Page 121 - 《广西植物》2023年第5期

５ 期 朱永泰等: 西北干旱荒漠绿洲区葡萄园水热通量特征及其主要影响因素 ９ ０ １

ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｅｄｄｙ￣ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ ｉｎ ２０１７. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) ＬＥ ｓｈｏｗｅｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐｅａｋｓꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ
ｆｌｕｘｅｓ ｗｅｒｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｕｎｉｍｏｄａｌ ｓｈａｐｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｓｃａｌｅ. Ｏｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅꎬ ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｄａｉｌｙ ｎｅｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ (Ｒ ) ｗｅｒｅ
ｎ
ｍａｘｉｍｕｍꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ＬＥꎬ ｓｅｎｓｉｂｌｅ ｈｅａｔ ｆｌｕｘ (Ｈ) ａｎｄ ｓｏｉｌ ｈｅａｔ ｆｌｕｘ (Ｇ) ａｔ ｅａｃｈ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ. Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｕｒｎａｌ
Ｇ ｓｈｏｗｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓ ｌａｇｇｅｄ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ Ｒ . (２) ＬＥ ａｎｄ Ｈ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ８６％ ａｎｄ １４％ (ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ) ｏｆ
ｎ
ｄａｙｔｉｍｅ ｅｎｅｒｇｙ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｔａｇｅｓꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ＬＥ ｗａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｔｅｍ. Ｔｈｅ
ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｉｄ ａｄｖｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｄａｙｔｉｍｅ ＬＥ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ５％ ｔｏ ５９％ ｗｉｔｈ ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ２８％ ａｔ ｗｈｏｌｅ ｇｒｏｗｉｎｇ
ｓｅａｓｏｎ. Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｇ ｏｎ ＬＥ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｈｏｏｔ ａｎｄ ｌｅａｆ￣ｆａｌｌ ｓｔａｇｅｓ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｇｒｏｗｉｎｇ
ｃ
ｓｅａｓｏｎ. (３) ＬＥ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ Ｒ ꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｅｆｉｃｉｔ (ＶＰＤ) ａｎｄ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ (Ｔ )ꎬ ａｎｄ
ｎ ａ
ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ＶＰＤ ａｎｄ Ｔ ｏｎ ＬＥ ｗｅｒｅ ｓｉｍｉｌａｒ. Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬ ｔｈｅ ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｒ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ
ｎ
ａ
ＬＥꎻ ＶＰＤ ａｎｄ Ｔ ｍａｉｎｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ＬＥ ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｒ . Ａｓ ａ ｗｈｏｌｅꎬ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｈｅａｔ ｆｌｕｘｅｓ ｉｎ ｖｉｎｅｙａｒｄｓ ｏｆ ａｒｉｄ
ａ
ｎ
ｄｅｓｅｒｔ ｏａｓｉｓ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｕｒｎａｌ ａｎｄ ｓｅａｓｏｎａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅｓｅ ｅｘｉｓｔｓ ｇｒｅａｔ ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｉｅｓ ｉｎ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｐａｔｈ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ａｒｉｄ ａｒｅａꎬ ｇｒａｐｅꎬ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｈｅａｔ ｆｌｕｘｅｓꎬ ａｒｉｄ ａｄｖｅｃｔｉｏｎꎬ ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ

