贵州省饱和水汽压差时空变化特征与影响因素

饱和水汽压差(VPD)是表示区域大气干燥程度的重要指标,分析贵州省VPD时空变化特征及其影响机制对明晰气候变化规律和农业生产具有重要意义。研究基于中国气象局提供的CN05.1格点化观测数据集,量化并分析了1961—2022年贵州省喀斯特区域和非喀斯特区域VPD及其时空变化特征,采用多元线性回归方法识别了影响VPD变化的主要气象要素并分析了基于VPD的干旱危险性。结果发现:贵州省年际和季节尺度VPD存在显著的升高趋势,其中喀斯特区域和非喀斯特区域春季和夏季VPD空间分布和变化趋势均呈现相反的格局;以VPD为指标的贵州省干旱危险性显著升高,非喀斯特区域速率更快;气温和相对湿度是贵州省年际和季节尺度上VPD变化的主导气象要素,不同区域年和季节尺度上不同气象要素的贡献率稍有差异。

全球旱地饱和水汽压差和根区土壤水分变化对植被生产力的影响及其成因

旱地约占全球陆地面积的40%,而水分是旱地植被生长的一大限制要素。尽管土壤水分与饱和水汽压差对植被生长的重要性已经得到了广泛证实,然而目前二者对植被生产力影响的空间异质性及其形成因素仍未得到深入研究,这对研究旱地生态系统对气候变化的响应带来了挑战。为了填补这一认知空白,研究收集了多源气象、根区土壤含水率和总初级生产力产品,基于随机森林算法量化了植被总初级生产力对根区土壤含水率和饱和水汽压差的敏感性,结合土地覆盖数据和分档平均方法分析了敏感性空间异质性的形成机制。结果表明:全球旱地饱和水汽压差与植被生产力总体呈显著上升趋势;根区土壤水分对植被生长的影响以正效应主导,饱和水汽压差对植被生长的影响以负效应主导;相较于森林和灌木,饱和水汽压差对植被生长的负效应及根区土壤含水率对植被生长的正效应在农田、草地和苔原及半干旱区更为强烈;植被生产力对饱和水汽压差和根区土壤水分的敏感性在数量上总体呈显著的线性负相关性。综上,植被种类和气候条件是导致全球旱地植被生产力对土壤水分和饱和水汽压差敏感性空间异质性的重要因素。

1981—2023年雅鲁藏布江流域大气饱和水汽压差变化及影响因素

饱和水汽压差(vapor pressure deficit,VPD)可反映大气对水分的需求,厘清VPD时空变化特征有助于了解区域大气干湿程度对气候变化的响应。基于近43年(1981—2023年)雅鲁藏布江流域(简称雅江流域)34个气象站点逐月日照时数、平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量(P_(r))、相对湿度、水汽压和平均风速等资料,采用线性倾向估计、R/S分析、Mann-Kendall法、Morlet小波分析和逐步回归等方法,分析近43年雅江流域VPD时空变化特征及影响因子。结果表明:(1)雅江流域年、季VPD总体上呈东西部低、中部高分布特征;月际变化呈双峰型,第1、2峰值分别在6、10月,1月最小;VPD夏季最大,春季次之,冬季最小。(2)年VPD以0.030 kPa/(10 a)的速率显著增加,主要表现在夏秋季,尤其近23年(2001—2023年)增速明显。年、季VPD在21世纪前10年中后期发生了突变,且未来持续增大的可能性很高。20世纪80和90年代年、季VPD均偏低,以90年代最明显;21世纪前10年因夏、冬两季VPD偏高,年VPD偏高;21世纪10年代年、季VPD均偏高,主要表现在夏、秋两季。VPD在春、夏、秋3季都存在3~4 a显著周期,冬季有2~3 a周期,年VPD无显著周期。(3)四季和年VPD与地理因子的线性关系不显著,但存在极显著的二次曲线关系。(4)年、季平均气温升高是致使VPD增加的主导因子;2004年以后,年平均气温、水汽压对VPD贡献率有所降低,P_(r)的作用明显增大。

