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西北研究院荒漠生态系统生物量与土壤水分动态耦合研究获进展
2017-06-21 | 编辑: | 【  

  土壤水分在调控植被时空分布格局并影响气候-土壤-植被系统的复杂动态过程中起关键作用。准确认识生物量与土壤水分的动态耦合特征,是揭示荒漠生态系统稳定性及可持续性的基础。因此,在未来气候(降水格局)变化情景下,生物量与土壤水分动态的随机耦合关系,是干旱区生态水文学领域的前沿科学问题 

  中国科学院西北生态环境资源研究院()沙坡头沙漠试验研究站王新平研究员及其合作者基于长期观测资料,刻画了研究区随机降水的泊松分布特征,并在综合考虑植物冠层对降水截留、植物根区土壤导水率及持水性能的基础上,确定了耦合土壤水分调节作用的单位生物量增长和损失因子、单位生物量蒸腾耗水等关键参数,界定了生物量、土壤水分的稳态及瞬态变化范围,揭示了生物量-土壤水分动态非线性变化的概率分布规律,构建了耦合土壤水分的生物量动态随机微分方程,预测了降水格局变化情景下生物量和土壤水分的变化趋势。 

  成果评阅人、美国加利福尼亚大学伯克利分校Paolo D’Odorica教授认为,该项工作构建了干旱区生态水文学理论体系的新支柱,是引领生态水文学理论发展的重大范式转变。 

  相关研究成果以“Probabilistic model predicts dynamics of vegetation biomass in a desert ecosystem in NW China”为题发表在美国科学院院刊(第11425E4944-E4950)上。 

    该研究获得国家自然科学基金项目(批准号:4153075041371101)资助。

1 研究区多年平均降水日数(A,湿润季;B,干旱季)及降水日的日平均降水量(C,湿润季;D,干旱季)动态 

2 随时间变化的生物量均值(A)及方差(B)与稳态值比较 

3 降水变化情景下湿润季和干旱季末相对土壤含水量分布 

4 降水变化情景下湿润季末(A)和干旱季(B)生物量分布  

 

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