检索结果-内蒙古大学图书馆

生态学报 2025年

作者：薛婷艺姚珞一王子君刘洋洋贾东升赵英涵王宗森陈嘉轩自然资源要素耦合过程与效应重点实验室西北农林科技大学草业与草原学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院河南省栾川县惠顿矿业有限公司

阐明气候与植被演变对区域蒸散发变化的驱动机制对于区域制定水资源可持续的植被恢复策略具有重要意义。本研究以黄土高原北洛河流域为研究区，基于遥感、气候数据等，辅以pt-jpl （Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model... 详细信息

阐明气候与植被演变对区域蒸散发变化的驱动机制对于区域制定水资源可持续的植被恢复策略具有重要意义。本研究以黄土高原北洛河流域为研究区，基于遥感、气候数据等，辅以pt-jpl （Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model）模型模拟分析1984—2018年区域蒸散发的时空演变规律，并基于偏相关和多元回归分析探究气候变化与植被变绿对蒸散发变化的驱动机制和相对贡献。结果表明：（1）北洛河流域蒸散发以3.11 mm/a的速率呈极显著增加趋势（P<0.01）;（2）流域灌丛年均蒸散发最大，而耕地年均蒸散发最小。不同植被类型蒸散发年变化率依次为耕地>草地>灌木丛>林地；（3）北洛河流域叶面积指数呈极显著增加趋势(0.02 m2m-2a-1;P<0.01)。对于气候因子而言，除降水量变化并不显著外，其余气候因子（平均气温、净辐射、饱和水汽压和风速）均呈现显著增加趋势。在年尺度上，流域蒸散发与叶面积指数、降水和气温呈极显著正相关，蒸散发与饱和水汽压之间呈不显著正相关，而与净辐射和风速间呈不显著负相关。不同驱动因子对流域蒸散发的相对贡献率由大到小依次为气温（29.9%）>叶面积指数（21.3%）>辐射（6.2%）>风速（4.9%）>降水（1.3%），表明近年来气候变暖和植被变绿是该区蒸散发增加的关键限制性因子。本研究结果有助于加深对气候-植被-蒸发互作过程的理解，同时对于北洛河流域乃至黄土高原地区的水资源管理和构建水资源可持续的生态恢复策略具有重要参考价值。

关键词：北洛河流域气候植被蒸散发 pt-jpl模型

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中国旱区水分利用效率时空变化趋势及归因分析

中国旱区水分利用效率时空变化趋势及归因分析

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作者：闵律中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

旱区作为陆地生态系统重要的组成部分,脆弱易受扰动。中国旱区近年来面临着人类活动加剧、气候变化、大气CO2浓度升高等影响。中国政府出台以“碳达峰”、“碳中和”目标为核心导向的一系列政策及意见。强调了生态系统固碳的重要性及增... 详细信息