中国土壤水和饱和水汽压差对植被物候始期的影响

在全球变暖气候背景下,由于气温升高而导致的植被春季物候提前已经被熟知。气候变暖的同时加剧了土壤水分(Soil Moisture,SM)和饱和水汽压(Vapor Pressure Deficit,VPD)亏缺,二者作为植被生长必要的水分条件,对植被春季物候的影响尚不明晰。为此,研究基于日光诱导叶绿素荧光数据集通过多项式-导数法、双逻辑-曲率最大值法和Timesat法提取了2001-2018年以来中国植被春季光合物候始期(Start Of Season,SOS)的参数;其次,运用近地面气象驱动数据集和彭曼公式计算了研究期内的VPD值;最后,采用Teil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验、敏感性分析法,阐明了SOS、VPD和SM的时空变化规律,揭示了春季SM和VPD对SOS的影响机制。结果表明:①SOS先随着纬度的上升逐渐推迟,在35°N以北开始平稳波动,平均SOS在第130 d;②中国春季SM和VPD呈大面积不显著干旱化趋势,土壤水以0.037 m^(3)(/m^(3)∙10 a)的速度干化,VPD以0.34 hPa/10 a的速度升高,SOS呈大面积不显著提前趋势,以5.1 d/10 a的速度提前;③干旱地区的SOS对春季SM和VPD的变化最敏感,并且随着春季SM梯度的降低,VPD对SOS的重要性逐渐增加,SM的重要性逐渐减少。研究对于理解和预测全球变暖背景下植被生长对水分条件变化的响应,以及对于制定应对气候变化的政策至关重要,可为我国生态环境建设提供科学依据。

5种常绿阔叶果树叶含水率对饱和水汽压差与温湿度的响应研究

水分是影响植物正常生理代谢的重要因素之一,主要受气象条件调控。以枇杷[Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.]、柠檬[Citrus limon (L.) Burm.f.]、费约果[Acca sellowiana (O.Berg) Burret]、柚子[Citrus maxima (Burm.) Merr.(Rutaceae)]和火棘[Pyracantha fortuneana (Maxim.) Li]5种阔叶常绿果树为研究对象,探讨5种果树成熟叶片及叶柄含水率与环境饱和水汽压差(VPD,vapor pressure deficit)、温度(T)、相对湿度(RH)的相关性。研究表明,(1)VPD与全叶含水率的R2=0.67,与叶片含水率的R2=0.63,相关程度表现很高,而与叶柄含水率的R2=0.39,相关性不高;其中,VPD与柠檬全叶、叶片含水率的R2分别达到0.81、0.74,柠檬叶含水率易受VPD影响。(2)温度与全叶含水率的R2=0.63,与叶片含水率的R2=0.66,相关程度明显很高,而与叶柄含水率的R2=0.39,相关性不高;其中温度与柠檬全叶、叶片含水率的R2分别高达0.86、0.82,柠檬叶含水率响应温度变化明显。(3)环境相对湿度与全叶含水率的R2=0.54,与叶片含水率的R2=0.53,相关程度低于VPD和温度,而与叶柄含水率的R2=0.33,相关性低;对于试验材料中的芸香科柑桔属,相对湿度与柠檬全叶含水率、柚子叶片含水率的R2均可达到0.80,相关程度高。综上,环境温湿度对5种阔叶常绿果树叶含水率均有显著影响,柠檬叶含水率受气象因子调控显著,火棘叶含水率受气象因子影响相对较弱。

基于指数平滑和ARIMA模型的西北地区饱和水汽压差预测

饱和水汽压差是土壤-植被-大气连续体水分传输过程的关键影响因素,在全球气候变化背景下,预测西北地区饱和水汽压差,对于植被恢复和农林业气象灾害风险评估具有重要的现实意义。基于西北五省(区)1990—2019年月饱和水汽压差值,采用趋势分析和小波分析等方法研究了西北地区饱和水汽压差年际变化特征和周期性变化规律;采用指数模型和ARIMA模型,筛选最佳样本步长和预测步长,对西北地区饱和水汽压差进行模拟和预测。结果表明:(1)西北五省(区)中,新疆年均饱和水汽压差最高,其次为宁夏、陕西、甘肃和青海;近30 a整体上西北地区饱和水汽压差呈上升趋势,其中宁夏和新疆饱和水汽压差上升幅度最大,分别为0.036 kPa·(10a)^(-1)和0.033 kPa·(10a)^(-1),其次为甘肃[0.026 kPa·(10a)^(-1)]、青海[0.021 kPa·(10a)^(-1)]和陕西[0.012 kPa·(10a)^(-1)];(2)西北各省(区),16 a尺度周期对小波方差贡献最大,为饱和水汽压差变化的主周期。此外,陕西、甘肃和新疆还存在24~27 a的周期特征,方差贡献较小;(3)相对于指数模型,ARIMA模型均方根误差平均减少42.3%,决定系数R2平均提高11.1%,Nash-Sutclife效率系数平均提高17.7%,有效提高了饱和水汽压差预测精度;(4)未来一段时间内,西北各地区饱和水汽压差均存在不同程度的升高趋势,以宁夏和新疆地区的饱和水汽压差增幅最为明显,分别为9.5%和8.9%。

