半干旱区农田生态系统通量贡献区分析

通量贡献区是指对湍流交换过程有贡献的有效源(汇)区域,它与生态系统和大气间的通量交换密切相关。在实际观测中复杂的下垫面增加了通量观测的难度和不确定性,对通量贡献区评价能有效解决通量空间代表性的问题。为了研究半干旱区农田生态系统在完整的作物生育期通量贡献区的变化特点,该文根据位于黄土高原丘陵沟壑区的兰州大学半干旱区农业生态系统试验站的通量观测塔2014年12个月连续的玉米农田通量观测资料,应用Schmid的FSAM模型对半干旱区玉米农田的通量贡献区进行了分析。结果表明:本研究区的主风向是90°~180°(东南方向),次主风方向是270°~360°(西北方向);在主风向上,迎风方向非生长季的通量信息最远点大于生长季,而在垂直于迎风方向上则相反;生长季内迎风向通量信息最远距离呈现出先减小后变大的趋势,其中在抽雄期最小,垂直于迎风方向最大宽度变化无明显规律。大气稳定条件下通量贡献区面积比不稳定条件下大,且大气稳定条件下90%的通量信息来源于迎风向8~92m,垂直于迎风向35~35m;不稳定条件下则分别为7~83m和25~25m。白天90%的通量源区分布在离观测塔9~86m,夜晚源区分布在离观测塔10~100m,垂直于迎风向由白天的21~21m增加到夜晚的35~35m。由FSAM模型测得的通量贡献区可以较准确地反映农田生态系统的通量信息。