基于Biome BGC模型的黃土丘陵區典型林地水分利用效率研究

吳冠宇

(陜西省水利水電工程咨詢中心，陜西 西安 710000)

0 引言

黃土丘陵區自1999年開始實施退耕還林還草至今，植被覆蓋率年均提高近1.2%，表現出顯著的植被恢復與水土保持效應[1]。但黃土丘陵區作為半干旱地區，加之地下水資源不足，這與大面積人工造林大量耗水產生出越來越明顯的供需矛盾。因此，掌握人工林系統水分利用特征及其影響因素對于指導區域人工林高效水分利用配置以及可持續發展具有重要的科學和實踐意義。

林地水分利用效率(Water use efficiency, WUE)實際指林地每消耗單位質量的水所固定的干物質的量，它是表示碳水耦合關系的重要指標[2]。在林地生態系統的尺度上，亦可以直接測量林地系統與大氣之間碳和水交換來確定林地系統水分利用效率，既通過總初級生產力(GPP)和蒸散發(Tr)的比值來確定。但這些測量不能直接量化植物碳同化和蒸騰以及土壤的蒸散作用[3，4]，也不能判斷環境條件的影響。生物地理Biome-BGC模型則可以根據區域環境因素包括降水量、氣溫、地理位置以及土壤質地、林地特性指標等為基礎綜合模擬林地GPP和Tr，并可以預測氣候變化對林地系統水分利用的影響[5]。如有研究指出葉片、細根和枯落物碳氮比等參數對Biome-BGC模型模擬碳水通量的敏感性較強[6，7]。也有研究得出不同植被類型在氣候變化下，因其生理生態特征不同，WUE也會隨時間產生差異變化[8]。近些年，國內外學者基于Biome-BGC模型對不同植被類型林地水分利用效率的差異[9]，林地水分利用效率的時空特征[10]，以及林地WUE與氣候的關系[11]的研究有較的多關注。……