1961—2020年青海省饱和水汽压差变化特征及影响因子分析

饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)作为蒸散的主要驱动因子之一,能够反映大气从地表获取水分的能力,厘清VPD时空变化特征有助于理解青藏高原地区大气干湿程度对气候变化的响应。利用Mann-Kendall检验、多元线性回归等方法分析了青海省1961—2020年VPD时空变化特征以及影响因子。结果表明:1961—2020年青海省平均VPD呈上升趋势,且在1998年发生突变;其季节平均值和对应的气候倾向率均表现为:夏季>春季>秋季>冬季;不同的功能区,VPD平均值表现为:柴达木盆地>东部农业区>青海湖地区>青南牧区,对应的气候倾向率表现为:东部农业区>柴达木盆地>青南牧区>青海湖地区。多年平均VPD在空间上呈“鞍形场”分布格局,且除了青南牧区东北部的贵南站呈减少趋势,其余地区均为增加趋势。VPD突变前后的气象主导因子有所差异,但总体主要为最高温度和相对湿度。春、夏、秋3个季节以及多年VPD变化过程中,海拔贡献率最高,其次为经度;冬季海拔贡献率依旧最高,其次为纬度。

近40年中国饱和水汽压差时空变化及影响因素分析

基于全国600多个站点的逐月气象观测资料,利用Mann-Kendall检验、多元线性回归等方法分析了中国地区1980~2018年不同气候区(干旱区、湿润区、半干旱区与半湿润区)饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)的时空变化特征,检测了影响中国地区饱和水汽压差变化的主导气象因素。结果发现:近40年来,我国湿润区和干旱区的夏季和冬季VPD分布呈相反格局,大部分地区4个季节VPD均呈上升趋势,春、夏两季在黄河流域以及东南沿海地区的上升趋势尤为显著。4个气候区的VPD均在21世纪初发生突变上升,其中湿润区突变年份偏早(1996年),干旱区突变年份较晚(2004年),且干旱区的上升幅度最大,约为0.04 kPa/10 a。影响饱和水汽压差增加的主导因子在不同气候区、不同季节有所差异,但总体而言,气温和绝对湿度的变化是影响我国VPD年际变化的主要因素。其中,2000年以后,影响半湿润区、半干旱区VPD变化的主导因子为气温,干旱区、湿润区为绝对湿度。

石羊河流域水分利用效率及其对饱和水汽压差的响应

水分利用效率(WUE)是叶片通过光合作用调节水分生理过程的指标,是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对立地环境快速调整和资源的变化适应策略。基于卫星遥感和地面观测数据,利用光能利用率模型和蒸散发经验估算模型,模拟石羊河流域2000—2019年植被总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,估算2000—2019年不同植被类型的WUE空间分布特征,研究GPP/ET/WUE与饱和水汽压差(VPD)的相关性,探讨干旱区不同类型植被对水分利用及胁迫的适应策略。结果表明:(1)2000—2019年石羊河流域植被WUE、GPP和ET的平均值分别为0.80 gC m^(-2)mm^(-1)、256.52 gC/m2和302.52 mm,其三者的空间分布特征表现为“南高北低”,即由流域源头至下游逐渐减少的空间分布。(2)近20年内,流域内WUE、GPP和ET的变化率的平均值分别为0.017 gC m^(-2)mm^(-1)a^(-1),6.99 gC m-2a^(-1)和3.80 mm/a,流域总体呈现波动上升的趋势,但城区和民勤耕地-荒漠交接区呈不同程度的减少趋势。(3)流域内不同类型植被的WUE平均值关系为:森林>农作物>草地>灌丛>荒漠植被>湿地植被,WUE增加速度的平均值关系为:农作物>森林>草地>灌丛>荒漠植被>湿地植被,与GPP基本一致,其中ET在灌丛、荒漠植被、湿地植被地区呈现降低趋势。(4)研究区内GPP/ET/WUE与VPD相关性的空间分布特征与石羊河径流方向具有高度一致性,WUE与VPD相关性分布特征受土地利用以及径流方向影响显著。WUE与VPD呈正相关的区域主要分布在河西走廊绿洲东部和荒漠区东部,呈负相关区域主要分布在祁连山高海拔地区、河西走廊绿洲中部和荒漠区西部。因此,正确揭示内陆河植被GPP/ET/WUE的空间分异以及变化趋势及其对驱动因素VPD的响应,是了解流域尺度中干旱区植被对全球干旱加剧的适应性策略前提,进而为生态保护提供决策服务。

