《乾旱內陸區玉米農田水熱傳輸多過程耦合機理與模擬》是依託中國農業大學，由丁日升擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：乾旱內陸區玉米農田水熱傳輸多過程耦合機理與模擬
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：丁日升
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
農田是受人類活動影響最為強烈的一類陸地生態系統。深入認識農田水熱傳輸多過程耦合機理並建立定量模型動態模擬是國際研究的難點和熱點問題。本研究選取乾旱內陸區制種玉米農田為研究對象，利用多種儀器設備開展不同空間（葉片、單株和農田）和時間尺度（分鐘到多年）的水熱通量綜合觀測，以揭示農田不同時空尺度水熱通量的傳輸特徵及其與生理和環境過程的耦合機理，並套用偏微分和邊界線分析等數學方法確定主控過程。引入小波變換技術獲得適於水熱通量尺度轉換的關鍵過程。在機理認識的基礎上，構建耦合冠層輻射傳輸、葉片能量平衡、作物生理調控、氣候湍流輸送和土壤水熱運移等多過程的農田水熱傳輸機理模型，以實現水熱通量的準確模擬和預報。在機理模型基礎上，考慮制種玉米父本和母本植株冠層結構差異的特點，通過理論推導建立適合於估算制種玉米潛熱通量的實用模型。通過本項目研究，為完善農業水循環理論和提高農業高效用水管理提供科學依據和指導。
結題摘要
農田是受人類活動影響最為強烈的一類陸地生態系統。深入認識農田水熱傳輸多過程耦合機理並建立定量模型動態模擬是國際研究的難點和熱點問題。本項目圍繞深入認識農田水熱傳輸多過程耦合機理並建立定量模型動態模擬的項目目標，選取乾旱內陸區玉米為研究對象，利用多種儀器設備開展了不同時空尺度的水熱通量綜合觀測，揭示了不同時空尺度水熱通量的傳輸特徵及其與生理和環境過程的耦合機理及對主控因子的回響關係，構建了耦合冠層輻射傳輸、葉片能量平衡、作物生理調控、氣候湍流輸送和土壤水熱運移等多過程水熱通量多層模型，建立了估算異質冠層結構的作物耗水模型。在試驗研究與理論分析的基礎上，依託本項目在水文學和農業水領域主流期刊《Journal of Hydrology》、《Hydrological Processes》、《Agricultural Water Management》和《水利學報》等共發表SCI、EI收錄論文7篇，其中第一作者6篇、通訊作者1篇；ESI前10%的1篇，10-20%的3篇，SCI論文累積影響因子（2015年）為14.074；第1完成人獲發明專利1件。2013年第1作者發表在《Agricultural and Forest Meteorology》(2015 IF: 4.461)的相關論文入選2012至2015年期間的ESI高被引論文。依託本項目2016年新申請國家自然科學基金面上項目1項。項目負責人在“Workshop on Water and Food Security under Changing Environments”等國內外學術會議作報告5次。依託本項目，負責人2015年晉升為副教授、2016年獲大北農青年學者獎。研究成果給科學同行準確測定水熱通量、識別水熱傳輸主控因子和定量模擬提供了一些新見解，對農業水科學發展有一定促進作用。關於作物耗水估算的研究成果已套用到西北旱區石羊河流域灌溉制度科學制定和節水精量灌溉中，對流域的水資源合理配置和最佳化調度提供了科學依據。
