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干旱高寒农区土壤水热模拟:土壤气流的影响( Soil hydrothermal modeling in a dry alpine agricultural zone: The effect of soil airflow )
Jiaxin Wang Xiaodong Gao Xining Zhao Hua Wan Pute Wu
利用基于过程的模型获取土壤水热信息对于干旱高寒地区的农业管理具有重要意义,那里的原位数据收集很困难。然而,很少有模拟研究考虑干旱区土壤气流的输运机理,尤其是干气流的存在会影响水分和热量的输运。本文采用非饱和土壤中能量、质量和动量同时传递的气流耦合水文模型(STEMMUS)模拟了青藏高原旱作农田土壤水热过程和蒸散动态。仔细评估了气流对模拟结果的影响。我们的结果表明,STEMMUS可以可靠地捕捉每日观测数据--在验证期内,20-100 cm土壤剖面的一致性指数(d)平均值分别为土壤温度0.94、土壤水分0.83、土壤蒸发0.72、作物蒸散0.83。当入水量达到22.8mm时,考虑气流输送的影响出现,与降水/灌溉增加呈正相关。在降雨/灌溉过程中引入气流对土壤水分(均方根误差(RMSE)降低0~95.9%)、蒸散(均方根误差降低0~97.8%)、蒸发(均方根误差降低0~99.3%)的模拟精度有较小的差异,但基本上提高了模型的精度。这些发现揭示了气流在复杂的土壤物理过程中的作用,并强调了当考虑气流时,降雨/灌溉输入是影响模拟的主要因素。
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