水情作用下鄱阳湖湿地典型下垫面水分传输过程及其驱动机制

湿地下垫面与大气界面的水分传输是湿地生态系统中界面水文过程的重要内容，该界面水分传输量在水资源中所占比重很大，对湿地水深、水温、水体盐分、水面面积及淹水历时等都有显著的影响，并在一定程度上控制着湿地生态系统的机能。本项研究围绕鄱阳湖水文情势独特、湿地生态系统关系复杂并对水情扰动非常敏感这一特点，以"地表关键要素监测－界面水汽通量变化特征－界面水分转换与水情动态关系－水分传输驱动机制"为研究主线，在鄱阳湖典型湿地赣江主支口三角洲洲滩湿地内不同高程选择三种有代表性的湿地植被样区，建立观测试验点，通过对湿地水文、土壤、植被等关键要素过程的定位观测，结合试验池控制试验与模型模拟的方法，定量研究各界面水汽通量变化的季节特征与主控因素，并从界面角度阐明在水文情势作用下水分在土壤-植被-大气之间的转换关系与传输过程，揭示水文情势作用下多重影响因素综合作用对水分传输过程的驱动机制。

本项研究以鄱阳湖湿地生态水文关键过程为目标，在鄱阳湖典型洲滩湿地建立了生态水文过程监测系统，获取了典型湿地断面的气象要素、土壤要素、地表地下水要素及植被要素等关键数据，开展了不同植被覆被及不同雨强下的降雨产汇流实验，模拟研究了典型湿地水汽通量变化的季节特征和影响因素，并对不同模拟方法进行了对比，同时，还分析了影响蒸散发过程的植被冠层LAI的时空变化特征及其对流域降水、气温的响应关系，并结合地面站点观测数据，对TRMM降水数据的精度进行了对比评估。得到以下主要结论：（1）净辐射在6-8月最大，其波动幅度也大；潜热的变化过程和净辐射基本一致，在3-9月小于净辐射，而在10月-翌年2月大于净辐射；土壤在3-9月主要吸收太阳辐射，而在10月-翌年2月则主要释放能量；显热通量所占比重很小，其在年内的变化不明显。（2）基于Penman-Monteith公式的双源蒸散发模型模拟的植被截留蒸发量最小，而植被蒸腾量最大；在植被生长季(3-10月)，植被蒸腾量大于土壤蒸发量，而在其他时间段，则小于土壤蒸发量；同时，基于Bowen Ratio公式模拟的总蒸散发量与双源模型模拟结果基本接近。（3）植被截留蒸发量与植被的生长状况以及降水量有直接关系，而植被蒸腾主要受气温和植被生长状况影响，土壤蒸发主要随土壤温度和土壤热通量变化，同时发现，汛后地下水位下降，对植被蒸腾与土壤蒸发未产生明显的影响。（4）各植被覆盖类型月LAI与前2月和前3月降水相关性较明显，同时与前1月平均气温的相关性也较强，而年平均LAI与5~7月降水相关性相对较高，与4~6月气温的相关性也相比其他几个时段要显著一些。（5）TRMM降水数据较站点数据普遍偏小，其对大雨强降雨的探测能力不足，但揭示的降水年内变化及空间分布特征与站点观测结果相似，月尺度的TRMM降水数据与站点观测数据具有很高的相关性，但在修水与饶河子流域偏差较大。这一研究成果在揭示季节性湖泊湿地生态水文过程、生态需水量核算等方面具有重要的科学意义，项目搭建的鄱阳湖典型湿地野外水文、生态立体化监测系统，也可为鄱阳湖湿地生态水文相关研究提供数据支撑。