数最大,离散程度最强。

奶牛粪尿中含氮量、NH_3和H_2S散发量的比较

以荷斯坦高产和中产奶牛为例,研究其粪便含水量、粪尿中总氮(TN)、氨态氮(AN)浓度和NH3、H2S的散发量。选取高产和中产奶牛牛舍各一栋,测定粪便含水量、粪尿中总氮(TN)氨态氮(TN)质量分数以及粪中NH3和H2S气体的散发量。结果表明,粗蛋白的摄入与需求比增加,奶牛粪尿中氮和硫的质量分数也会增加。超过动物蛋白质需要量的几乎所有的氮都是通过尿液排出体外,尿氮增加的幅度大于粪氮增加的幅度。因此,减少粪氮不是降低氮污染的有效途径。

潜在蒸散发量计算公式在贵州省适用性分析

利用贵州省18个气象站1961-2001年逐日气象资料,采用Penman-Monteith方程计算潜在蒸散发量,对以辐射和气温为基础的简化公式参数进行率定,对比分析不同计算公式推求的潜在蒸散发量之间的差异以及用于气候变化情景下预测适用程度。结果表明,各种潜在蒸散发量公式经参数率定后计算的多年平均蒸散发量相近,但变化趋势存在较大差异。与考虑综合气象因子对潜在蒸散发影响的Penman-Monteith公式计算结果相比,以辐射为基础的蒸散发公式在该地区的适用性较好,以气温为基础的蒸散发公式用于气候变化情景下潜在蒸散发量预测,结果偏大。

黑河山区草地蒸散发量估算方法研究

针对黑河山区草地蒸散发估算,提出了两种草地蒸散发量估算方法,即基于Penman Monteith方程的方法和基于Priestly Taylor方程的方法,并将这两种方法和SHAW模型作了对比分析.两种方法与SHAW模型计算精度相近,但输入变量数量比SHAW模型要少,尤其是基于Priestly Taylor方程的方法.

降低肉鸡氮磷排放量和粪中有害气体散发量的饲料配制

本文旨在探讨降低肉鸡氮磷排放量和粪中有害气体散发量的饲料配制技术。选用288只1日龄AA肉公鸡,随机分成3个处理组,每个处理设6个重复,每个重复16只鸡。试验饲粮分别为:(1)玉米-普通豆粕饲粮作为对照组(含抗生素);(2)低磷、低蛋白玉米-去皮豆粕基础饲粮(不含抗生素)中添加0.2 g/kg植酸酶和0.5 g/kg复合酶,设为试验饲粮Ⅰ;(3)在试验饲粮Ⅰ中添加0.3%果寡糖和0.1%益生素,设为试验饲粮Ⅱ。结果表明:(1)饲喂试验饲粮肉鸡的增重速度达到甚至高于对照组;(2)试验饲粮有增加采食量和降低料重比的趋势,但与对照组差异均不显著(P>0.05);(3)试验饲粮Ⅰ使氮和磷排放量分别降低37.05%(P<0.05)和23.70%(P<0.05),试验饲粮Ⅱ使氮、磷排放量分别降低41.05%(P<0.05)和33.94%(P<0.05);(4)试验饲粮Ⅰ使发酵粪中NH3和H2S的散发量分别降低56.76%(P<0.05)和45.76%(P<0.05),试验饲粮Ⅱ使发酵粪中NH3和H2S的散发量分别降低80.04%(P<0.05)和64.37%(P<0.05)。饲喂添加植酸酶和复合酶及果寡糖和益生素的低磷、低蛋白玉米-去皮豆粕饲粮,在保证生产性能不低于饲喂玉米-普通豆粕饲粮肉鸡的基础上,可有效降低其氮磷排放量和粪中有害气体散发量。

