不同种植模式下的沼泽蒸发对比.docx

不同种植模式下的沼泽蒸发对比 蒸发是水量平衡的重要组成部分。许多关于水的问题与蒸发有关。对蒸发的研究有助于认识地理环境的形成、演化和分异。地域蒸发特点的变化,反映着人类活动对地理环境的冲击。沼泽蒸发是指沼泽植物蒸腾和植株棵间蒸发之和。三江平原是我国沼泽分布最集中连片地区之一,虽经多年开发,目前仍有约200万ha沼泽湿地。沼泽是该区主要景观类型之一。研究沼泽蒸发特点,对该区的进一步开发、预测水平衡变化和水资源估算,有重要意义。本文以1990年和1991年两年实际观测资料为基础,得出分析结果,提出三江平原沼泽蒸发计算模型。 1 沼泽植物种类对织物的配置 沼泽是多水条件下发育起来的自然综合体,其土壤长年饱含水份,并且地表常有薄层积水,沼生和湿生植物生长茂密。水是沼泽的形成因素,也是其重要组成部分。 三江平原地处我国东北边疆,属温带湿润季风气候,地表大平小不平,多大小不等、形状各异的浅平洼地,因此自然排水不畅,土质粘重,渗水困难,使地表易长期积水,为沼泽发育提供了有利条件。该区沼泽广泛发育,成为最突出的自然地理特点。该区沼泽主要类型有毛果苔草(Carex lasiocarpa)沼泽、毛果苔草-漂筏苔草(Carex pseudocuraica)沼泽、毛果苔草-甜茅(Glyceria spicuilosa)沼泽、漂筏苔草沼泽、甜茅沼泽、毛果苔草-乌拉苔草(Carex meyeriana)沼泽、毛果苔草-臌囊苔草(Carex schmidtii)沼泽和芦苇(Phragmites communis)沼泽等。其中毛果苔草和以毛果苔草为优势种的沼泽类型分布最广,面积最大,约45万ha,占该区沼泽总面积的40%以上。植被属密丛型,披针状叶形,其生长密度大都在2500株/m2左右。各类沼泽植被覆盖度大都在60%～90%之间。毛果苔草沼泽与毛果苔草类沼泽、漂筏苔草沼泽以及甜茅沼泽的积水状况基本相似,都在5～10cm深之间。因此,我们选择毛果苔草沼泽作为观测对象。 毛果苔草沼泽的剖面结构自上而下为植物营养体,高30～50cm;薄层积水5～10cm;饱含水分呈海棉状结构的草根层,厚30～40cm;腐殖泥层,厚5cm左右;质地粘重的潜育层和母质层,属粘土和亚粘土,可视为不透水层。沼泽与深层地下水无水力联系。三江平原地处中高纬地区,2月气温常在一20℃以下,冬季严寒而漫长,达5个月之久。毛果苔草虽为多年生植物,但仍然是一岁一枯荣,每年4月末、5月初开始萌发,6～8月为生长旺季,9月以后生长活力衰退,至10月变黄枯萎。 观测方法是,采用沼泽蒸发器观测水位变化,计算水位差值。蒸发器分为三类:一类蒸发器栽培着密度相当、面积不等的沼泽植物;另一类蒸发器中无植物,系纯水面;第三类蒸发器为E601水面蒸发器。第一、二类蒸发器安置在大片沼泽中,使蒸发器内水位与蒸发器外天然沼泽水位尽量一致。E601水面蒸发器安设在沼泽气象场内。其中蒸发器沼泽1的植被覆盖率为90%;沼泽2为80%;沼泽3为70%;沼泽4为40%;沼泽5为10%。 2 观测结果与分析 2.1 不同下垫面蒸发强度的对比 下垫面蒸发强度取决于水分供应、热量条件、空气湿度、空气湍流强度、空气压力和下垫面组成。沼泽蒸发与水面蒸发对比观测的条件是二者水分供应充足,太阳辐射相同,空气湿度和大气压力一样,蒸发器都安设在沼泽中,边壁高度大大低于沼泽植物;不同之处是下垫面组成不一样,即沼泽蒸发器的蒸发量包括植物叶面散发(蒸腾)和植物棵间蒸发两项,而水面蒸发器的蒸发值仅为单纯的水面蒸发量。我们认为对比观测结果是可比的,可以反映不同下垫面蒸发强度的差异。观测结果清楚地表明沼泽蒸发大于沼泽水面蒸发和E601的水面蒸发值(表1)。 2.2 沼泽植物茎叶水分蒸腾 从表1可看出,日平均蒸发量沼泽1沼泽2沼泽3沼泽4沼泽5。这种变化规律反映出植物蒸腾量超过了因植物群体遮蔽效应可能造成的棵间蒸发减少。植物茎叶的水分蒸腾在沼泽蒸发中起主要作用,因此沼泽植物越多,即植被覆盖率越高,其作用越大,沼泽蒸发量就越大。 当沼泽植被覆盖率小于10%时,沼泽日蒸发量与水面蒸发很接近,而且与E601的日蒸发量也很接近。毛果苔草、漂筏苔草、甜茅等沼生植物都是密丛型植物,虽然植物蒸腾量在沼泽蒸发中十分重要,但单株作用是很小的,只有达到一定覆盖度(大于10%),发挥群体效应,才能显示出植物加大沼泽蒸发的作用。 2.3 水面蒸发量和覆盖率 观测结果表明,沼泽蒸发量与E601水面蒸发量之比值都大于1,变化在1.5～3.7之间,植被覆盖率大者比值较大,植被覆盖率小者比值较小(表2)。 2.4 工艺平均蒸发量变幅 根据观测,沼泽植被覆盖率由大到小的沼泽各月间平均蒸发量变幅,1990年依次为5.0、3.6、3.2、2.6;1991年依次为8.0、6.1、4.7、2.8、2.0