渾善達克沙地牧草需水量的模擬計算方法及人工牧草灌溉制度研究.pdf

1、干旱的渾善達克沙地生態(tài)建設(shè)既要掌握人工草場牧草需水量，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階段天然牧草群落的蒸騰量的差異，因為天然牧草生長態(tài)勢間差異決定于牧草為滿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)對策。為此本研究依托國家自然科學(xué)基金重點項目“京蒙沙源區(qū)植被建設(shè)中水資源優(yōu)化配置”(50139040)的兩類牧草需水量兩年試驗研究，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-光合機理模型，并通過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，并對上述方法的使用條件進行了討論。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)隨機離散動態(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，利用兩年不同時段按1h間隔觀測的環(huán)境因子和氣孔導(dǎo)度數(shù)據(jù)對

4、三十個組合按不同生育階段進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)度對四個環(huán)境因子響應(yīng)的最靈敏的相乘模型。該模型對氣孔導(dǎo)度的時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)度方法解決了無法通過先積分后求和方法確定牧草群落冠層尺度的氣孔導(dǎo)度的實際問題。 (3)光合-蒸騰耦合法求人工