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引用本文
DOI：10.16742/j.zgcdxb.20240052
张桂馨，王怡璇，段利民，等. 草原内陆河流域梯级生态带蒸散发及影响因子研究[J].中国草地学报,2024,46(11):48-57.
ZHANG Guixin，WANG Yixuan，DUAN Limin，et al.Evapotranspiration and its influencing factors of cascade ecological zones in inland river basin of grassland[J].Chinese Journal of Grassland,2024,46(11):48-57.
草原内陆河流域梯级生态带蒸散发及影响因子研究
张桂馨1，王怡璇1,2,3,*，段利民1,2,3，褚少杰1，孙金1，张波1，刘廷玺1,2,3,*
1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院；2. 内蒙古自治区生态水文与水资源高效利用重点实验室；3. 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理协同创新中心
摘要 & 关键词
蒸散发是全球水-碳-能量耦合循环的纽带，是量化水文循环的关键过程。然而，由于蒸散发的时空变化复杂、影响因素众多且实地观测有限，导致针对不同景观群落蒸散发研究存在较多不确定性。本文基于FAO Penman-Monteith模型估算了2021年和2022年草原内陆河流域典型梯级生态带上4种代表性景观群落的蒸散发，探讨了生态带蒸散发动态变化及其主要影响因子。结果表明，生态带蒸散发变化年内呈季节性，干湿年间差异显著。随高程的降低，景观由荒漠沙丘、山坡草地逐渐向河谷湿地、河流漫滩转变，伴随着蒸散发由减到增的变化特征，具体为：河谷湿地苔草群落（HG）＞河流漫滩芨芨草群落（HM）＞山坡草地针茅群落（SD）＞荒漠沙丘灌木群落（SQ）。HM、SD、SQ群落蒸散发的主要影响因子为降水，其次为辐射和气温；HG群落受地下水补给，主要影响因子为土壤水分，其次是辐射和气温。
典型草原景观群落；蒸散发；降水；FAO Penman-Monteith
生态调查相关图片（图片由作者提供）
站点设备（图片由作者提供）
蒸散发（ET）是大气-植被-土壤系统中水分循环和能量传输的关键环节，与干旱、热浪等极端水文气象事件密切相关。他是陆地生态系统水分流失的主要原因，陆地降水中，有64%的总降水通过蒸发和蒸腾作用返回至大气中，在干旱和半干旱地区，蒸散发的比例可达降水的90%以上。干旱、半干旱区的草原内陆河流域是重要的生态屏障，其蒸散发对区域气候调节和水文循环具有重要作用。由于身居内陆，得不到充足的水汽补给，加之不合理人类活动的双重影响，极端水文事件频发、洪水陡涨陡落且河道泥沙增多、径流调节能力降低、河岸带崩塌且河流改道频繁等现象持续增多，进而导致草原内陆河流域水文功能整体退化。因此，对草原内陆河流域实际蒸散发进行研究具有重要科学价值和意义。
为科学认识和准确解析气候变化下草原内陆河流域的蒸散发及其影响因子，本文以典型草原内陆河流域，锡林河流域为研究区域，从景观群落尺度出发，估算梯级生态带上4种景观群落的蒸散发量，并利用涡度相关数据进行验证，探究梯级生态带蒸散发动态变化特征及主要影响因子。以期为草原内陆河流域模拟水文通量与水资源精细化管理提供参考。
01 材料与方法
1.1 研究区自然概况
根据植被的生长状况，在研究区均匀布设样方调查点。自2018年起，每年生长季（5月~10月）每隔15d进行一次野外生态调查。调查内容包括植被种类、优势种、数量、盖度、生物量和土壤理化性质。梯级生态带4种景观群落中，分别安装一个自动气象站进行24h自动采集，包括监测2m处的空气温度（Ta）、湿度（RH）、降水（P）、净辐射（Rn）；通过埋在土壤中的探头（Hydra Probe Ⅱ，Stevens，USA）监测土壤温度（Ts）、土壤水分（SWC）。
通过FAO Penman-Monteith公式计算不同景观群落的实际蒸散发，并利用涡度相关观测的数据进行验证。验证后的数据进行主成分分析，通过计算特征值，主要成分贡献率和累积方差贡献率数据，识别蒸散发的关键驱动因子。
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02 结果与分析
2.1 蒸散发估算结果验证
本研究所选生态带在气象和土壤方面的水热状态均呈梯级分布特征（图2），表现为中部河谷湿地苔草群落“湿冷”，北部荒漠沙丘灌木群落和南部山坡草地针茅群落“干热”。相应地，河谷湿地苔草群落的土壤营养以及植被生态长势均优于其余3种景观群落。因此，蒸散发也呈梯级变动，大体上为靠近河道的中部高，南北两端低；具体表现为河谷湿地苔草群落高于草地景观群落（包括河流漫滩芨芨草群落和山坡草地针茅群落）高于荒漠沙丘灌木群落。
2.3 梯级生态带蒸散发影响因素分析
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03 结论
制作：胡晓然
校对：陶彦彤
审核：胡卉芳
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