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相似文献
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1.
蒸散(Evapotranspiration,ET)是生态系统水循环中的重要一环,决定了生态系统水分和热量传输。从区域尺度对蒸散及其蒸腾(Transpiration,T)和蒸发(Evaporation,E)组分进行量化,认识环境因素对其的影响机制,有助于合理利用、分配水资源,为研究气候变化对区域生态系统水文循环的影响提供参考。基于生态系统生产力模拟(Boreal ecosystem productivity simulator, BEPS)模型,验证模型在研究区域的适用性,量化1981—2018年内蒙古半干旱区的ET及其组分的变化情况,并对其进行归因分析。结果表明:经不同数据验证,BEPS模型计算结果能够精确反应研究区域ET及其组分的分布情况和变化趋势。1981—2018年研究区草地、农田和森林多年平均ET分别为278.22 mm、362.50 mm和308.81 mm。ET和ET多年呈显著上升趋势,上升速率分别为0.42 mm·a-1、0.63 mm·a-1和1.05 mm·a-1。ET与T在全区域内空间分布格局相似,与E相反,ET年际波动主要受到T年际波动的影响。综合影响因子的变化和ET、ET对因子的敏感性,研究区域草地和农田T和ET以及森林的ET主要受到饱和水汽压差(VPD)和平均气温(TEMP)变化的控制。农田和森林归一化植被指数(Normalized difference vegetable index, NDVI)都呈减小趋势,但森林环境T对NDVI的变化更加敏感,因此负贡献更大。  相似文献   

2.
利用涡度相关技术对青海湖高寒湿地生态系统不同时间尺度CO2通量和水汽通量间的耦合关系进行了研究。结果显示:不同天气条件下青海湖高寒湿地生态系统30 min净CO2交换量(NEE)与水汽通量间均显示了极显著负相关关系(P<0.0001);30 min总生态系统生产力(GEP)与水汽通量呈极显著线性正相关关系(P<0.0001);阴天水汽通量参与生态系统净CO2交换和生态系统总碳吸收的比例最高。月均30 min NEE与水汽通量呈极显著线性负相关(R2=0.71,P<0.0001)。从植物返青期、生长期至枯草期,月均30 min的GEP与水汽通量不仅呈极显著线性正相关(P<0.0001),且在生长期和枯黄期阶段表现出极显著一元二次多项式关系(P<0.0001)。在日尺度上,NEE日总量与日蒸散量呈极显著一元二次多项式负相关关系(R2=0.58,P<0.0001);GEP日总量与日蒸散量呈极显著指数正相关(R2=0.42,P<0.0001)。在月尺度上,NEE月总量与月蒸散量呈极显著线性负相关(R2=0.60,P<0.0001),两者还表现为极显著一元二次多项式负相关关系(R2=0.63,P<0.0001)。GEP月总量与月蒸散量呈极显著线性正相关(R2=0.51,P<0.0001),且表现出极显著指数正相关关系(R2=0.64,P<0.0001)。  相似文献   

3.
林晓凤  陈报章 《地理科学》2022,42(7):1260-1271
选取包含9种植被功能型的15个通量塔观测数据(60站点年),采用控制变量法,分别在月尺度和年尺度上对25℃时最大羧化速率(Vcmax25)进行优化,并利用未参与参数反演的站点年数据集定量评估这2种参数化方案的模拟效果。研究发现:① 在参数的季节变异方面:9种植被功能型的Vcmax25均呈现明显的季节性波动。Vcmax25的波动幅度为:冬季>秋季>春季>夏季,不同植被类型季节变化幅度相差不大,而寒带植被Vcmax25季节变化幅度接近温带植被的2倍;② 对生态系统初级生产力(GPP)估算的影响方面:Vcmax25季节性参数化方案显著提高了GPP的模拟能力和模拟精度,其中森林和灌木冬季提升最显著(R2提高了35.7%,RMSE降低了23.24%),春秋季次之,夏季最小。然而,对于C3草地,DLM无论采取Vcmax25季节性参数化方案还是年尺度参数化方案,均为系统低估GPP。  相似文献   