旱区作为陆地生态系统重要的组成部分,脆弱易受扰动。中国旱区近年来面临着人类活动加剧、气候变化、大气CO2浓度升高等影响。中国政府出台以“碳达峰”、“碳中和”目标为核心导向的一系列政策及意见。强调了生态系统固碳的重要性及增加碳汇的必要性。自1999年以来,一系列生态恢复工程在旱区实施。植被固碳和用水这对矛盾在旱区越发明显。我国旱区植被恢复与水资源管理策略亟需科学指导。本研究选取水分利用效率（WUE）这一耦合“碳圈”与“水圈”的关键指标,能有效联系旱地生态系统的陆地碳汇（总初级生产力,GPP）和生态系统的水循环（蒸散发,ET）。基于P-model和pt-jpl模型估算了2001—2018年GPP、ET、WUE,可有效反映旱区植被和水文过程时空动态。本研究解析了这三个指示因子的变化趋势,结合非生物因子（净辐射,Rn;饱和水汽压差,VPD;大气CO2浓度,Ca）和生物因子（叶面积指数,LAI）对WUE变化进行了归因分析。得出主要结论如下: （1）旱区的GPP多年均值范围为0—1162.3 g C m-2year-1,GPP呈现东高西低、南高北低,随干旱梯度的增加而减少的空间格局。旱区总体GPP及各干旱分区GPP呈显著上升趋势,而符合上升规律的栅格数量约为93.8%,平均增加速率达4.3 g C m-2year-2,且GPP年均值高处GPP增加速率更大。从整个旱区来看,GPP增加的主导因子排序为LAI>Ca>VPD>Rn。植被恢复导致的LAI增加是旱区GPP增长的主要驱动力,此外,CO2浓度增加带来的施肥效应也是GPP增长的重要驱动力。（2）旱区ET的多年均值范围为0—670.7mm/year,高值分布在东南部到中北部范围内。ET增加量的绝对值是干旱区>半湿润区>半干旱区。旱区总体及各干旱分区ET均呈现显著的上升趋势,平均增加速率达1.09mm·year-2。ET增加主导因子比例为LAI>VPD>Ca>Rn。植被恢复是旱区ET量下降的主要驱动力,CO2浓度的增加,由于施肥效应,植被在光合作用下,增加了蒸腾量。而气候因素对ET的增长趋势起到了正向贡献。（3）WUE在空间上的多年均值范围为0—1.51 g Ckg-1H2O,空间上呈东高西低、南高北低的格局。WUE在半湿润区最高,干旱区最低;旱区总体及各干旱分区总体WUE均呈显著的上升趋势,平均增加速率达7.16 mg Ckg-1H2Oyear-1,干旱区、半干旱区、半湿润区的平均增加速率分别为6.86、8.70、8.17 mg Ckg-1H2Oyear-1。Rn、VPD、LAI和Ca引起的WUE变化的平均速率分别为-1.13、-0.76、3.76和1.57 mg Ckg-1H2Oyear-1。旱区WUE变化的主要驱动力是植被恢复和大气CO2浓度上升。（4）旱区每年GPP增长量约为3Tg C/year,具有一定的固碳潜力,但潜在的用水压力需要因地制宜地进行植被恢复,在全球变暖和VPD上升的区域背景下考虑未来WUE下降引起的水资源短缺对区域可持续发展的负面影响。

关键词： P-model pt-jpl模型植被恢复大气CO2 归因分析

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退耕还林工程以来延安地区植被蒸散时空变化研究

退耕还林工程以来延安地区植被蒸散时空变化研究

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作者：王淑春西北农林科技大学

学位级别：硕士

全球气候变化对水文循环过程中的降雨、蒸散以及径流等环节产生影响,继而导致区域水资源供需不平衡等现象出现。蒸散发是联系水、能量以及碳循环的中心过程,准确估算蒸散发对水资源的分配以及灌溉管理等环节至关重要。1999年以来随着退... 详细信息

