西北地区植被耗水量的时空变化规律及其对气象干旱的响应
2021-03-30姜田亮粟晓玲郭盛明吴海江
水利学报 2021年2期
姜田亮,粟晓玲,2,郭盛明,吴海江
(1.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100;2.西北农林科技大学 旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西 杨凌 712100)
1 研究背景
中国西北地区可用水资源时空分布差异较大,是世界上生态系统最脆弱的地区之一,对干旱的响应极为敏感[1]。干旱缺水导致天然植被退化、土地荒漠化,生态环境不断恶化。例如21世纪初,祁连山林地面积相比1950年减少近50%[2];新疆塔里木河两岸胡杨林原有53 万hm2;仅剩不到8.48万hm2[3]。1999年开始,国家推行退耕还林工程,西北地区植被覆盖率得到一定程度恢复[4]。然而植被盖度增加带来了耗水量增大等新的生态水文问题,加剧了区域水资源短缺,长期短缺又反过来影响植被生长,产生恶性循环[5]。植被耗水量是植被活动强弱和生物量大小的综合体现,因此,探明西北地区植被耗水量的时空分布特点,解析不同植被耗水量的主要影响因素,分析植被耗水量对气象干旱的响应关系,对西北地区生态建设和可持续发展具有重要意义。
常见的植被耗水量模型包括水平衡、Priestly-Taylor模型、能量平衡法和植物指数-蒸散经验关系模型[6]。植物指数-蒸散经验关系模型中,FAO 推荐的单作物系数法同时考虑了土壤水分、植被类型、气象条件和植被生长阶段[7],应用最为广泛。西北地区地域辽阔,有限的站点数据使该模型难以推广到较大的空间尺度。不同类型植被(林地、草地、耕地)的盖度和结构不同,对耗水量的贡献度不同,例如气象要素和植被盖度对云南植被耗水量的贡献度分别为85.18%和14.82%[8],气象要素和NDVI 对黄土高原耗水量变化的贡献度分别为21.1%和76.1%[9]。……
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