农田生态系统是陆地重要的生态系统之一ꎬ因 影响作用ꎮ 冠层导度(ｃａｎｏｐｙ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅꎬＧ )是影
ｃ
其特殊功能性ꎬ在作物生产各个环节中受人类活动 响农田水热通量最主要的作物生理因子ꎬ反映了作
影响强烈(例如灌溉和耕作)ꎬ因而成为涉及水分、 物对环境的综合响应ꎬ也是计算潜热通量模型的关
热量与物质交换以及水文与生态循环相互作用内 键参数(Ｍｏｎｔｅｉｔｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８)ꎮ 然而ꎬ很少有研究
在复杂的水文生态系统(Ｍｏｎｔｅｉｔｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８)ꎮ 农 量化干旱内陆区 Ｇ 对葡萄园水热通量的控制特征ꎮ
ｃ
田水热通量传输过程与作物生理生态过程、环境条 另外ꎬ针对环境因子对水热通量的影响ꎬ目前研究
件有着不可分割的联系(Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎬ研究其 采用的方法大多为简单相关、多元回归分析(阳伏
水热通量特征是探明农田与大气间相互作用的关 林等ꎬ２０１４ꎻ 冯禹等ꎬ２０１８ꎻ郑思宇等ꎬ２０２０)ꎬ但这些
键ꎬ对合理分配及高效利用水资源至关重要(Ｗｉｌｓｏｎ 方法都无法获得环境因素对水热通量的影响路径ꎮ
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２)ꎮ 目前ꎬ涡动相关法(ｅｄｄｙ ｃｏｖａｒｉａｎｃｅꎬ 而通径分析将相关系数分解为直接通径系数和间
ＥＣ)被公认是研究地表和大气之间的能量、水汽和 接通径系数ꎬ其经过标准化去掉了单位可以相互比
二氧化碳交换的标准方法(Ｂａｌｄｏｃｃｈｉꎬ ２００３)ꎮ 较ꎬ从而可以反映各自变量对因变量的影响程度和
我国西北干旱内陆区降水很少ꎬ属于典型的 相对重要性(Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ
水资源短缺地区ꎮ 葡萄是中国西北干旱绿洲区主 基于以上考虑ꎬ本研究选择甘肃敦煌市南湖
要经济作物之一ꎬ近几年得到了大量种植( 孙文 镇干旱绿洲区无核白葡萄园作为对象ꎬ基于 ＥＣ 系
强ꎬ２０１８)ꎮ 虽然当地充足的光照条件满足葡萄生 统测定的 ２０１７ 年葡萄园水热通量数据ꎬ实现以下
长ꎬ但种植葡萄需要大量水进行灌溉来满足其水 研究目标:(１)揭示西北干旱区葡萄园在不同生长
分需求ꎬ水资源的大量需求和资源短缺成为人们 阶段水热通量变化及分配特征ꎻ(２)量化 Ｇ 和干旱
ｃ
急需解决的问题ꎮ 管理人员在葡萄园周围种植白 平流对水热通量的影响ꎻ(３) 使用通径分析明确环
杨树作 为 防 护 林ꎬ 以 期 减 少 不 必 要 的 水 分 损 失 境因子对水热通量的影响机制ꎮ
(ＭｃＮａｕｇｈｔｏｎꎬ １９８８)ꎬ但是一方面防护林也会消
耗水分ꎬ另一方面如果不能正确理解干旱绿洲区 １ 材料与方法
农田地表水热通量过程ꎬ这依然会造成水资源浪
费(丁日升等ꎬ２０１４)ꎮ 同时ꎬ绿洲与荒漠之间的平 １.１ 研究区概况
流效应使得葡萄园能量交换过程与环境因子变得 研究于 ２０１７ 年生长季(５—１０ 月)在中国甘肃
更为复杂( Ｄｉｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎬ而针对干旱区葡萄 省敦煌市南湖镇沙漠绿洲区葡萄园进行ꎬ试验地
园平流效应对水热通量的影响也需进一步定量化 位于 ９４°０６′ Ｅ、３９°５５′ Ｎꎬ年平均气温在 ９ ~ １０ ℃
研究ꎬ这对于我们能否正确理解干旱绿洲区农田 之间ꎬ年 平 均 降 水 量 为 ３６. ９ ｍｍꎬ 海 拔 在１ １００ ~
地表过程至关重要ꎮ １ ３００ ｍ 之间(王尚涛ꎬ２０１９)ꎮ 研究区属于暖湿带
生理因素和环境因素对水热通量有着重要的 干旱气候ꎬ四季分明ꎬ日照时间长ꎬ降水少ꎬ蒸发