基于MODIS数据的黄河三角洲区域蒸散发量时空分布特征

充分利用遥感手段的快速、准确、大尺度及可视化等优势,对地球表层水量转化过程中最难估算的分量-蒸散发量进行了估算。针对黄河三角洲地理位置特殊、石油生产基地的经济重要性、生态系统水资源压力日益增大等特点,采用理论基础较坚实、区域应用限制小、反演陆面蒸散发量较为合理准确的SEBS(Surface Energy Balance System)模型, 基于MODIS数据估算了黄河三角洲区域陆面蒸散发量,分析了陆面蒸散发量的时空分布特征。研究结果表明:研究区年内陆面蒸散发量呈单峰型分布,季节性变化特征显著;陆面蒸散发量的空间分布在一定程度上受人类活动驱动的土地覆盖影响呈现出南高北低的趋势。水分盈亏分析表明:春季、秋季蒸散发相对较强烈,天然水分供给不足,灌溉需求较高,水资源丰枯状况对农业耕作、生态环境影响较大。

淮河流域参考蒸散发量变化分析

利用淮河流域26个气象观测站的观测资料,采用Penman-Monteith法计算流域的参考蒸散发量,结合参考蒸散发对气象因子的敏感性分析以及气象因子在1960—2008年的变化,定量评估气象因子变化对蒸散发的贡献程度,进而分析流域近50 a来参考蒸散发量的变化及其原因.结果表明:淮河流域绝大部分地区的年参考蒸散发总量呈下降趋势,淮河以北地区的下降趋势比淮河以南地区更为显著.造成这种变化的主要原因是太阳辐射量的减少和风速的降低,淮河以南地区受相对湿度变化的影响,下降幅度小.

利用中国静止气象卫星资料估算黄河源区蒸散发量

以黄河源区为研究区域,选取2009年9月该区域的中国静止气象卫星(FY-2D)观测资料,结合地面气象观测资料,基于能量平衡原理,估算了研究区域的逐时陆面蒸散发量。结果表明:在晴天条件下,利用陆表能量平衡系统模型求出蒸散发量的大小;在阴天条件下,利用FY-2D云顶反照率资料,根据太阳辐射在大气中的衰减过程,得出地表太阳辐射收支,进而求出蒸散发量的大小。卫星遥感估算的逐时蒸散发量与地面观测值相比,平均相对误差15.2%,估算误差在可接受的合理范围内,为实现陆面蒸散发量的业务化奠定了一定的基础。

利用MERIS和AATSR资料估算黄土高原塬区蒸散发量研究

基于陆面能量平衡原理,通过对搭载在欧洲空间局环境卫星(Environmental Satellite,ENVI-SAT)上中分辨率影像光谱仪(Medium Resolution Imaging Spectrometer,MERIS)2005年6月7,11和27日的遥感观测资料进行大气纠正等预处理后,得到估算瞬时蒸散发量所需要的地表反照率和植被覆盖度等值,并利用分裂窗法和ENVISAT上搭载的先进的沿轨迹扫描辐射计(Advanced Along-TrackScanning Radiometer,AATSR)的观测资料进行了地表温度的反演,进一步估算出黄土高原塬区午间瞬时净辐射、感热通量和土壤热通量。结合与卫星遥感观测资料同期研究区域气象站的太阳辐射、气温、日照时数和风速等气象要素资料,充分考虑到植被冠层和陆地表面对蒸散发量的不同影响,发展了一个可以估算陆面潜热的简化模型,并将瞬时蒸散发量转化为日蒸散发量。对卫星遥感估算的潜热通量,利用黄土高原塬区陆面过程野外观测试验(Loess Plateau land surface process field Experiments,LOPEXs)的地面通量观测资料进行验证,结果表明:二者最大相对差异为10.9%,最小相对差异为4.8%,并对差异误差产生的原因进行了分析和探讨。

