渾善達(dá)克沙地牧草需水量的模擬計(jì)算方法及人工牧草灌溉制度研究.pdf

1、干旱的渾善達(dá)克沙地生態(tài)建設(shè)既要掌握人工草場(chǎng)牧草需水量，合理確定高效用水灌溉定額，又要了解不同水文年、同一水文年不同生長(zhǎng)階段天然牧草群落的蒸騰量的差異，因?yàn)樘烊荒敛萆L(zhǎng)態(tài)勢(shì)間差異決定于牧草為滿(mǎn)足蒸騰而吸收的水量的差異。這些基礎(chǔ)性工作既利于生態(tài)安全建設(shè)，又能合理制定畜牧業(yè)防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策。為此本研究依托國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“京蒙沙源區(qū)植被建設(shè)中水資源優(yōu)化配置”(50139040)的兩類(lèi)牧草需水量?jī)赡暝囼?yàn)研究，確定了人工牧草、天然牧草羊草群落

2、需水量。在此基礎(chǔ)上，合理制定了人工牧草的非充分灌溉制度和高效用水灌溉制度。 本文完成的研究成果有： (1)建立了反映牧草生育期氣孔導(dǎo)度變異性的氣孔導(dǎo)度響應(yīng)模型和氣孔導(dǎo)度-光合機(jī)理模型，并通過(guò)這些模型探索了葉片氣孔導(dǎo)度向冠層導(dǎo)度轉(zhuǎn)化的方法。 (2)用FAO-56雙作物系數(shù)法、雙涌源能量平衡法、光合-蒸騰耦合法和SWAP模型研究確定了人工牧草需水量，并對(duì)上述方法的使用條件進(jìn)行了討論。用氣孔導(dǎo)度響應(yīng)-能量平衡相耦合的模

3、型確定了羊草群落需水量。 (3)用多狀態(tài)隨機(jī)離散動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型確定了人工牧草非充分灌溉制度。用水量平衡模型確定了水分利用效率和邊際產(chǎn)量最高的多年生人工牧草不同水平年高效用水灌溉制度。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)有： (1)充分考慮牧草的氣孔導(dǎo)度與光合有效輻射、冠層內(nèi)空氣飽和水汽壓差、葉片溫度、大氣中CO2濃度等環(huán)境因子間的相關(guān)性，建立了四組Jarvis(1976)乘和模型，利用兩年不同時(shí)段按1h間隔觀測(cè)的環(huán)境因子和氣孔導(dǎo)度數(shù)據(jù)對(duì)

4、三十個(gè)組合按不同生育階段進(jìn)行逐步多元回歸分析，得出各種組合各生育階段的決定系數(shù)(即相關(guān)系數(shù)的平方)R2。根據(jù)決定系數(shù)的大小，遴選出各生育階段氣孔導(dǎo)度對(duì)四個(gè)環(huán)境因子響應(yīng)的最靈敏的相乘模型。該模型對(duì)氣孔導(dǎo)度的時(shí)間變異性研究十分有效。 (2)確定羊草群落冠層尺度的氣孔導(dǎo)度的野外試驗(yàn)設(shè)置及葉片氣孔導(dǎo)度轉(zhuǎn)化為冠層尺度的氣孔導(dǎo)度方法解決了無(wú)法通過(guò)先積分后求和方法確定牧草群落冠層尺度的氣孔導(dǎo)度的實(shí)際問(wèn)題。 (3)光合-蒸騰耦合法求人工