饱和水汽压差和温湿度对5种药用园林植物冬季叶含水率的影响

水作为连接植物和环境的桥梁,影响着植物的生理活动,对植物的生长发育极为重要。以5种药用常绿园林植物(冬青卫矛、栀子、女贞、南天竹、红花檵木)为观察对象,研究饱和水汽压差(以下简称VPD)、气温、空气相对湿度与冬季全叶、叶柄、叶片含水率的关系。结果表明:1)VPD、气温与5种植物叶含水率总体呈负相关,相对湿度与5种植物叶含水率总体呈正相关。2)VPD、气温、相对湿度与5种植物叶片含水率相关性略高于全叶、叶柄含水率。3)VPD与红花檵木叶柄含水率相关性最强,与冬青卫矛、女贞的叶片、全叶含水率相关性次强;相对湿度与栀子叶片含水率相关性最强,与冬青卫矛叶片、栀子全叶含水率相关性次强;气温与红花檵木叶柄含水率相关性最强。根据观察结果,对达到强相关的9个关系项分别进行了线性拟合。

近60 a新疆开都-孔雀河流域大气饱和水汽压差变化特征及影响因子

基于1961—2021年新疆开都-孔雀河流域逐月气温和相对湿度观测数据,分析开都-孔雀河流域大气饱和水汽压差、饱和水汽压及实际水汽压的变化趋势,探讨山地、绿洲、荒漠环境下大气饱和水汽压差变化特征,揭示了大气饱和水汽压差变化的影响因子。结果表明:(1)1961—2021年开都-孔雀河流域年及四季大气饱和水汽压差总体呈上升趋势,并呈阶段性变化特征,其中1997年发生突变,从1961—1996年的下降趋势突变为1997—2021年的上升趋势,揭示了1997年以后大气干旱加剧,尤其在春季。(2)不同环境下大气饱和水汽压差变化趋势与气温和实际水汽压的变化趋势一致,其中荒漠环境下大气饱和水汽压差增长速率最大,其次是绿洲和山地环境。(3)大气饱和水汽压差与温度变化呈正相关,而与相对湿度变化呈负相关;1997年以来气温快速升高而相对湿度迅速降低是导致大气饱和水汽压差加速上升的主要原因;此外,实际水汽压的增长速率小于饱和水汽压的增长速率。研究成果有助于深入理解大气干旱过程及对气候变化的响应关系。

华北落叶松液流速率的优势度差异及其对林分蒸腾估计的影响

将实测的杨树液流速率和林木边材厚度(或胸径)经尺度扩展得到林分蒸腾,已成为常用的野外测定方法,但此法没有考虑其他树形因子的影响,当林分密度大、光竞争激烈时,会导致蒸腾估计误差偏大。为认识主要树形因子对液流速率的影响,并为改进样树液流向林分蒸腾的尺度扩展方法提供依据,在六盘山北侧半干旱区华北落叶松人工林内,利用热扩散探针对5株不同优势度样树的液流速率进行了连续观测,研究了生长季中期(叶面积指数达到峰值并保持稳定)不同土壤水分条件下不同优势度树木的液流速率差异。结果表明:优势度越大的树木,其液流在日内的启动越早,结束越晚,到达峰值越早,峰值也越大;日均液流速率明显比优势度小的树木高;液流速率对太阳辐射和饱和水汽压差瞬时变化的响应敏感性比优势度小的树木高,而对土壤水分条件的响应敏感性则弱于后者,但整体上对环境条件的响应趋势一致,不同优势度树木间液流速率的相对差异比较稳定。相关分析表明:液流速率与优势度(或相对树高)、树高呈极显著正相关,与冠长、胸径显著正相关,而与冠幅、边材面积正相关但不显著。利用拟合的优势度与液流速率之间的线性关系(R2=0.95)计算了样地内所有树木的液流速率及其平均值,即林分平均液流速率,该值比常用方法计算结果低16%。建议今后在利用样树液流速率测定结果进行尺度扩展计算林分液流速率和蒸腾时,增加考虑优势度等主要树形因子的影响。

