塔河森林生态系统蒸散发定量估算研究

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1、万方数据UniversityCode：10225RegisterCode：S14806DissertationfortheDegreeofMasterEvapotranspirationquantitativeestimationresearchofTaheforestecosystemCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Dateof0ralExamination：University：QUDIFanWenyiMasterDegreeForestmanagementJune，201

2、4NortheastForestry万方数据摘要J㈣剃森林是人类赖以生存和发展的基础，具有吸收二氧化碳、涵养水源、调节气候、防风固沙、保护生物多样性等多种生态功能，是陆地生态系统的主体。近年来，随着全球温室效应等问题的日益严重，森林的固碳能力愈发受到研究者们的重视。森林生态系统碳循环研究成为重要的研究领域。在全球变化和碳循环的影响过程中，研究者意识到水循环和碳循环相互影响耦合，应该同时建模。众多的研究指出大气降水是陆地获得水分的唯一途径，其大部分经蒸散发返回到大气中，因此，蒸散发在水循环中占有重要地位。蒸散发是农业、气象、水文科学研究的重要参数，是全球水文循

3、环过程的重要组成部分。传统的蒸散发估算方法多是基于气象观测站点的单点计算，但该方法无法满足大面积区域蒸散发的获取需要。分布式水文模型由于能够考虑水文参数和过程的空间异质性，所揭示的水文循环物理过程更接近客观实际，更能真实地模拟水文循环过程，且其更容易与遥感和地理信息系统技术相结合，可以综合各学科优点，利于大尺度区域研究，因而成为当前水循环研究的重点。为更好的进行碳循环模拟研究，实现森林生态系统高效的服务与功能利用，本文利用改进的DHSVM分布式水文模型，采用Penman—Monteith公式进行蒸散发计算，利用光学遥感TM数据反演叶面积指数等地表数据，由数字

4、高程模型求得坡度、坡向等地形指数因子，定量估算塔河地区2007年逐日蒸散发。应用BP神经网络建立逐日蒸散发量与逐日径流出口流量的关系，并建立研究区水量平衡方程，共同检验研究结果准确性。以下为本文研究获得的主要结论：(1)2007年塔河地区全年总降雨量365．90mm，全年蒸散发量为234．Olmm，蒸散发量与降雨量之比(ET／P)为0．64。(2)蒸散发与季节有明显的相关性。夏季蒸散发值最高，口平均蒸散发值1．56mm，秋季、春季日均蒸散发依次为0．30mm、0，29mm，冬季蒸散发值最低。(3)蒸散发与地表覆盖类型有明显的相关性。研究区内，阔叶林蒸散发能力

5、强于针阔混交林，其次为针叶林。(4)蒸散发受气象因素影响较大，其中降雨和辐射对蒸散发的影响作用最大。(5)通过应用BP神经网络及建立研究区水量平衡方程，共同验证模型在研究区的适应性。其中BP神经网络的仿真结果准确度达到85％以上，研究区水量平衡方程的误差仅为1．02％，证明了模型估算结果的准确性。(6)模型蒸散发估算结果有较高的准确性，说明了改进的DHSVM分布式水文模型对研究区森林生态系统的水文循环过程有较好的模拟效果，可以应用于本研究区。关键词蒸散发：分布式水文模型；Penman—Montejth公式；BP神经网络；水量平衡方程万方数据AbSlraetA

6、bstractForestsarethefoundationofhumansurvivalanddevelopment，anditplaysavitalroleinglobalecologicalenvironment．Ithasvarietyofecologicalfunctionssuch0．Sabsorbingcarbondioxide，preservingwater,adjustingclimates，breakingwindandfixingthesand，conservingbiologicaldiversity,etc．，itisthemain

7、bodyofterrestrialecosystem．Inrecentyears，withtheincreasingseriousnessoftheproblemsuchasglobalwarming，carbonsequestrationabilityofforesthasattractedtheattentionofresearchers．Carboncycleresearchofforestecosystemhasbecomeanimportantresearcharea．Intheprocessofinfluencebetweenglobalchan

8、geandcarboncycle，researche