全球气候变化对水文循环过程中的降雨、蒸散以及径流等环节产生影响,继而导致区域水资源供需不平衡等现象出现。蒸散发是联系水、能量以及碳循环的中心过程,准确估算蒸散发对水资源的分配以及灌溉管理等环节至关重要。1999年以来随着退耕还林等生态保护工程陆续实施,黄土高原植被覆盖率得到显著提升。但人工林草植被的大面积种植也进一步带来了区域用水量增加等问题,对区域蒸散发的时空变化特征及其影响因素的研究有助于实现水资源的精细管理以及科学的植被规划。本研究以地处黄土高原丘陵沟壑区的陕西省延安市为研究对象,基于遥感数据利用pt-jpl模型对退耕还林工程以来延安地区植被蒸散时空变化及其影响因素进行研究,通过分析延安地区生态气象因子以及植被蒸散发的时空变化情况,讨论退耕还林以来延安地区植被蒸散发的时空变化规律以及其与各要素之间的相关关系。通过分析2001-2018年延安地区各植被类型占比及其面积转移情况,探讨在退耕还林以来延安地区不同植被类型的蒸散变化规律,主要结论如下:(1)2001-2018年延安地区植被蒸散值以8.83mm/a的速率呈现极显著上升趋势,植被年均蒸散量为512.86 mm。其中植被蒸腾、土壤蒸发以及截留蒸发分别占总蒸散的45.03%、37.06%以及17.91%。植被蒸腾与截留蒸发均随时间变化呈现极显著增加趋势,土壤蒸发随时间变化呈现不显著增加趋势。延安地区植被蒸散较大的月份集中在生长季(4-10月)。延安地区年均植被蒸散发南部高于北部。18年来,延安地区95.20%的区域植被蒸散发表现为显著增加趋势。延安各县区逐月平均蒸散变化特征均表现为先增加后减小的单峰趋势,植被蒸散于7月达到峰值,于12月达到最低值;季节尺度上呈现夏季>春季>秋季>冬季的特征。延安地区绝大部分区域(99.77%)植被蒸散发未来变化趋势呈现增加且正向持续趋势。(2)2001年和2018年延安地区各植被类型分布比例为草地(52.84%和49.97%)>森林(32.51%和38.46%)>农田(13.75%和10.90%)>灌木(0.62%和0.14%)。2001-2018年,土地利用类型转为森林和草地的较多。2001-2018年延安地区不同植被类型平均年蒸散表现为森林(644.62 mm)>灌木(640.46 mm)>农田(502.74 mm)>草地(426.77 mm),各植被类型蒸散年变化情况表现为草地(10.80mm/a)>农田(9.00 mm/a)>灌木(5.35 mm/a)>森林(4.01 mm/a)。(3)2001-2018年延安地区年平均叶面积指数以每年0.03 m/m的增速呈现极显著上升趋势,年际相对湿度以每年0.38%的增速呈现极显著增加趋势,净辐射以每年9.77 w/m的增速呈显著上升趋势,降雨量以每年1.22 mm的增速不显著增加,气温以每年低于0.01℃的降幅不显著下降。在年际尺度上延安地区植被蒸散与叶面积指数、净辐射、相对湿度以及降雨量之间呈现极显著正相关关系,与平均气温之间的关系不显著。本研究明确了叶面积指数在区域植被蒸散发中的关键作用,量化了退耕还林工程开展以来延安各县区植被蒸散发的变化趋势及其影响因素,为该地区生态环境保护进度和水资源精细化管理提供了理论依据,也为黄土高原退耕还林等生态工程的深入实施提供数据支撑。

关键词：延安地区退耕还林工程植被蒸散发 pt-jpl模型

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大规模植被恢复对黄土高原生态水文过程的影响

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应用基础与工程科学学报 2020年第3期28卷 594-606页

作者：张宝庆邵蕊赵西宁吴普特兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

黄土高原退耕还林工程实施以来,大量坡耕地被转化为草地和林地,植被恢复效果显著,水土流失得到了有效控制.但是,由于植被剧烈变化,导致部分区域水资源供需矛盾进一步加剧.针对上述问题,本研究采用定位观测与模型模拟相结合的方法,在考... 详细信息

黄土高原退耕还林工程实施以来,大量坡耕地被转化为草地和林地,植被恢复效果显著,水土流失得到了有效控制.但是,由于植被剧烈变化,导致部分区域水资源供需矛盾进一步加剧.针对上述问题,本研究采用定位观测与模型模拟相结合的方法,在考虑植被恢复对地表水热过程影响的基础上,将双源蒸散发模型与遥感技术相结合实现尺度转化,构建考虑植被动态变化的区域尺度蒸散发模型,分析大规模植被恢复后黄土高原蒸散发、降水、径流量的变化趋势,明晰植被重建对生态水文过程的影响.结果表明,退耕还林(草)工程实施后,黄土高原全区降水以5.16mm·a-1的速率增加,而植被恢复最剧烈的16个子流域河川径流量呈不断下降趋势,平均降幅为-1.45mm·a-1.受植被恢复与重建的影响,研究区蒸散发以4.39mm·a-1的速率增加,植被恢复导致的冠层蒸腾上升是蒸散发增加的主要因素.基于上述结果,我们建议应当加强对黄土高原雨水资源潜力的利用,缓解植被剧烈变化导致的水资源消耗,并根据不同植被类型的蒸散耗水规律和区域土壤水分植被承载力,提出基于土壤水资源消耗补给平衡的植被恢复策略,以期为黄土高原生态恢复可持续发展和黄河流域水资源高效利用提供科学支撑.