安吉毛竹林水汽通量变化特征及其与环境因子的关系

以浙江省安吉县毛竹(Phyllostachys edulis)林生态系统为研究对象,利用涡度相关技术进行观测,获取2011年毛竹林的水汽通量数据,同时结合常规气象观测数据,分析了水汽通量全年变化。结果表明:毛竹林全年水汽通量基本为正值,月尺度上,水汽通量呈单峰型变化趋势,且各月的最大值均在12:00—14:00出现,呈现一定规律性,7月(0.1116 g m-2s-1)最高,12月(0.0209 g m-2s-1)最低;季节尺度上,夏季最高(0.0873 g m-2s-1),呈现典型单峰型变化趋势,春秋季(均为0.0541 g m-2s-1)次之,变化特征与夏季相似,冬季最低(0.0221 g m-2s-1),曲线变化复杂,波动较大。毛竹林全年蒸散量占全年降水量48.26%。2、4、5、11、12月蒸散量略大于降水量,其余月份蒸散量均小于降水量,6月份降水量与蒸散量差别最大。季节尺度上,对毛竹林水汽通量与净辐射进行回归关系分析,夏季最大,R2为0.6111,秋季为0.5295,春季为0.2605,冬季最小0.0455。通过F检验,水汽通量与净辐射有极显著线性关系。在植物生长期,毛竹林水汽通量随饱和水汽压差的增大而增大,植物发育成熟后,当饱和水汽压差增大到一定程度时,其增大反而抑制了水分的蒸散。

饱和水汽压差的卫星遥感研究综述

饱和水汽压差是许多陆表生态和陆面过程模型中非常重要的输入参数之一,精确估算并获取其时空分布特征是生态、农业遥感领域亟待解决的问题之一。在简要回顾饱和水汽压差的应用和传统获取方法的基础上重点介绍遥感估算饱和水汽压差的数据源和估算方法,即统计方法和解析计算法,并对解析计算法所需关键参数的国内外相关研究进展进行概述,探讨目前遥感估算饱和水汽压差存在的不足,并结合目前遥感技术发展现状和此领域研究存在的问题探讨其发展趋势,展望了联合多源遥感数据进行高时空分辨率的饱和水汽压差遥感估算问题。

神农架大九湖泥炭湿地水汽通量特征及生态意义

采用涡度相关法对神农架大九湖泥炭湿地生态系统2015年8月至2016年7月的水汽通量进行观测,研究了大九湖湿地水汽通量的变化规律及其主要环境影响因子。结果表明:大九湖湿地水汽通量具有明显的日变化和季节变化,均呈单峰曲线,即在月尺度上,日变化范围为-0.63(5月份)~6.95(7月份)mmol/(s·m^2),白天变化幅度较大,夜间基本维持在0左右,在季节尺度上,夏季日变化最为明显,冬季最弱,生态系统整体表现为水汽源;大九湖湿地全年蒸散量(1 133.88mm)占降雨量(2 096.97mm)的54.07%,表明降雨量能满足目前生态系统的需求;大九湖湿地水汽通量主要受净辐射(Rn)和饱和水汽压差(VPD)的共同影响,即湿地春、夏、秋、冬四季水汽通量与Rn两者拟合的R^2值分别为0.682 3、0.753 4、0.638 4、0.284 7,均优于其他研究区域,可能与泥炭湿地常年积水以及亚高山地区辐射较强有关;大九湖湿地植物主要生长季内(6~9月份)水汽通量与VPD的相关性分析显示,在泥炭藓生长季初期和末期(6、7、9月份),其叶片易受到水分胁迫,水汽通量随VPD先增加后减小,而在泥炭藓生长季中期(8月份),其发育成熟,水汽通量随VPD的增加而增大,两者的拟合效果也达到最佳(R^2=0.408 4)。该研究结果可为该区域水热评估及气候预测提供基础数据。

