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蒸散发是水循环的重要环节,是联系土壤-植被-大气相互作用的关键要素。羌塘高原广泛分布高寒草原,然因该区气象站点稀少,目前对该生态系统蒸散发及其与地表植被之间的关系的研究尚欠缺。 本研究基于羌塘高原腹地高寒草原地区的波文比能量平衡系统计算实际蒸散发,探讨羌塘高寒草原蒸散发变化特征及其主要影响因子,揭示高寒生态环境脆弱地区的植被变化对区域蒸散发的影响;应用水热耦合(SHAW)模型模拟蒸散发过程,并分离土壤蒸发与植被蒸腾,探讨羌塘高寒草原植被蒸腾对蒸散发的贡献;利用叶面积指数(LAI)作为植被变化指标进行敏感性试验,探讨蒸散发对植被变化的响应。 论文取得的主要成果如下: (1)基于自动气象站定位观测的辐射通量资料和微气象梯度资料,应用波文比能量平衡法计算2011年10月-2014年10月的实际蒸散发,并运用涡动相关系统观测的潜热通量对波文比能量平衡法计算的潜热通量进行精度评估,结果表明波文比能量法计算蒸散发结果可信。结果显示:羌塘高寒草原的年蒸散发量约为334 mm,日蒸散发量在0.01~4.1 mm之间波动,平均值为0.9 mm;蒸散发呈现明显的季节变化规律,6-9月蒸散发强烈,7月蒸散发量最大,达80 mm。运用相关分析与多元回归分析探索了影响该地蒸散发季节变化的主要环境因子,为实际水汽压、气温、太阳辐射与气压。 (2)水热耦合(SHAW)模型在羌塘高寒草原地区应用良好(模拟时段为2013年9月15日-2014年10月10日)。使用模型效率、标准差和平均偏差三个统计指标以及相关分析对模型模拟精度进行了评估, SHAW模型对地表能量平衡、土壤温度模拟效果较好,土壤温度模拟的模型效率达0.95。模拟的蒸散发虽然低于波文比能量平衡法计算的蒸散发,但二者具有很好的相关性(R2=0.7413),同时土壤蒸发与可用土壤水分(ESW)也呈现很好的正相关,植被蒸腾与土壤蒸发得到较好的分离,结果显示:羌塘高寒草原植被蒸腾占蒸散发的23%,对蒸散发的贡献十分可观,地表植被也是影响羌塘高寒草原蒸散发的重要因子。 (3)基于实测叶面积指数(LAI)、生物量的季节变化,分析了羌塘高寒草原蒸散发对植被季节变化的响应:植被蒸腾所占比例随着植物生长,先增加后减少,在LAI峰值时达最大值。通过SHAW模型敏感性试验探讨了蒸散发对LAI变化的响应:蒸散发、植被蒸腾对LAI变化成正反馈响应,即LAI增大,蒸散发与蒸腾明显增大,其中蒸腾响应更为显著;土壤蒸发、土壤含水量对LAI变化成微弱负反馈响应;地表蒸散发对LAI减小的响应更显著。表明羌塘高寒草原植被的退化会在更大程度上影响蒸散发,植被状况变好会在一定程度上增大蒸散发。