关键词：黄土高原退耕还林(草)工程蒸散发植被恢复 pt-jpl模型水平衡降水

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植物生长季敦煌西湖湿地生态需水量研究

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湿地科学 2020年第6期18卷 706-711页

作者：刘闯张卉于静洁中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国-丹麦科研教育中心北京100190

敦煌西湖湿地是阻止库姆塔格沙漠东移、保护敦煌和保护莫高窟的最后一道绿色屏障,由于生活和生产用水量的剧增,使得该湿地来水量锐减,导致该湿地逐渐萎缩。确定敦煌西湖湿地的生态需水量是合理分配现有水资源和保护敦煌西湖湿地的关键... 详细信息

敦煌西湖湿地是阻止库姆塔格沙漠东移、保护敦煌和保护莫高窟的最后一道绿色屏障,由于生活和生产用水量的剧增,使得该湿地来水量锐减,导致该湿地逐渐萎缩。确定敦煌西湖湿地的生态需水量是合理分配现有水资源和保护敦煌西湖湿地的关键所在。以蒸散发作为生态耗水量的核算指标,运用pt-jpl(Priestly-Taylor Jet Propulsion Laboratory)模型,对植物生长季敦煌西湖湿地的生态耗水量进行计算,选取湿地面积为衡量指标,通过20世纪80年代后期以来湿地面积时间序列分析,建立不同水平年湿地面积情景,确定不同情景下湿地的生态需水量。研究结果表明,植物生长季敦煌西湖湿地的生态需水量只有分别达到1.47×10^(8)m^(3)、1.67×10^(8)m^(3)和2.16×10^(8)m^(3),才能保证敦煌西湖湿地面积维持在21世纪最初10 a的较低水平、21世纪10年代的中等水平和1990年时期的较高水平。

关键词：生态需水量生态耗水量 pt-jpl模型植物生长季敦煌西湖湿地

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2000—2015年中国陆地生态系统蒸散时空变化及其影响因素

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生态学报 2019年第13期39卷 4697-4709页

作者：牛忠恩胡克梅何洪林任小丽张黎葛蓉李攀郑涵朱晓波曾纳中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 大连海事大学大连116026 中国科学院地球化学研究所贵阳550002 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 西南大学地理科学学院遥感大数据应用重庆市工程研究中心重庆400715

准确量化区域蒸散时空格局及其影响因素对理解陆地生态系统碳水循环具有十分重要的意义。近年来中国经历了严重的空气污染及气候波动,亟须探讨蒸散的时空变化及其影响因素。基于pt-jpl(Priestly Taylor Jet Propulsion Laboratory)模型... 详细信息

准确量化区域蒸散时空格局及其影响因素对理解陆地生态系统碳水循环具有十分重要的意义。近年来中国经历了严重的空气污染及气候波动,亟须探讨蒸散的时空变化及其影响因素。基于pt-jpl(Priestly Taylor Jet Propulsion Laboratory)模型,集成遥感数据和气象数据模拟了中国陆地生态系统2000 2015年蒸散,并分析其时空变化及影响因素。结果表明:1)参数优化后pt jpl模型可解释蒸散年际变化的68%,优于原始模型及MODIS蒸散产品;2)中国地区多年平均蒸散为440.16mm/a,呈东南沿海到西北内陆逐渐递减的空间格局;3)2000 2015年蒸散整体呈轻微下降趋势(slope=6.48Gt/a,P=0.17),但具有年代际差异,2000 2010年中国地区蒸散呈显著下降趋势(slope=21.05,P<0.01),占全国蒸散总量45.05%的内蒙古地区、甘新地区、黄土高原地区及青藏地区解释了61.88%的年际变化;2010 2015年呈轻微上升趋势(slope=10.48,P=0.71),各地区均无显著变化趋势;4)辐射主导了蒸散的年代际差异,分别解释了2010年前后蒸散下降及上升趋势的51.45%、85.26%。蒸散呈显著变化趋势的内蒙古地区、黄土高原地区及青藏地区主要受辐射控制,甘新地区主要受降水和温度的影响。

关键词：蒸散 pt-jpl模型时空格局中国陆地生态系统

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黄土高原大规模植被恢复的区域蒸散耗水规律及其生态水文效应