4.
莫兴国  刘苏峡  胡实 《地理学报》2022,77(7):1730-1744
全球变化下黄河源区水文过程的演变影响流域生态系统的水源涵养功能,流域植被改变也影响水循环。本文基于气候、植被信息和VIP分布式生态水文模型,开展黄河源区水碳循环要素变化的集成模拟,分析了气候—植被—水文要素的协同演变机制。结果表明,2000年以来黄河源区气候呈暖湿化趋势;植被绿度明显提高,2010—2019年比2000—2009年平均增加了4.5%;生长季延长了至少10 d;植被生产力(GPP)显著上升,倾向率为4.57 gC m-2 a-1;植被恢复措施对GPP变化的贡献约为23%,气候变化和大气CO2升高的施肥效应的贡献为77%。源区植被蒸散量(ET)呈增加趋势,倾向率为2.54 mm a-1,水分利用效率(WUE)亦提高,平均相对上升率为5.1% a-1。GPP、ET和WUE年总量及其变化率在海拔4200 m以下随高度上升而减小,之后变化趋缓。源区植被绿度和径流系数与当年和前一年降水呈显著正相关,反映降水蓄存于植物根层土壤的遗留效应。蒸散增强在一定程度上有利于源区地表—大气之间的水分再循环,帮助缓解生态恢复引起的产水能力下降,促进降水—植被—径流之间的良性互馈关系的形成。揭示水文对气候变化和植被恢复的响应和互馈机制,可为生态恢复措施对源区水源涵养功能的影响及效应的定量评估提供科学依据。  相似文献   

5.
郭群  李胜功  胡中民  赵玮  王敏 《中国沙漠》2015,35(3):616-623
水分是干旱、半干旱区草地生态系统生产力的主要限制因素,但水分如何影响生产力的季节内变异,以往研究相对不足。本研究以内蒙古温带典型草原为研究对象,基于多通道自动原位监测箱系统获得的生态系统日尺度总初级生产力(GPP)及遥感植被归一化指数估算年尺度的地上净初级生产力数据,在不同时间尺度上研究了水分对生产力的影响。结果表明:年降水量对该典型草原草地生态系统地上净初级生产力年际变异无显著影响,但土壤水分显著影响GPP的季节变异,土壤水分解释了GPP季节变异的22%;其他环境因子对生产力的季节变异也有一定影响;温度是生态系统处于干旱时GPP的主要限制因素,GPP随温度的升高而降低;而辐射是生态系统处于湿润时GPP的主要限制因素,GPP随辐射的升高而升高。本研究结果将有利于提升未来降水格局改变对草地生态系统生产力影响的认识。  相似文献   

6.
干旱对草地生态系统NEE有深刻影响。基于涡度相关技术提供的碳通量及小气候数据,研究了2009年当雄高寒草地生态系统的碳交换特征及其主控因子,同时分析了干旱的可能影响。5—7月初及9月发生的干旱导致草地GLAI、ALB和GPP较低,6月中旬到7月初碳吸收一度下降。干旱使6、7月份NEE日变化进程发生改变。同时,NEE和GPP的季节变化也受到干旱影响。由于干旱导致生态系统吸收能力降低,75]3日出现NEE日净碳排放最高值(0.9gCm-2d-1)。5-7月的NEE月总量均大于0,且逐月增加。该草地2009年的GPP和NEE分别为-158.1和52.4gCm。日均0〈01时,0成为影响白天NEE变化的主控因子。GLAI、r和目是3个对NEE季节变异影响最大的指标,且其影响程度依次降低。GPP季节变化的主控因子是GLAI、θ、PPT、VPD和瓦,生态系统水分状况(0、PPT或VPD)对GPP的影响大于T20。Rcco主要受控于t、GLAI、PAR和PPT,且其影响力依次降低。GLAI的季节变化可解释NEE和GPP变异的60.7%和76.1%。当雄高寒草地生态系统水分条件的年际变化可能是影响NEE年际变异的主要因子。  相似文献   