潜在蒸散发量估算方法在河南省的适用性分析

利用FAO56-PM法计算潜在蒸散发时气象资料往往不易满足。针对该问题,本文研究了辐射法、温度法和基于温度及辐射资料的RBF神经网络预测模型。以FAO56-PM法计算值为标准,比较分析了Priestley-Taylor法、Hargreaves法、Mc Cloud法以及Makkink法在河南省五个典型地区(安阳、新乡、郑州、驻马店、信阳)的适用效果。并以新乡地区为例评价了校正参数后各估算方法和基于温度及辐射资料的RBF神经网络预测模型的适用性。结果表明,Makkink法在五个典型地区估算的潜在蒸散发量误差较小,其余方法误差较大。校正参数后,各估算方法在新乡地区的估算结果均得到明显改进,具有较好的地区适用性。基于温度及辐射资料的RBF神经网络预测模型具有较高的预测精度,可应用于潜在蒸散发量的估算和预测。

黑河流域潜在蒸散发量时空变化特征分析

基于站点气象数据及0.1°×0.1°栅格气象数据对黑河流域PET进行估算.利用Spline插值方法,将站点数据计算得到的PET进行空间插值,并与栅格数据计算获得的结果对比验证,分析PET的空间变化特征.利用Mann-Kendall非参数检验方法,对站点PET及气温序列进行趋势分析.结果表明:1)Spline空间插值获得的PET空间分布与栅格数据计算获得的结果基本一致,可用于PET空间变化特征分析;2)空间上,黑河流域多年平均PET年值和季节值均呈现出从西南到东北逐渐增加的趋势;3)年平均气温在15个站点均呈现出明显的上升趋势,而PET在多数站点呈现下降趋势,黑河流域可能存在"蒸发悖论"现象.

土地利用/覆被变化扎龙湿地蒸散发量及生态需水量的遥感估算

地表蒸散发量是影响湿地水热平衡的主要因素,也是水分损失的主要途径,对湿地生态需水量的合理确定和水资源的有效管理具有重要意义。借助遥感和GIS技术,利用2002、2010、2016年34景Landsat影像,基于时序NDVI数据对湿地下垫面物候特征的定量表征,准确获取了扎龙湿地保护区3个时期土地利用/覆被的动态变化信息。选用物理基础较好且应用广泛的SEBAL模型,估算了湿地的瞬时蒸散发量,并结合站点气象数据,实现了湿地蒸散发量在时间尺度上的扩展,分别得到日、月、年尺度的湿地蒸散发量,深入探究了扎龙湿地蒸散发的时空分布特征;最后从湿地湖泡需水量、植物需水量及生物栖息地需水量3个方面,定量估算出扎龙湿地3个时期的现状生态需水量。研究发现:扎龙湿地的土地覆被类型主要以芦苇沼泽、草地和耕地为主,其中芦苇沼泽分布占绝对优势,且2002—2016年持续增加了205.82 km^(2);草地、耕地呈持续减少态势,分别减少了119.35 km^(2)和95.96km^(2),表明2002—2016年扎龙湿地生态系统呈恢复态势;湿地保护区蒸散发量年内均大致呈单峰型分布,符合夏季>春季>秋季>冬季的规律,在年际上呈现明显的递增趋势,年蒸散发量由2002年的518.87mm增加到2016年的625.98mm,增加了20.64%。为满足湿地内的生态消耗,总体上2002—2016年湿地的生态需水量也相应的增加,保护区适宜生态需水量的变动范围为5.40亿—7.08亿m^(3),可以维持湿地湖泊、植被、动植物栖息地的健康态势。维持核心区健康状态的最小生态需水量变化范围为2.71亿—3.32亿m^(3)。随着遥感数据时空分辨率的提高,基于蒸散发量反演的湿地生态需水量估算将更加实用和准确,为湿地保护区制定科学合理的补水方案提供有效的技术支撑。