黄土高原大规模植被恢复的区域蒸散耗水规律及其生态水文效应

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作者：邵蕊兰州大学

学位级别：硕士

干旱缺水与水土流失共同制约了黄土高原的农业生产与生态建设,而植被对减少水土流失起着重要作用。为改善黄土高原植被覆盖状况,国家自1999年开始实施退耕还林工程,植被覆盖显著提高。然而,大规模的植被恢复必然会引起区域水平衡的变化... 详细信息

干旱缺水与水土流失共同制约了黄土高原的农业生产与生态建设,而植被对减少水土流失起着重要作用。为改善黄土高原植被覆盖状况,国家自1999年开始实施退耕还林工程,植被覆盖显著提高。然而,大规模的植被恢复必然会引起区域水平衡的变化,可能会进一步加剧水资源短缺的态势。如何保障退耕还林工程的可持续健康发展,成为了一个亟需解决的问题。目前对于黄土高原植被恢复和水资源平衡关系的研究主要集中在点尺度,难以阐明整个黄土高原的区域水平衡变化规律。因此,需要基于区域尺度蒸散发的准确模拟及植被变化对蒸发耗水规律的定量分析,阐明黄土高原植被变化引起的蒸发耗水量的变化过程及其机理,并为黄土高原退耕还林工程与水资源供需之间的平衡提供科学依据。鉴于此,本研究着重探究区域尺度蒸发耗水量的变化规律,将pt-jpl蒸散发模型与遥感数据相结合实现尺度转化,构建考虑植被动态变化的区域尺度蒸散发计算方法,分析大规模植被恢复后黄土高原蒸散发和水平衡的变化特征,并探究不同植被类型中蒸散发的变化规律,进而总结退耕还林工程对黄土高原区域尺度耗水规律的影响。主要研究结果如下:1、基于pt-jpl模型模拟黄土高原区域尺度的蒸散发将pt-jpl蒸散发模型与遥感相结合实现尺度转化,进行了参数优化,并引入了植被动态,结果表明:优化参数后的pt-jpl模型在12种土地利用类型中的模拟性能较原始模型有了很大的提高,能够更准确地模拟实际蒸散发（ET）。经过站点实测数据,GLEAM ET与水量平衡方法的对比和验证,表明优化参数后的pt-jpl模型模拟的黄土高原区域尺度的ET值的模拟结果是可靠的。基于CMIP6数据的pt-jpl模型的ET预测结果显示,在三种未来的排放情景下ET的增加同降水P的增加基本相似,为未来环境-生态-水之间的关系提供了参考。2、植被变化对黄土高原区域尺度蒸发耗水量的影响在黄土高原,植被恢复引起了植被蒸腾Et和截流蒸发Ei的增加。在2001-2015年期间,与植被不变的ET值相比,大规模的植被恢复使黄土高原地区的蒸发耗水量增加了约31×10～8 m3/yr（4.90 mm/yr）。黄土高原地区植被变化的情景下的年ET(386.13毫米,2.44×1011立方米)要比植被不变的情景下的年ET(342.76毫米,2.17×1011立方米)高出11.2%。黄土高原不同植被类型中蒸散发的区域平均值从大到小依次为:林地>耕地>灌丛>草地。在2001-2015年,植被恢复对黄土高原ET增加的贡献达到了59.67%。植被恢复是黄土高原ET增加的主要原因。3、黄土高原大规模植被恢复的生态水文效应植被增加引起的蒸散发增加,导致土壤储水量变化ΔS降低,径流量减少,生态水文过程发生了变化。在黄土高原植被变化剧烈的地区,ΔS/P的值较大,忽略ΔS会对生态水文过程的分析造成较大影响。以Budyko框架为例,在模拟黄土高原径流的过程中,忽略ΔS会对径流的模拟结果造成较大误差。植被大规模恢复对各水文要素产生了影响,同时也对生态水文过程的分析产生了影响。本研究基于pt-jpl模型模拟了黄土高原区域尺度的蒸散发;分析了植被变化对黄土高原区域尺度蒸发耗水量的影响;阐明了大规模植被恢复的生态水文效应。以上研究为黄土高原区域尺度蒸散发模拟、植被变化对生态水文过程的影响分析及区域水资源管理提供了理论支撑。

