綠洲-荒漠交錯(cuò)帶水熱傳輸模擬研究.pdf

1、本文研究綠洲-荒漠交錯(cuò)帶潛水-土壤-植被-大氣系統(tǒng)的水熱傳輸模擬,它是干旱區(qū)GSVAC(Groundwater-Soil-Vegetation-Atmosphere Continuum)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn).由于干旱區(qū)綠洲-荒漠交錯(cuò)帶潛水-土壤-植被-大氣系統(tǒng)的復(fù)雜性和人類認(rèn)識(shí)手段的局限性,目前該領(lǐng)域的研究大多局限在定性和簡(jiǎn)化模擬階段.干旱區(qū)的生態(tài)過(guò)程包括水過(guò)程、土過(guò)程和生物過(guò)程,三者之間緊密聯(lián)系,但各自有獨(dú)立的科學(xué)內(nèi)涵,其中干旱區(qū)水過(guò)

2、程是生態(tài)過(guò)程的主線.因此本研究以水科學(xué)為主導(dǎo),遵循土壤、氣象、植物等相關(guān)學(xué)科原理,運(yùn)用數(shù)學(xué)工具,開(kāi)展創(chuàng)新研究.本文是在天山北麓三工河流域的中國(guó)科學(xué)院阜康荒漠生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)試驗(yàn)站進(jìn)行定位試驗(yàn)所獲取的資料以及該試驗(yàn)站MODIS(Mountain-Oasis-Desert Information System)觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用潛水-土壤-植被-大氣連續(xù)體理論,對(duì)該流域典型種群在其生長(zhǎng)狀態(tài)下所消耗水量進(jìn)行了從微觀到宏觀的定量模擬研究.文后利

3、用三工河流域試驗(yàn)站所測(cè)定土壤、植被、大氣等資料驗(yàn)證了模型的可靠性,在植被-大氣予系統(tǒng)中分別用GSVAC模型和回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Regression Neural Network,簡(jiǎn)稱RNN)模型計(jì)算了植被蒸騰量和地表蒸發(fā)量,并將兩種模型各自計(jì)算的結(jié)果分別與實(shí)測(cè)值做了對(duì)比,結(jié)果表明兩種方法都具有一定的可靠性,其中植被耗水的GSVAC模型計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)測(cè)值.隨后對(duì)模型進(jìn)行了敏感性分析,結(jié)果表明,大氣溫度、大氣水汽壓、植被蓋度、葉面積指數(shù)、地