饱和修正系数提高ZZLAS型闪烁仪测量显热通量精度

为了研究饱和效应对大孔径闪烁仪估算区域显热通量的影响,在2014年8—9月期间进行试验,以具有抗饱和性能的双光路BLS900型闪烁仪为参考,以孔径尺寸为0.075 m(文中简记为LAS1)、0.15 m(文中简记为LAS2)的中国产ZZLAS型闪烁仪为研究对象,通过光学传播原理计算出饱和修正系数,并对ZZLAS型闪烁仪的观测结果进行饱和修正分析。结果表明:LAS1的饱和修正系数为1.034,LAS2的饱和修正系数为1.019。试验观测中LAS1饱和率为24.58%,LAS2饱和率为2.04%,进行饱和修正后,LAS1的有效饱和修正率为12.87%。与BLS900相比,LAS1修正后显热通量均方根误差变为25.67 W/m2;LAS2的饱和修正率仅为0.32%,修正前后显热通量均方根误差基本无变化。进行饱和修正前,对BLS900与LAS1观测的显热通量进行F检验,未达到显著水平(P=0.15);通过计算得出的修正系数修正后,达到极显著水平(P=0.004);而利用BLS900的实时修正系数进行修正后,接近显著水平(P=0.06)。利用试验计算得出的饱和修正系数修正后,显热通量与参考标准的误差范围为1.28~53.42 W/m2,比修正前更接近BLS900的观测结果。研究对农田、人工林下垫面条件下的观测结果采用文中的饱和修正方法进行验证,结果也表明,经饱和修正后,闪烁仪观测的显热通量更接近BLS900的观测结果。当ZZLAS型闪烁仪发生明显饱和现象时,利用光学传播原理计算得出的修正系数对饱和数据进行修正效果显著。     

宇宙射线中子法测量土壤水分的原理及应用

宇宙射线中子法是目前测定区域土壤水分较为先进的方法，具有便利、准确、无污染的特性，能够连续、自动地监测半径300 m范围内土壤水分动态变化。目前只有美国Hydroinnova公司进行了宇宙射线中子仪的研发与生产。本研究介绍了宇宙射线中子法的工作原理及其在北京郊区的实地安装、使用，并对影响其测量准确性的相关因素进行了分析。试验结果显示，宇宙射线中子法所计算出土壤水分值与土样计算出的水分值之间的均方根误差和R2分别为0.011 kg/kg和0.71，而经气压和水汽修正前，两者的均方根误差和R2分别为0.022 kg/kg和0.313。表明宇宙射线中子法能够准确、灵敏地感应源区内下垫面土壤水分的变化，且在应用过程中，有必要对气压和空气水分的影响做出修正。     

基于作物水分亏缺指数的春玉米季节性干旱时空特征分析

季节性干旱是影响湖南春玉米生产最突出的气象灾害，分析其时空分布特征和发生的规律，可为湖南春玉米生产的发展和合理布局提供技术支持。该文基于湖南省96个气象站点1961－2007年地面气象观测资料，采用FAO于1998年推荐的Penman-Monteith 方法计算了参考作物蒸散量、玉米的作物需水量。考虑盈余降水对水分亏缺指数的影响，修正了的水分亏缺指数计算方法，并依据玉米的水分亏缺指数，分析了季节性干旱发生频率的时空特征。并选取不同区域典型站点分析了水分亏缺指数年代际变化特征。结果表明，湖南春玉米生长季节内干旱呈现明显的季节性和空间区域分布特征：干旱频率较高的时段主要在玉米抽雄－吐丝阶段及其后的生育阶段，且随生育期后移干旱频率明显增加，以轻旱程度为主。空间分布特征是以湘中南的衡阳及周边一带干旱频率最高，其次为湘东、湘北一带次高，湘西等地春玉米干旱频率低。各年代之间比较，以20世纪80年代干旱较严重，90年代干旱相对较轻。     

叶面积测定方法的研究

详细介绍了测量叶面积的各种方法，并指出每种方法的精度、适用范围等特点，以供科学研究时进行合理选择。最后还提出中国叶面积测量方法在未来的研究方向是研制便携式叶面积仪和开发集成的叶片图象处理软件。     