关键词：蒸散发植被恢复 pt-jpl模型退耕还林水量平衡

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敦煌西湖湿地生态需水量研究

敦煌西湖湿地生态需水量研究

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作者：刘闯中国科学院大学

学位级别：硕士

西北干旱区由于其生态系统的脆弱性，对当地人为活动干扰极其敏感。20世纪下半叶，随着人类活动影响的加剧，人类用水与生态用水矛盾逐渐加剧，导致了西北干旱区内陆河流域的下游河道断流、植被退化、尾闾湖泊消失等现象，生态环境逐步... 详细信息

西北干旱区由于其生态系统的脆弱性，对当地人为活动干扰极其敏感。20世纪下半叶，随着人类活动影响的加剧，人类用水与生态用水矛盾逐渐加剧，导致了西北干旱区内陆河流域的下游河道断流、植被退化、尾闾湖泊消失等现象，生态环境逐步恶化。敦煌西湖湿地是西北干旱区较大的湿地之一，该湿地是阻挡西部库姆塔格沙漠向敦煌市甚至整个疏勒河流域推进的天然屏障，然而研究表明20世纪70年代以后湿地呈萎缩态势加剧，既影响了该湿地生态系统的正常功能，又影响了敦煌甚至整个疏勒河流域的人类社会的可持续发展。维持当前西湖湿地并对其进行修复对于当地甚至整个疏勒河流域都是亟待解决的问题。水作为干旱区生态环境可持续发展的根本驱动力，合理确定生态需水量是该湿地生态修复的关键所在。本文以湿地面积作为保护指标，利用NDVI阈值法得到了2000-2019年逐日湿地面积序列;以蒸散发作为生态耗水量的核算指标，通过使用pt-jpl(Priestley-TaylorJetPropulsionLaboratory)模型对西湖湿地的蒸散发耗水量进行计算，获取了空间分辨率为500m的2001-2017年逐日湿地耗水量序列;利用面积-频率分析法确定了不同水平年的湿地面积情景，并通过湿地面积与生态耗水量的关系给出了高（1990年左右）、中(2010s)、低(2000s)不同水平年生态需水量分别约为1.93、2.22和2.71亿m3。该结果为西湖湿地的生态恢复，合理进行生态配水提供了科学数据支撑。

关键词：西湖湿地生态需水量生态耗水量 pt-jpl模型

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中国东部典型森林生态系统蒸散及其组分变异规律研究

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自然资源学报 2015年第9期30卷 1436-1448页

作者：路倩倩何洪林朱先进于贵瑞王辉民张军辉闫俊华中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院华南植物园广州510650

森林蒸散包括植被蒸腾、土壤蒸发、冠层截留蒸发三个组分,在陆地生态系统水分循环及能量流动研究中占有重要地位。论文基于Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model(pt-jpl)模型,估算温带针阔混交林、人工常绿针叶林、亚热带... 详细信息

森林蒸散包括植被蒸腾、土壤蒸发、冠层截留蒸发三个组分,在陆地生态系统水分循环及能量流动研究中占有重要地位。论文基于Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model(pt-jpl)模型,估算温带针阔混交林、人工常绿针叶林、亚热带常绿阔叶林三个典型森林生态系统2003—2008年蒸散(组分);在模拟结果基础上揭示了蒸散(组分)的季节变异规律及主控因子。结果表明:1pt-jpl模型在中国东部森林生态系统蒸散及其组分估算中具有较高的稳定性和可靠性;2蒸散(组分)季节变化特征明显,不同森林生态系统类型变化规律差异较小,但主控因子存在较大差异:温带针阔混交林蒸散和植被蒸腾季节变异主要由净辐射和增强植被指数(EVI)共同控制,而亚热带人工常绿针叶林和亚热带常绿阔叶林主要受净辐射影响;EVI和饱和水汽压差(VPD)是土壤蒸发季节变异的主控因子,截留蒸发的季节变化则主要受VPD影响。

关键词：森林生态系统 pt-jpl模型蒸散蒸散组分季节动态

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