7.
应用遥感数据研究中国植被生态系统与气候的关系   总被引:48,自引:2,他引:48  
应用1982-1994年NOAA/AVHRR的归一化植被指数(NDVI)资料和587个气象台站的数据对我国不同类型植被生态系统和气候的关系进行研究,首先将我国的植被类型划分为21类,在此基础上分别研究了不同时间尺度下我国不同区域,不同植被类型和气候的关系。结果表明:在多年平均状态下,植被生态系统NDVI水平主要受水分条件的影响;年内变化上,温度对植被生态系统季相变化化起着比降水略大的作用,年降水量造成了植被季相响应的差异,在年际变化上,分别研究了4个季节和整个生长期尺度上的关系,一般情形为温度和降水对植被的年际波动起着大致相反的作用,不同植被类型在不同的生长时期(季节)对气候的变化响应方式也不同,发现在植被的生长期,我国南方和北方的植被生态系统对温度和降水的响应方式相反;同时存在2个植被-气候敏感区,分别为我国北方的典型草原到森林的过渡区和云南中部部分区域。  相似文献   

8.
以湖南省为研究区,采用250 m×250 m空间分辨率的MODIS-NDVI数据,结合相应时间段的气象数据,使用改进的CASA模型,模拟并分析该区域2000-2013年间的植被NPP的时空变化特征,并借助统计分析方法对不同土地覆盖类型中植被NPP的变化趋势及其显著性,NPP与气候因子的相关性进行量化分析.结果表明:① 该区域的净初级生产量年际变化特征明显,年净初级生产量分布在41.62~125.40 Tg C/yr之间,平均值为86.34 Tg C/yr,总体来看,14年间湖南省植被净初级生产量呈波动减少趋势,年际减少趋势为2.70 Tg C/yr;② NPP空间分布差异较大,基本特点是西高东低,南高北低,从西南向东北呈逐渐递减趋势,其中,各植被分区的NPP有明显差异;③ 2000-2013年,湖南省植被NPP呈极显著增加(slope >0,p < 0.01),显著增加(slope > 0,0.01 ≤ p < 0.05),无明显变化(p ≥ 0.05),极显著减少(slope < 0,p < 0.01)和显著减少(slope < 0,0.01 ≤ p < 0.05)的区域分别占总面积的比例为5.40%,2.02%,61.64%,16.79%和14.15%.植被NPP变化趋势总体上显示为减少的趋势,而不同土地覆盖类型的植被NPP变化趋势及显著性存在较大差异,其中草地的NPP变化趋势最为显著,接着依次是森林,其他土地,建设用地和农田;④ 分析不同土地覆盖类型的植被NPP对气候因子的响应,发现NPP与降水量之间的相关关系强于其与温度的相关关系.  相似文献   

9.
采用MOD16A2GF/ET产品作为广州地区地表蒸散发(ET)数据,结合Landsat数据与广州市及其周边共38个气象站点监测数据,运用遥感解译等方法,对2000—2020年广州城市绿地生态系统结构的时空变化及地表蒸散发对绿地生态系统格局演变的响应进行研究。结果表明:1) 2000—2020年广州城市绿地总面积呈减少趋势。地表覆盖类型的变化主要表现为大量非林地植被转出变为城乡、工矿、居民用地等建设用地或未利用地,一部分转化为林地。近20年来广州市城市绿地生态系统内林地占比呈上升趋势。2) 2000—2020年广州年均蒸散量总体呈上升趋势,并且与林地占比存在一定的正相关关系;地表蒸散量的增减与不同蒸散能力地表类型间的相互转化存在较高的空间一致性。3) 2000—2020年广州蒸散量与降水量、相对湿度和气温呈正相关,与气压、日照时数、风速呈负相关;但各气象因子与蒸散量呈显著及以上相关程度区域的面积占比偏低,不能解释为区域蒸散量上升的主要驱动因素。4)由于森林生长周期、气候条件等原因,2000—2020年广州范围内地表蒸散量增加与城市绿地生态系统的空间变化在时间上并没有同步发生,表现出一定的...  相似文献   

