气候和土地利用变化对中国陆地生态系统蒸散影响研究

Investigating the influences of changes in climate and land use/cover on terrestrial evapotranspiration (ET) is one of the key topics in the field of global change research. In this study, a theoretically robust ET model, Shuttleworth-Wallace model, will be used and improved to simulate ET in ecosystems in China. Three key modules of the model will be updated to simulate the components of ET in different ecosystem types. Long-term in-situ observations of ET at ChinaFlux sites will be used to test the model performance. Further, taking the remote sensing data and climatic data in 198-2015 as model driving variables, regional ET (and it components) of the terrestrial ecosystems in China will be simulated. The ET magnitude, spatial pattern and controlling factors will be investigated. Based on time-series analysis, the effects of changes in climate and land use/cover on ET variations in 1981-2015 will be qualified. The results of this study will provide helpful knowledge on how climate change and human activities on regional hydrological cycles in China.

揭示气候和土地利用变化对区域陆地生态系统蒸散的影响是全球变化研究领域的重要主题。本研究以双源蒸散模型（Shuttleworth-Wallace模型）为基础，通过对该模型进一步完善，实现中国区域不同陆地生态系统(森林、草地和农田)蒸散的模拟与拆分，并以中国通量网在多个研究站点的长期定位监测数据对模拟效果进行验证。在此基础上，以长期连续的遥感与气候观测数据（1981-2015）为模型输入变量，实现中国区域陆地生态系统蒸散的模拟与拆分，揭示中国区域陆地生态系统蒸散的大小、空间格局与控制机制，另外，进一步通过对中国陆地生态系统蒸散1981-2015期间的变化趋势分析，阐明气候和土地利用变化对中国区域陆地生态系统蒸散的影响。研究结果将为深入认识气候变化与人类活动对中国区域水循环过程的影响提供重要科学依据。

模拟区域尺度陆地生态系统蒸散及其组分的大小，在此基础上揭示气候和土地利用变化对区域陆地生态系统蒸散的影响是全球变化研究领域的重要主题。本研究以Shuttleworth-Wallace双源蒸散模型为基础，在植被总初级生产力、冠层蒸发、土壤含水量、参数化等环节对模型进行了改进。基于全球通量网和中国通量网在170余个站点的长期定位监测数据，对模拟效果进行了验证，对改进后模型的模拟效果进行了评估，量化了模型的参数敏感性与不确定性。依托中国区域内分布的750个气象站点，通过空间插补完成了1980-2010期间中国区域降水、气温、风速、相对湿度、太阳辐射等气候产品作为模型的驱动数据，结合遥感植被指数数据，进而生成了中国区域1980-2010陆地生态系统蒸散、生产力、蒸发蒸散比及水分利用效率数据集，在此基础上明确了中国区域陆地生态系统蒸散的空间格局，解析了气候与土地利用变化对青藏高原与中国北方草地系统蒸散的影响。