生态系统水分利用效率研究进展

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1、第29卷第3期生态学报Vol.29,No.32009年3月ACTAECOLOGICASINICAMar.,2009生态系统水分利用效率研究进展1,21,311,2胡中民,于贵瑞,王秋凤,赵风华(1.生态系统网络观测与模拟重点实验室,中国生态系统研究网络综合研究中心,中国科学院地理科学与资源研究所,北京1001012.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:水分利用效率(WUE)是反映生态系统水碳循环相互关系的重要指标,开展生态系统水平WUE的时空变异性的研究有助于预测气候变化对生态系统水碳过程的影响。目前不同研究常

2、常基于不同的算法估算生态系统WUE,一方面不同算法因包含了不同复杂程度的水过程而有着不同的内涵,另一方面各种算法又因包含了相同的核心过程而有着密切的联系。长期以来人们通过传统的生物量动态调查和生态系统水文过程的测定来估算生态系统的WUE,但该方法大大限制了在短时间尺度上对生态系统WUE进行分析,近年来发展起来的以涡度相关为代表的新技术的应用使得研究生态系统WUE在多个时空尺度上的变异特征取得了突破性的进展。生态系统WUE的主要影响因子与叶片尺度相似,主要有空气饱和水气压差(VPD)、土壤水分、大气CO2浓度、Ci/Ca

3、等,另外,生态系统水分平衡特征也有着重要影响。比较分析表明,森林与草地生态系统WUE的日变化和季节变化存在显著的差异,同时森林和农田生态系统的WUE整体高于草地、荒漠和冻原。当前生态系统WUE的研究尚处于初始阶段,许多工作仍需深入开展,其中,多时间尺度以及生态系统间WUE的时空变异特征及机理的对比研究可能是未来工作的热点。关键词:生态系统;水分利用效率;涡度相关;生产力;蒸散;土壤蒸发文章编号:100020933(2009)0321498210中图分类号:Q143文献标识码:AEcosystemlevelwaterus

4、eefficiency:Areview1,21,311,2HUZhong2Min,YUGui2Rui,WANGQiu2Feng,ZHAOFeng2Hua1ChineseEcosystemResearchNetworkSynthesisResearchCenter,KeyLaboratoryofEcosystemNetworkObservationandModeling,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSci

5、ences,Beijing100101,China2GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,ChinaActaEcologicaSinica,2009,29(3):1498～1507.Abstract:Wateruseefficiency(WUE)isaveryimportantindexforunderstandingtherelationshipbetweenecosystemcarbonandwatercycles.Studiesont

6、hespatiotemporalvariationsinWUEattheecosystemlevelareessentialforeffectivelypredictingtheimpactofglobalclimatechangeonecosystemfunctions.Atpresent,severalalgorithmsareusedforcalculatingecosystemWUE.Ontheonehand,thedifferentalgorithmsresultindifferencesinthemeani

7、ngsforthedifferentcomplexityofwaterprocessesinvolved,andontheotherhand,theyarecloselyassociatedwitheachotherforthesimilarkeyprocessesinvolved.ThetraditionaltechniquesforestimatingecosystemWUEarebasedonthemeasurementsofvegetationbiomassandsoilhydrologicalparamete

8、rs,buttheseapproacheshavelimitationwithestimatingecosystemWUEatfinertimescales.Somenewmethodsdevelopedinthepastyears,especiallytheeddycovariancetechniquearethelandmar