10.
陆面蒸散发是生态系统水收支和能量平衡的重要过程,量化蒸散发各组分,对揭示高寒湿地生态水文过程具有重要意义。利用2015年植物生长季的青海湖湿地的监测数据,运用Shuttleworth-Wallace模型,对地处青海湖湖滨的小泊湖湿地和北岸的沙柳河河源区湿地的蒸散发组分进行拆分和模拟。研究结果表明,模拟的蒸散发量与实测值的一致性指数达到0.91;经拆分,在日尺度上,小泊湖和沙柳河河源区湿地植被蒸腾量占蒸散发量的比例(ET_c/ET)平均值分别为16.4%和27.37%,植物生长季逐日ET_c/ET变化曲线呈单峰型,土壤蒸发量占蒸散发量的比例(ET_s/ET)变化趋势与ET_c/ET的变化趋势相反;在整个植物生长季内,小泊湖和沙柳河河源区湿地植被蒸腾量的模拟值分别为74.33 mm和68.84 mm,土壤蒸发量分别为329.43 mm和176.47 mm;表明土壤蒸发是湿地水分消耗的主要方式,其中,小泊湖湿地有明显的水分亏缺,沙柳河河源区湿地有少量水分盈余。  相似文献   

11.
From July 2008 to August 2008, 72 leaf samples from 22 species and 81 soil samples in the nine natural forest ecosystems were collected, from north to south along the North-South Transect of Eastern China (NSTEC). Based on these samples, we studied the geographical distribution patterns of vegetable water use efficiency (WUE) and nitrogen use efficiency (NUE), and analyzed their relationship with environmental factors. The vegetable WUE and NUE were calculated through the measurement of foliar δ 13C and C/N of predominant species, respectively. The results showed: (1) vegetable WUE, ranging from 2.13 to 28.67 mg C g-1 H2O, increased linearly from south to north in the representative forest ecosystems along the NSTEC, while vegetable NUE showed an opposite trend, increasing from north to south, ranging from 12.92 to 29.60 g C g-1 N. (2) Vegetable WUE and NUE were dominantly driven by climate and significantly affected by soil nutrient factors. Based on multiple stepwise regression analysis, mean annual temperature, soil phosphorus concentration, and soil nitrogen concentration were responding for 75.5% of the variations of WUE (p<0.001). While, mean annual precipitation and soil phosphorus concentration could explain 65.7% of the change in vegetable NUE (p<0.001). Moreover, vegetable WUE and NUE would also be seriously influenced by atmospheric nitrogen deposition in nitrogen saturated ecosystems. (3) There was a significant trade-off relationship between vegetable WUE and NUE in the typical forest ecosystems along the NSTEC (p<0.001), indicating a balanced strategy for vegetation in resource utilization in natural forest ecosystems along the NSTEC. This study suggests that global change would impact the resource use efficiency of forest ecosystems. However, vegetation could adapt to those changes by increasing the use efficiency of shortage resource while decreasing the relatively ample one. But extreme impacts, such as heavy nitrogen deposition, would break this trade-off mechanism and give a dramatic disturbance to the ecosystem biogeochemical cycle.  相似文献   

12.
Ren  Xiaoli  Lu  Qianqian  He  Honglin  Zhang  Li  Niu  Zhongen 《地理学报(英文版)》2019,29(11):1807-1822
Journal of Geographical Sciences - The ratio of transpiration to evapotranspiration (T/ET) is a key parameter for quantifying water use efficiency of ecosystems and understanding the interaction...  相似文献   

