植被恢复对黄土高原局地降水的反馈效应研究

自开展大规模植被恢复以来,黄土高原大量坡耕地被转化为草地和林地,其植被覆盖状况得到了显著改善.然而,大规模植被恢复通过改变下垫面性质导致大气与地表间的能量和水分循环过程发生变化,进而对区域气候和局地降水产生反馈.如何定量评估该反馈效应是水文气象学领域亟需解决的重要科学问题.本研究通过构建考虑植被动态变化的陆气双向耦合模式,分析黄土高原不同土地利用类型和地表参数的时空变化趋势,在考虑植被恢复对流域水热循环和陆气交互作用影响的基础上,定量评估植被建设对黄土高原局地降水的反馈效应,并阐明其作用机理.通过设立考虑植被恢复的真实情景和不考虑植被恢复的假设情景两组模拟试验,对比分析植被建设对局地降水过程的净影响.结果表明,植被恢复对黄土高原局地降水量的增加具有积极效应.观测数据显示,2000~2015年黄土高原降水量以7.84mm a^(-2)的速率显著增加,模拟结果显示大规模植被恢复对研究区降水量增加速率的贡献约为37.4%,而外部水汽环流变化对研究区降水量增加速率的贡献约占62.6%.考虑植被恢复情景比不考虑植被恢复情景下的黄土高原年均降水量高12.4%.上述研究结果对黄土高原生态保护和高质量发展,以及植被建设的可持续性管理具有重要的理论与现实意义.