史文嬌、陶福祿等在全球森林生態系統蓄水能力及其影響因素方面獲新進展
森林生態系統蓄水能力是指森林冠層、凋落物層和土壤層能夠截留和儲存的水量,占陸地水循環的25%以上。然而,森林生態系統不同層次的蓄水格局及其驅動因素尚未在全球尺度得到清晰刻畫。
近期,史文嬌、陶福祿等提取了全球相關文獻中森林各層蓄水能力的實驗觀測和測定數據,量化了全球森林生態系統林冠層、凋落物層和土壤層的蓄水量,揭示了單因素和多因素對森林整體和每個蓄水層的影響程度。
研究表明,全球森林蓄水能力格局表現為由低緯向高緯遞減、由沿海向內陸遞減以及由山區向平原遞減趨勢。在自然驅動因素中,地形因素、氣候因素、森林屬性、凋落物特征和土壤物理性質共同解釋了森林蓄水能力89%的差異;其中,氣候因素對森林蓄水能力的影響最大,且表現為正影響。不同森林類型中,降水量、樹高和毛管孔隙度等因素與蓄水能力之間均呈正向關系,而蒸散量對蓄水能力具有負向作用。對于森林不同蓄水層,林冠層蓄水能力受降水和植被覆蓋的正影響較大;凋落物層蓄水能力主要受溫度的負影響;土壤層蓄水能力主要由土層厚度、非毛管孔隙度及毛管孔隙度等決定。
研究可為全球尺度的水文模型校準和修正提供基礎數據,也可為劃定全球水分調節功能區提供了科學依據。
相關研究成果發表在地學一區Top期刊《Geophysical Research Letters》,論文通訊作者為史文嬌研究員和陶福祿研究員,傅伯杰院士作為文章的共同作者之一,第一作者為客座研究生劉業軒。論文信息如下:
Liu, Y., Shi, W.*, Tao, F.*, Shi, X., Fu, B. (2023). A global synthesis of multi-factors affecting water storage capacity in forest canopy, litter and soil layers. Geophysical Research Letters, 50: e2022GL099888. (DOI: 10.1029/2022GL099888)
論文鏈接:https://doi.org/10.1029/2022GL099888
相關數據“全球森林生態系統蓄水能力及其影響因素文獻數據集(1964-2017) ”已在國家青藏高原科學數據中心作為科研論文數據倉儲共享發布( https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/d597728f-0a04-4052-9ba9-f63357a881f6),用戶可開放獲取。
數據集相關信息:史文嬌, 劉業軒, 陶福祿, 傅伯杰. (2022). 全球森林生態系統蓄水能力及其影響因素文獻數據集(1964-2017). 國家青藏高原科學數據中心, DOI:10.11888/Terre.tpdc.272221. CSTR:18406.11.Terre.tpdc.272221.
[Shi, W., Liu, Y., Tao, F., Fu, B. (2022). A literature dataset of global forest ecosystem water storage capacity and its influencing factors (1964-2017). National Tibetan Plateau/Third Pole Environment Data Center, DOI:10.11888/Terre.tpdc.272221. CSTR:18406.11.Terre.tpdc.272221.]
該團隊其他相關論文包括:
Wu X, Shi WJ*, Guo B, Tao FL*. Large spatial variations in the distributions of and factors affecting forest water retention capacity in China. Ecological Indicators, 2020, 113, 106152
Wu X, Shi WJ*, Tao FL*. Estimations of forest water retention across China from an observation site-scale to a national-scale. Ecological Indicators, 2021, 132, 108274
Shi XL, Du CL, Guo XD, Shi WJ*. Heterogeneity of water-retention capacity of forest and its influencing factors based on meta-analysis in the Beijing-Tianjin-Hebei region. Journal of Geographical Sciences, 2021, 31(1), 69-90
劉業軒, 石曉麗, 史文嬌*. 福建省森林生態系統水源涵養服務評估:InVEST模型與meta分析對比. 生態學報. 2021, 41(4): 1349-1361
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