13.
为了探究森林植物叶片功能属性的地理格局及其影响因素,在2013年7-8月期间系统调查了中国东部南北样带9个森林生态系统的847种植物的叶片面积(LA)、叶片厚度(LT)、比叶面积(SLA)和叶片干物质含量(LDMC),并结合群落结构计算了各属性的群落加权平均值(LACWM、SLACWM、LTCWM和LDMCCWM)。结果显示:847种植物的LA、LT、SLA和LDMC的平均值(±标准误)分别为2860.01±135.37 mm2、0.17±0.003 mm、20.15±0.43 m2 kg-1和 316.73±3.81 mg g-1。SLA和LDMC表现出了明显的纬度格局,随着纬度增加,SLA逐渐增加,LDMC降低;然而,LA和LT沿纬度的变化趋势不明显(R2 = 0.02 ~ 0.06)。不同植物类型之间叶片属性的差异是影响LA、LT、SLA和LDMC空间变化的主要因素;叶片功能属性的群落加权值表现出了更加明显的纬度分布格局(R2 = 0.46 ~ 0.71),这主要受到了气候因素和土壤N含量的影响。本文结果完善了中国区域森林生态系统叶片功能属性地理分布的数据库,同时强调了在研究植物属性空间格局时,考虑群落结构在尺度扩展中的重要性。  相似文献   

14.
2000-2014年黄河源区ET时空特征及其与气候因子关系   总被引:5,自引:0,他引:5  
黄河源区地处青藏高原东缘,具有独特的自然生境和丰富的自然资源,是中国西南区域经济发展的重要生态安全屏障。以MODIS ET产品作为研究黄河源区地表蒸散发(ET)的数据源,结合黄河源区内部及周边18个气象站数据、全国1∶100万植被类型图和黄河源区DEM数据,利用趋势分析、相对年际变化和相关分析法,研究2000-2014年黄河源区ET时空变化特征及不同土地利用类型下ET的变化规律,重点探讨了ET与气候因子的关系。结果表明:① 黄河源区多年ET区域分异规律明显,北部ET显著弱于中部和东南部,最强ET位于黄河源区的东南部,多年平均ET值为538.61 mm/a,距平相对变化显著,ET年际变化呈先减小后增加的趋势,平均趋势变化率为0.44 mm/a;② 年内ET呈周期性单峰变化趋势,7月达到峰值;2000-2014年黄河源区多年四季ET季节性差异明显,夏季ET最强达到188.14 mm/a,春秋季次之,冬季ET最弱仅97.15 mm/a;③ 研究时段内不同土地利用类型的ET大小表现为沼泽地>林地>草地>其他>裸地,整体上各土地利用类型的ET呈逐渐增加趋势;④ 相关分析结果表明,ET与同期气温、降水呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,其中降水对ET的影响强于气温;驱动分区结果显示黄河源区ET受气候因子驱动的地区主要表现为降水驱动。  相似文献   

15.
2000—2019年秦岭南北实际蒸散发时空变化特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于遥感数据全面认识复杂地形单元实际蒸散发时空规律,对区域可持续水资源管理具有重要的意义。论文基于MODIS实际蒸散发(ET)数据,对2000—2019年秦岭南北ET时空变化特征进行分析,探究不同分区ET对植被变化的响应关系,进而识别ET趋势和年代变化的高相关海气环流因素。结果表明:① 在变化趋势上,以1000 m等高线为界,即秦岭地区北亚热带和山地暖温带的分界线,低海拔河谷地带为ET显著增加区,山地高海拔地区为ET下降区;② 除城市、乡镇周边地区,研究期间秦岭南北下垫面相对稳定,转为生态用地的活跃区主要分布在山地1000 m过渡带,其是ET与NDVI变化显著相关区,而1000 m以上高海拔地区两者相关性较低;③ ENSO、青藏高原北部气压异常,与秦岭山地、汉江谷地ET的趋势变化和年代波动显著相关,而西太平洋副热带高压与ET的趋势显著相关,与年代波动特征相关较弱。即发生中部型厄尔尼诺事件时,西太平洋副热带高压偏强,对流层低层形成异常反气旋,导致中国东部雨带北移,秦岭山地和汉江谷地降水偏少,气温偏高,ET往往偏大。研究结果启示:秦岭南北科学适应气候变化时,应关注秦岭山地、汉江谷地ET变化显著相关的环流信号;应深刻理解秦岭高海拔地区蒸散发下降趋势对区域水资源管理的影响。  相似文献   