ZZLAS型闪烁仪信号饱和界限的确定

闪烁仪能够快速准确地测量区域尺度水热通量,中国产ZZLAS型闪烁仪因测量准确、操作方便、价格低廉等优势在国内具有广阔的应用前景。为进一步提高ZZLAS型闪烁仪的测量精度,推广其在水热通量等研究领域的应用,本文于2014年8-9月,以BLS900为参考标准,分别选择孔径为0.15m和0.075m的ZZLAS型闪烁仪,在平坦均匀的草原下垫面进行信号饱和测定,确定ZZLAS型闪烁仪的饱和界限;并于2014年9-10月,用孔径为0.15m和0.075m的ZZLAS型闪烁仪在复杂的农田下垫面对饱和界限进行验证。结果表明,ZZLAS型闪烁仪的强饱和界限为0.359,弱饱和界限为0.099。验证结果显示,在上述饱和界限条件下,孔径为0.075m的ZZLAS型闪烁仪饱和率最大,为24.58%。实验所得的饱和界限可成为ZZLAS型闪烁仪饱和判断的参考,且在此饱和界限条件下,ZZLAS型闪烁仪发生的饱和现象多属弱饱和现象,可以通过数学方法进行修正。     

叶面积测定方法的研究效果初报

详细介绍了测量叶面积的各种方法,并指出每种方法的精度、适用范围等特点,以供科学研究时进行合理选择。最后还提出中国叶面积测量方法在未来的研究方向是研制便携式叶面积仪和开发集成的叶片图象处理软件。     

便携式光合作用测定系统仪器误差探析

使用各种便携式光合仪测定植物单叶平均光合速率的总误差是由仪器误差、观测误差和叶片本身产生的某些光合反应综合而成。简析了因CO2 、流量、温度、气压等参数测量所用传感器的精度引起的仪器误差 ,且该误差因测量方式 (开路或闭路 )及叶片光合速率水平而异 ,光合强度越强其误差越小 ,误差变幅为 8%～ 2 0 % (开路 )或2 5%～ 15% (闭路 )。并分析了各测量参数误差对光合速率综合误差的贡献 ,指出仪器误差主要是由CO2 分析器和流量计误差所致     

华北平原农田N2O排放通量的高频动态观测

N_2O是主要源自农田的重要温室气体之一,可破坏臭氧层而导致全球增温。目前对N_2O的原位高频观测尚不多。为完善N_2O的观测方法,为华北地区N_2O变化研究提供参考,本研究以华北平原典型农田为研究对象,利用新型的N_2O测定仪器TGA200A,进行实时、自动、昼夜连续地观测中国科学院禹城综合试验站农田大气N_2O的日动态变化。本次观测自2017年6月中旬玉米播种后开始,持续至2017年9月(8月份仪器调试)。结果显示:1)晴朗天气下,农田大气N_2O呈现出夜晚(0:00—6:00、18:00—24:00)高(0.618~1.171 mg·m-3)、白天(6:00—18:00)低(0.526~1.145 mg·m-3)的趋势,而白天高温又促进农田N_2O排放,在午后15:00—17:00大多出现1次峰值,表明温度的促进作用存在滞后性。2)降雨天气下,农田N_2O在适当的雨量下逐渐增加(3 h内增加0.033 mg·m-3),且存在累积效应,但过度淹水后N_2O表现出逐渐降低的趋势。3)大风天气下,N_2O的浓度产生变化,但规律并不明显。研究结果表明,利用TGA200A可以实现对温室气体N_2O的实时、连续、动态的自动观测,观测结果具有较高可信度,可以反映出当前华北地区农田N_2O在不同环境要素(温度、降水及大风)下的动态变化趋势。     

多通道土壤呼吸长期自动测量系统的集成与性能测试

全球气候变化已成为公众和科学界关注的热点。CO2作为一种重要的温室气体,其源、汇及通量的精确测定备受重视。全世界范围土壤呼吸高达     

叶面积测定方法的研究

详细介绍了测量叶面积的各种方法,并指出每种方法的精度、适用范围等特点,以供科学研究时进行合理选择。最后还提出中国叶面积测量方法在未来的研究方向是研制便携式叶面积仪和开发集成的叶片图象处理软件。