来源:中国科学院新疆生态与地理研究所 发布时间:2023/1/17 17:07:53
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中科院新疆生地所在内陆河流域天然植被生态需水阈值估算方面取得新进展

 

天然植被的生态需水量是区域水资源配置和生态系统管理的关键问题。尽管许多研究开展了植被生态需水量的评估工作,但目前仍缺乏对干旱内陆河流流域天然植被生态需水量阈值的定量研究。已有的相关研究尚未建立具有明确理论基础的、可用于评估维持植被系统稳定所需的最小和最佳生态需水量的有效方法。

针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所绿洲水土过程与机理研究团队(阿克苏站团队)基于遥感影像数据,估算了塔里木河流域平原地区近22年来天然植被的实际蒸散量。在此基础上,从生态系统恢复力的研究中借鉴了“latitude (LAT)”的概念,提出了内陆干旱地区自然植被的最小和最佳生态需水量计算的新方法。在经典的“杯球”模型中,LAT对应于杯的宽度,也就是说在不超过阈值(系统稳定性阈值)的情况下,系统的状态可以改变多大。在生态需水量阈值的分析中,LAT可以定义为基于自然植被群落类型未改变且生态系统稳定(不超过阈值)的前提下允许的最大供水波动范围,即:由最优和最小生态需水量二者的差异所确定的最大供水波动范围。基于这一理论,本研究提出了一种基于NDVI年数据确定天然植被LAT的算法,之后根据LAT计算ΔET。最终,由ΔET确定了天然植被的最小和最优生态需水量。结果表明,塔里木河流域平原区天然植被的平均最小和最优生态需水量分别为105.45和135.53 mm。林地、高覆盖和低覆盖草地的平均最小生态需水量分别为129.13、284.38和111.40mm,最优生态需水量的平均值分别为152.96、382.05和141.16mm。该方法源于生态系统恢复力的理论框架,具有明确的理论基础,计算过程简单易操作,为定量评估天然植被的生态需水量阈值提供了一种有效的途径。

研究成果以“Evaluation method of ecological water demand threshold of natural vegetation in arid-region inland river basin based on satellite data”为题发表在Ecological Indicators。论文第一(通讯)作者为新疆生地所郝兴明研究员,该研究得到中国科学院西部之光交叉团队项目资助。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X22012845?via%3Dihub

图1 生态需水量阈值计算过程示意图及计算结果

 
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