用抽吸法测试刨花板甲醛散发量

介绍一种测量刨花板甲醛散发的新方法——抽吸法。讨论了测试装置、操作过程与分析等问题，给出了穿孔法与抽吸法的换算关系。

辽宁省潜在蒸散发量及其敏感性规律分析

采用Penman-Monteith法和敏感系数法对辽宁省1965~2014年潜在蒸散发量及影响潜在蒸散发的气象因子敏感性进行分析,探讨气候变化下影响辽宁省潜在蒸散发量变化的主导因子及潜在蒸散发对气候变化的定量响应。结果表明:(1)近50 a辽宁省潜在蒸散发呈现显著减少趋势,在空间上由西向东递减;(2)潜在蒸散发对气象因子的敏感性在年尺度上表现为,水汽压最为敏感,其次为太阳辐射、风速、平均气温;在季节尺度上,春季和秋季对平均气温最不敏感,夏季对风速最不敏感,冬季对太阳辐射最不敏感;(3)空间分布上,气象因素的敏感系数与气象因子空间变化规律相吻合,潜在蒸散发对气温的敏感性由北部向南部递增,对水汽压、太阳辐射的敏感性由东部向西部递减,而风速与之变化趋势相反。(4)风速的显著降低是辽宁省潜在蒸散发量下降的主要原因,太阳辐射的下降及水汽压的升高也促使了潜在蒸散发量的下降。

结合可见光近红外和微波遥感估算藏北高原日蒸散发量

利用FY-2E静止气象卫星可见光近红外和FY-3B极轨气象卫星微波资料,结合地面观测资料,基于陆表能量平衡算法（Surface Energy Balance System,SEBS）,反演了藏北高原地表净辐射、土壤热通量、感热及潜热通量的空间日变化过程.利用那曲高寒气候环境观测站观测资料对结果进行了有效性验证,潜热通量的均方根误差为28.22 W·m-2.此外,还对整个藏北高原夏季空间地表能量分量的条件期望进行统计分析,探讨了该区域不同地表温度对应的有效能量分配方式的统计特征.结果表明,区域总体蒸散发量介于2.0~4.0 mm之间.

遥感估算蒸散发量的日尺度扩展方法综述

遥感是获取大面积地表蒸散发量(evapotranspiration,ET)的主要手段,但是其所获得的ET是卫星过境时刻的瞬时值,而日尺度的ET才有实际意义和参考价值。目前,已有多种由瞬时ET经过时间尺度扩展成日尺度ET的方法,如恒定蒸发比法,时间积分法、正弦关系法、作物系数法和冠层阻力法等。为了对这些方法有一个清晰的了解和在应用时为方法选择提供依据,对以上5种常用方法的原理和特点进行了总结、对比和分析,并对当前该研究领域依然存在的难点问题和研究热点进行了总结。

基于CRAE模型的西北地区实际蒸散发量计算

应用我国西北地区常规气象资料对Morton互补相关(CRAE)模型进行了必要的校正,以适应其在西北地区的应用。结果表明,净长波辐射公式是影响模型计算精度的主要因素,且在校正中必须考虑高程的影响。校正后的模型可利用我国常规气象观测资料进行实际蒸散发量的计算,其精度可满足实际应用的要求,模型计算结果反映了西北地区水分蒸发的主要控制因素,具有一定的实际应用价值。

宁夏引黄灌区蒸散发量的计算模拟

为了解宁夏引用耗排黄河水量的问题,针对水域、裸地-植被域和不透水域等不同土地利用类型,采用了Penman公式、Noilhan-Planton模型和Penman-Monteith公式等对相应土地利用类型的蒸散发量进行计算模拟,从而确定了区域蒸散发量的计算模拟方法。依据计算模拟结果和试验观测数据对区域蒸散发量的计算模拟方法进行了验证。基于以上研究,以宁夏引黄灌区为例,对宁夏引黄灌区2000年的蒸散发量和1991-2000年间蒸散发量的变化趋势进行了计算模拟,并就降雨量对区域蒸散发量的影响关系进行了分析。模拟结果表明,2000年宁夏引黄灌区(不计黄河干流河道本身的蒸发)的总蒸散发量为4.59×109m3,计入黄河干流河道本身的蒸发则总蒸散发量为4.97×109m3;1991-2000年10年间区域总蒸散发量和区域农田蒸散发量呈增加趋势,天然林草灌木地和荒地蒸散发量呈下降趋势;区域总蒸散发量、农田蒸散发量、林草灌木地蒸散发量等与降雨量有着较好的相关关系,并随着降雨量的增加呈递增趋势。