黃土丘陵溝壑區(qū)植物蒸騰和植被蒸散估算尺度轉換模型研究.pdf

1、內蒙古大學博士學位論文黃土丘陵溝壑區(qū)植物蒸騰和植被蒸散估算尺度轉換模型研究姓名：于紅博申請學位級別：博士專業(yè)：生態(tài)學指導教師：楊劼20090330建立了與太陽總輻射、空氣溫度、空氣相對濕度等氣象因子和葉氣孔導度、群落蓋度、群落葉面積指數(shù)等生物因子相關的群落蒸散模型，草本群落和灌木群落的模型擬和度分別為09145和09449。用土壤含水量對廣泛使用的PenmanMonteith蒸散公式中的土壤蒸發(fā)項進行了修正，草本群落和灌木群落的模型擬和

2、度分別為09254和08563。敏感性分析表明，當參數(shù)值變動20％時，模擬結果的變化范圍均在13％以內，因此該模型模擬結果比較穩(wěn)定，對任一參數(shù)變化的反應比較平穩(wěn)?；趥€體蒸騰模型的群落蒸散模型在有葉氣孔導度值，或有個體蒸騰量而沒有葉氣孔導度值的情況下均可使用；與葉氣孔導度相關的群落蒸散模型必須在有葉氣孔導度的情況下使用，精度較高；與PenmanMonteith蒸散公式相比，本研究所建兩個群落蒸散模型所含參量較少，實現(xiàn)了模型的簡單化，應用

3、性較高。3景觀尺度：基于群落蒸散模型，在考慮生物因子的前提下，提出估算景觀尺度蒸散的方法。同時基于目前的研究現(xiàn)狀，運用遙感方法對景觀尺度的蒸散量進行估算，以與尺度轉換方法進行對比。1)以群落蒸散模型為基礎，考慮其中參量的空間變化，通過坡度坡向圖、植被蓋度圖和植被分布圖來體現(xiàn)景觀異質性，以GIS為平臺，在每個柵格上運行群落蒸散模型，即可估算景觀尺度蒸散量。用該方法對2003年研究區(qū)蒸散量進行估算，經(jīng)過驗證，平均相對誤差為1495％，在誤差

4、允許范圍之內，該方法可用于估算景觀尺度蒸散量，由此實現(xiàn)了從群落到景觀的尺度轉換。2)運用遙感方法，通過1996年、2003年和2007年Landsat5TM影像數(shù)據(jù)，結合同期氣象資料，對研究區(qū)地表特征參數(shù)和地表能量平衡各分量進行了估算，反演出該流域瞬時蒸散量，經(jīng)過時間尺度轉換，得到流域日蒸散量，結果表明反演的日蒸散量與實際地表狀況吻合，能很好地反映研究區(qū)地表實際情況。利用廣泛使用的FAO推薦的方法對1996年和2007年反演的結果進行檢

5、驗，平均相對誤差為1287％；用實測數(shù)據(jù)對2003年反演的結果進行檢驗，平均相對誤差為1747％，均在誤差允許范圍之內，具有較好的實用性。特別是在估算日蒸散時，將水體單獨提取出，應用Penman模型求取水體蒸發(fā)量，再整合到流域日蒸散量中，提高了精度。對以上估算研究區(qū)蒸散的3景影像進行了對比分析，從1996年到2007年11年以來，減小的植被蓋度與增加的植被蓋度區(qū)域面積之比為1011，基本不變；整個流域平均植被蓋度呈下降趨勢，由1996年