孙 红,方国飞,阮琳琳,李斯楠,张 丽

1 国家林业和草原局森林和草原病虫害防治总站(国家林草局林草防治总站), 沈阳 110034 2 林草有害生物监测预警国家林业和草原局重点实验室, 沈阳 110034 3 中国科学院空天信息创新研究院 数字地球重点实验室, 北京 100094 4 中国科学院大学 资源与环境学院, 北京 100094 5.中铁第五勘察设计院集团有限公司, 北京 102600

碳循环与水循环之间具有极强的耦合性[1],是陆地生态系统物质循环与能量交换的重要过程[2]。碳水循环对区域水资源管理、生态系统调节及可持续发展具有重要指导价值,尤其是在生态系统脆弱[3]、水资源短缺的半干旱区[4]。人类活动与气候变化使得碳水循环格局发生改变[5],不同尺度的碳水通量时空变化及其驱动因素受到广泛关注[6]。而半干旱生态系统是全球碳汇年际和趋势变化的主导驱动因素与异常来源[7—8],其植被生产力受表层土壤湿度控制的影响也更为明显[9]。因此,研究半干旱区陆地生态系统碳水通量时空变化格局及其对气候因子的响应对区域资源管理与可持续发展、全球气候变化等领域具有重要意义。

植被总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)、蒸散发(Evapotranspiration,ET)和水分利用效率(Water use efficiency, WUE)是研究陆地生态系统碳循环[10]、水循环[11]以及碳水循环耦合程度的常用指标[12]。其中,宏观尺度的WUE通常定义为GPP和ET的比值,表示生态系统耗费每单位质量水所固定的碳量或生产的干物质[13]。WUE是了解生态系统生产力对外部环境响应的关键变量,其对温度、降水和辐射的响应都存在临界值[14],并且受土壤湿度控制[15],对LAI呈现积极响应[16]。……