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Arid
锡林河流域植被生长季蒸散量动态模拟研究
曹聪明
出版年2019
学位类型硕士
学位授予单位内蒙古师范大学
中文摘要蒸散发是SPAC系统水分循环与水量平衡的重要组成部分,决定了土壤和植被中的水分进入大气的主要过程,在区域尺度上估算和动态模拟蒸散量,对于陆地生态系统管理及分析水循环对气候变化的响应都十分重要。内蒙古锡林河流域地处东部半湿润草甸草原区向西北干旱荒漠草原区的过渡带,在我国北方温带草原中具有特殊地位。因此,锡林河流域蒸散量的动态模拟研究,对研究草地生态系统对气候变化的响应、草原退化防治与恢复、牧区水资源利用与管理等方面具有重要的科学意义与应用价值。本文以锡林河流域为研究区,将蒸散观测法和估算法相结合,外业和内业相结合,点和面相结合,研究了锡林河流域植被蒸散状况及时空变化特征。主要结论如下:(1)利用2017年5-9月即植被生长季野外实测数据,参考了FAO Penman-Monteith模型及其他经典模型中的空气动力学等理论,考虑了其中的热量因素和部分因子,加入了水分因素及植被特性因子,建立了适用于研究区的植被群落蒸散模型。模型决定系数R~2为0.7926,F值为305.7,远大于P=0.05显著水平下的临界值2.63;经过数据验证,一致性指数C-index为0.97,均方误差MSE为0.062;与不同P-M作物系数法相比,相对误差最小,平均为14.03%,模拟效果较好,满足精度要求。(2)流域尺度的蒸散估算方法,考虑了影像的空间异质性特征,通过RS和GIS技术平台在像元级别上进行数据运算和处理,动态模拟出研究区2000年-2017年每年7月及枯水年(2007和2017年)、平水年(2011和2014年)、丰水年(2012年)的植被生长季蒸散量。对比2017年实测数据和流域估算方法得到的蒸散量,二者相关性较好,决定系数R~2达到0.71,说明该方法估算蒸散量在研究区具有较好的适用性。(3)2000-2017年7月流域蒸散量年际波动较大,变化趋势与同期降水量基本一致。多年平均蒸散量为83.22 mm,2009年最小,2012年最大。受降水的影响,7月蒸散量呈增多趋势,但趋势不显著(p>0.05)。不同年份4-9月总蒸散量和降水量大小排序基本一致,蒸散量基本符合“丰水年>平水年>枯水年”的特征。枯水年生长季蒸散量曲线变化平缓,丰水年生长季蒸散量变化为明显的钟形曲线,平水年生长季蒸散量曲线变化幅度介于二者之间。(4)流域7月多年平均蒸散量呈由东南向西北递减的条带状分布特征。河流流经形成的低湿地植被、上游草甸草原(贝加尔针茅、羊草)、以及东南、西南部的林地和耕地覆盖地区蒸散量最大,其次为中游典型草原、耕地和建筑用地区域,蒸散量最小的是下游克氏针茅草原、流域西北部盐碱地和裸河床等。7月蒸散量的平均变化速率为-1.61 mm/a,平均变异系数为0.42,流域7月蒸散量变异情况较不稳定。生长季蒸散量空间分布变化与流域植被的物候期基本一致。4月为植被返青期,流域蒸散量整体较少,一般在25 mm以下,空间分异不明显;5月植被迅速生长,流域蒸散量逐渐出现空间差异,大部分区域蒸散量在15~60 mm之间;6-8月植被进入生长旺季,流域蒸散量逐渐形成了上游草甸草原和河流沿岸地区>中游典型草原区>下游克氏针茅草原和裸河床区的空间格局,具体因各年降水分配不同而发生变化;9月蒸散量整体减小,低值区由下游逐渐向中游、上游扩散,空间分布逐渐趋于均一。(5)锡林河流域蒸散量与环境因子的响应关系表明,无论是7月份还是生长季,土壤含水量和植被盖度都显著影响着蒸散量的大小。7月份,流域蒸散量对气温的响应不强烈,对降水量的响应具有空间异质性;而在植被生长季,大部分区域的蒸散量与气温和降水均呈显著正相关。在一定时间尺度内,蒸散量与气温、降水、土壤含水量和植被盖度等都息息相关,不同环境因子通过不同方式,改变土壤及其地面植物的水热状况,进而影响土壤蒸发和植被蒸腾量的大小。
中文关键词蒸散量 ; 模型 ; 时空变化 ; 锡林河流域
语种中文
国家中国
中图法分类号Q948
来源机构内蒙古师范大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/337642
作者单位内蒙古师范大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 曹聪明. 锡林河流域植被生长季蒸散量动态模拟研究[D]. 内蒙古师范大学,2019.
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