基于FSAM和KM模型的青海湖高寒湿地生态系统通量贡献区研究
本文以青海省自然地理与环境过程重点实验室青海湖高寒湿地生态系统通量野外观测试验站为依托，以2017-2018年观测的CO2和水汽通量及气象数据为基础，利用解析模型中的FSAM模型与KM模型，综合分析了相同通量贡献水平(P=0.8)下，不同大气稳定度、风向和生长阶段青海湖高寒湿地生态系统通量贡献区的变化特征，可以较准确的反应该生态系统下垫面的通量信息。本文研究结果表明： ((1)基于FSAM模型计算相同大气条件，观测高度上升0.14m后，大气稳定状态下，主风向通量贡献区长度由107.16m增加到130.92m，次风向由136.96m增加到240.5m，非主风向Ⅰ由175.98m增加到267.85m，非主风向Ⅱ由141.84增加到185.2m，生长季由116.28m增加到187.32m，非生长季由116.28m增加到149.65m；大气非稳定状态下，主风向通量贡献区长度由45.36m增加到49.83m，次风向由52.4m增加到61.5m，非主风向Ⅰ由65.58m增加到57.42m，非主风向Ⅱ由49.03m增加到55.28m，生长季由56.5m增加到80.29m，非生长季由37.5m增加到84.51m。次风向通量贡献区＞非主风向Ⅰ＞非主风向Ⅱ＞主风向，稳定状态下非生长季通量贡献区＞生长季，非稳定状态下生长季＞非生长季。 ((2)基于FSAM模型计算相同观测高度，不同大气条件下的通量贡献区长度变化范围如下：观测高度为2.83m时，主风向通量贡献区长度变化范围为45.36~107.16m，次风向为52.4~136.96m，非主风向Ⅰ为65.58~175.98m，非主风向Ⅱ49.03~141.84m，生长季和非生长季通量贡献区长度范围分别为45.35~151.52m和41.55~166.08m。观测高度为2.97m时，主风向通量贡献区长度范围为49.83~130.92m，次风向为61.5~240.5m，非主风向Ⅰ为57.42~267.85m，非主风向Ⅱ为55.28~185.2m，生长季和非生长季通量贡献区长度范围分别为52.2~224.24m和54.2~163.5m，非主风向Ⅰ通量贡献区＞非主风向Ⅱ＞次风向＞主风向，观测高度为2.83m时非生长季通量贡献区＞生长季，2.97m时生长季＞非生长季。 ((3)基于KM模型计算相同大气条件，观测高度增加0.14m后，大气稳定状态下，主风向通量贡献区长度由250.54m增加到286.07m，次风向由177.16m增加到180.85m，非主风向Ⅰ由163.93m增加到166.07m，非主风向Ⅱ由151.58m增加到162.86m，生长季由169.71m增加到200.09m，非生长季由157.07m增加到162.86m，主风向通量贡献区＞非主风向Ⅱ＞次风向＞非主风向Ⅰ，生长季＞非生长季。大气非稳定状态下，主风向通量贡献区由152.09m增加到161.46m，次风向由94.4m增加到111.49m，非主风向Ⅰ由111.07m增加到118.79m，非主风向Ⅱ由86.16m增加到96.37m，生长季由99.4m增加到157.25m，非生长季由94.95m增加到130.9m，次风向通量贡献区＞非主风向Ⅰ＞次风向＞非主风向Ⅱ，生长季＞非生长季。 ((4)基于KM模型计算相同观测高度，不同大气条件下的通量贡献区范围如下：观测高度为2.83m时，主风向通量贡献区长度范围为152.09~250.54m，次风向为94.4~177.16m，非主风向Ⅰ为111.07~163.93m，非主风向Ⅱ96.37~151.58m，生长季和非生长季通量贡献区长度范围分别为99.4~197.37m、94.95~206.25m。主风向通量贡献区＞次风向＞非主风向Ⅱ＞非主风向Ⅰ，非生长季＞生长季。观测高度为2.97m时，主风向通量贡献区长度范围为161.46~286.07m，次风向为111.49~180.85m，非主风向Ⅰ为118.79~166.07m，非主风向Ⅱ为89.16~162.86m，生长季和非生长季通量贡献区长度范围分别为120.72~200.09m、96.43~223.86m，主风向通量贡献区＞非主风向Ⅱ＞次风向＞非主风向Ⅰ，非生长季＞生长季。 ((5)通过对比FSAM模型和KM模型在通量贡献水平P=0.8时，不同大气稳定条件、观测高度、风向和生长阶段的通量贡献区长度范围表明两种解析模型的变化规律一致，均为通量塔架设高度越高、大气越稳定、粗糙度越小，通量贡献区横向拉伸越大，垂直于迎风向的距离也越大。差异性在于通量贡献区长度计算结果显示KM模型比FSAM模型大，形成差异的原因：①模型间参数化方程不同，在生长季和非生长季差异性更为明显；②模型之间对所需参数的限制条件不同，FSAM模型限制条件比KM模型大。
高寒湿地;生态系统;通量贡献区;FSAM模型;KM模型
青海师范大学
硕士
自然地理学
曹生奎
2019
中文
X171.1
2020-01-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）