考虑水汽再循环的中国植被变化水文效应研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王祎 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 刘小莽 |
| 关键词 | 植被变化 蒸散发 水汽再循环 降水 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 植被变化对水文过程的影响是当前地球科学的热点问题之一。近几十年来，受气候变化和人类活动的影响，全球植被发生了显著变化。植被变化会改变陆面水热平衡，进而影响陆地水循环过程。由于研究方法和研究尺度的差异，以往研究对“植被变化对地表可利用水量的影响”这一问题存在争议。中国是全球植被变绿最显著的国家之一，科学评估中国植被变化对地表可利用水量的影响，可为我国的生态建设和水资源开发利用提供支撑。 在评估植被变化的水文效应时，一些研究将蒸散发作为水资源的“消耗项”，不考虑蒸散发变化对降水的反馈过程，从而得出植被变绿导致蒸散发增加、地表可利用水量减少的结论。然而，蒸散发的水汽最终会以降水的形式返回地表，作为“供给项”补充地表可利用水量，越来越多的研究表明植被变化引起的降水量变化在水文模拟中不可忽略。基于此，本研究从“消耗项”和“供给项”两个方面探讨中国植被变化对水文过程的影响，论文主要结论如下： （1）基于遥感产品和水文模型，发现1982–2018 年间中国植被显著变绿，蒸散发显著增加，其中2000 年后的增加幅度尤为明显，这与区域植被恢复、土地利用变化及气候因素的协同作用密切相关。设计植被动态变化和植被不变两种实验情景，驱动abcd_PML 水文模型，模拟显示中国植被覆盖的显著增加导致全国范围内的多年平均蒸散发显著增加，其中2000–2018 年植被变化引起蒸散发的变化量（11.10 mm/yr）显著高于1982–1999 年（3.80 mm/yr）。 （2）基于水汽追踪模型量化了中国降水来源空间分布及变化特征。中国外部降水源主要为亚欧大陆和海洋（西太平洋、南海、印度洋），全球陆地蒸散发和海洋蒸发对中国降水的贡献率分别为58.3%和41.7%。其中，中国陆地蒸散发对中国降水的贡献为26.2%。在流域尺度上，从东南到西北，海洋蒸发对流域降水的贡献比例逐渐减少、陆地蒸散发对流域降水的贡献比例增加，其中在东南流域海洋蒸发对降水贡献占比最大，在黄河流域陆地蒸散发对降水贡献占比最大。1982–2018 年间，中国年降水量呈显著增加趋势，植被蒸腾水汽的增加对中国降水量的趋势贡献为43.6%，这可能与中国在全国范围内实施的植树造林工程有关。 （3）基于水汽追踪模型，追踪中国蒸散发水汽在大气中的传输路径，以及蒸散发水汽在哪里、何种程度上以降水的形式返回地表。我国蒸散发水汽的主要去向为东北方向，东至北美洲西海岸、北至俄罗斯，约有47.6%的中国蒸散发会在本地形成降水。进一步量化中国蒸散发变化对降水变化的影响，结果显示1982–2018 年间，植被变化引起的蒸散发增加对中国降水变化具有显著的正向贡献。若考虑水汽再循环过程，约能抵消掉31.6%的植被变化引起的地表可利用水量减少。 （4）聚焦黄土高原地区和长江中上游地区，揭示了植被变化背景下区域降水响应机制的差异性。1982–2018 年中国植被变化导致黄土高原和长江中上游地区的蒸散发显著增加，并对降水产生反馈。中国植被变化导致的黄土高原蒸散发变化（18.40 mm/yr）高于长江中上游地区的蒸散发变化（15.23 mm/yr），然而，中国植被变化导致的长江中上游地区降水变化（6.16 mm/yr）却高于黄土高原的降水变化（3.66 mm/yr）。这主要是因为中国蒸散发水汽在华中地区形成降水最多，因此中国植被变绿引起的蒸散发增加对长江中上游地区的降水补给量更大。这说明植被变化对降水的影响不仅取决于对本地蒸散发的变化幅度，也受区域降水水汽来源结构影响。因此，未来在评估植被变化对区域降水的影响时，不仅要考虑植被变化对本地蒸散发的影响程度，也要充分考虑区域水汽来源结构，计算外部降水源对区域降水可能的影响。 本研究从“消耗项”和“供给项”两个方面探讨中国植被变化对水文过程的综合影响，量化了中国降水的水汽源区及其相对贡献率，揭示了植被变化背景下不同区域降水响应机制的差异性。本研究结果可为我国新一轮生态恢复工程的科学部署提供理论支撑，为我国未来的水资源优化管理策略制定提供决策依据。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 143 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/217307]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王祎. 考虑水汽再循环的中国植被变化水文效应研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。