16.
利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)及气象数据估算了黑河流域植被水分利用效率(WUE),分析了WUE的时空变化及与气候因子的相关性。结果表明:2005-2014年黑河流域单位面积上多年平均GPP为314.44 gC·m-2,ET为363.35 mm,多年平均植被WUE为1.15 gC·mm-1H2O·m-2;黑河流域WUE总体呈由南向北递增的空间分布格局,年内呈现单峰型结构,WUE高值区分布在酒泉-临泽东西线上及额济纳斯荒漠河岸林地带,托勒的东南部地区为WUE低值区;黑河流域生态系统WUE具有明显的季节变化规律,表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季的特征,夏季为1.32 gC·mm-1H2O·m-2,冬季为0.75 gC·mm-1H2O·m-2;水分利用效率年均分布与倾向率的增加具有一定的对应关系,莺落峡、民乐一带是WUE的高值区也是整个流域倾向率快速增长区,在WUE稳定性方面,中下游绿洲区变化最为显著,上游高海拔区、中下游戈壁区变化不显著;WUE与年降水量、年平均气温以负相关为主,其中降水是影响植被WUE的主要因素,正相关的区域分布在山丹县、民乐县东部、肃南裕固族自治县南部湖泊区域,而气温只在下游绿洲区呈正相关。  相似文献   

17.
The regional spatial and inter-annual response of the Enhanced Vegetation Index (EVI, as a proxy for aboveground net primary production) to environmental controls was evaluated in drylands of SE Spain. By means of linear mixed-effects models we found that both the spatial patterns and inter-annual trends of the EVI annual mean were explained by climate variability but clearly modulated by lithology and vegetation. Along the spatial gradient, precipitation increased the EVI mean even compensating for the greater evapotranspiration of warmer sites. Limestones, with high available water content, showed the lowest dependence of EVI mean on precipitation. The greater capacity of scrublands to store and use soil moisture was only evident on marls sites. The observed 2001–2010 trends toward less stressful conditions (precipitation rises and temperature declines) led to EVI mean increases. This EVI mean response was steeper in grasslands, with shallow roots, and marls, with low available water content. The study revealed the importance of analyzing the seasonal timing of trends in Mediterranean drylands, where temperature and precipitation are out of phase. The observed earlier rain-arrival after summer drought and cooler early-autumn, caused very strong EVI increases at the beginning of the growing season that may favor the rest of the season.  相似文献   

18.
祁连山中部亚高山草地作物系数估算   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用Lysimeter蒸散仪于2011-2014年对祁连山中部黑河上游天涝池流域亚高山草地实际蒸散量进行观测。用FAO Penman-Monteith模型对草地参考蒸散量进行估算,根据草地植被高度结合气象数据,以估算日尺度作物系数,以估算的作物系数与模拟的参考蒸散量计算草地实际蒸散量,并用观测值进行验证。结果表明:FAO改进后的作物系数计算方法适合该区域草地作物系数的计算;以FAO Penman-Monteith模型估算的日蒸散量为0.50~7.26 mm,生长季日均蒸散量有年际变化,2011年 > 2014年 > 2012年 > 2013年。总体来看,土壤蒸发总量年际变化不大,影响蒸散量年际变化的主要部分是植被的蒸腾。  相似文献   

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