中国西南地区饱和水汽压差的年际变化及其影响因素

厘清饱和水汽压差(VPD)的年际动态特征有助于深入理解大气干湿程度对气候变化的响应。本研究基于我国西南地区105个台站1982—2015年的气象观测资料,利用Mann-Kendall突变检验分析VPD的突变特征,基于统计分析探讨突变点前后的VPD变化趋势及影响因素。研究结果表明,西南地区1982—2015年VPD变化以2000年为突变年,增速由0.001 kPa/a变为0.005 kPa/a,并且VPD呈增加趋势的站点在2000年后增多。VPD在时间动态上出现变化的主要原因是在2000—2015年间相对湿度下降幅度增加,导致西南地区出现更干燥的气候特征。作为大气主要水汽来源的外来水汽通量和局地实际蒸散发在2000年后表现为增长趋势,但由于2000年后更高的空气温度引起饱和水汽压比实际水汽压增幅更大,即大气中实际水汽增加远低于饱和水汽容量增加,进而导致VPD增幅更大。本研究表明在突变点后西南地区VPD显著变化的原因主要是温度上升对相对湿度的影响,研究结果有助于深入理解中国西南地区的气候变化,明晰VPD变化背后的相关机制,为该地区的生态系统构建和未来气候变化应对提供参考。

锦州地区玉米农田生态系统水汽通量变化特征及其调控机制

基于2014年辽宁省锦州地区雨养玉米农田生态系统涡度相关观测数据,分析了锦州地区玉米农田生态系统水汽通量的变化特征,并结合小气候观测数据探讨了水汽通量的调控机制。结果表明:2014年锦州地区玉米农田生态系统各月水汽通量均呈明显的单峰型变化规律,玉米农田生态系统生长季日平均水汽通量可达非生长季的10.31倍。锦州玉米农田生态系统7月水汽通量最大,日最大水汽通量可达0.1202 g·m-2·s-1。玉米农田年蒸散量为417.37 mm,非生长季蒸散总量为49.57 mm,略大于同期降水量;生长季前期5月和6月玉米农田蒸散量占降水量的比例分别为52.0%、71.0%;7月、8月和9月玉米农田的蒸散量大于降水量,其中7月玉米农田的蒸散量为降水量的3.00倍,而此期间正值玉米开花授粉阶段,水分胁迫严重影响玉米产量。玉米农田生长季的水汽通量与净辐射存在显著的正相关关系,同时水汽通量在一定程度上受气温和饱和水汽压差的调控影响。

全球陆地饱和水汽压差的年代际突变

饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)是表征大气干旱的一个重要变量.基于英国气候研究中心月尺度数据,本文主要分析了1980年后全球陆地VPD年代际突变的时空变化特征.结果表明:全球60.5%的陆地VPD存在显著的年代际突变增长,欧亚大陆中低纬、非洲和南美部分区域的VPD持续突变增长明显,而北美中部和西西伯利亚区域未出现显著变化.在1980~2020年期间,大多数区域发生的持续突变增长不超过两次,两次以上的显著增长主要发生在地中海周边和南美东部.持续性突变增长在欧亚大陆中低纬、非洲和南美东部地区出现较早,而高纬、东欧和青藏高原附近等地区则多发生在2000年后,持续超过10年的区域主要集中在北非、西亚、南美东部和东亚部分地区,说明这些区域大气干旱持续加剧的现象明显.总体而言,1993~2000年开始发生的持续突变增长明显多于其他时期,且持续时间相对1990年前更长,表明20世纪90年代后全球陆地同时处于突变增长状态的区域增加,水分限制在中亚和中国大部分地区此次持续突变增长中作用变强.此外,2009年VPD在全球陆地再次出现大范围的持续突变增长,说明全球大气干旱在近10年进一步加剧.全球也有少部分区域的VPD存在持续时间短于2年的突变降低.

中国中高纬地区植被物候对干旱的响应特征研究

植被物候直接影响其生物量,调控生态系统碳循环过程。目前,气候变化(尤其干旱)对中国中高纬度植被物候的影响依然不清楚。因此,文章基于GIMMS NDVI3g数据集,提取中国30°N以北地区中多种植被类型生长季的开始日期(Start of the Season,SOS)与结束日期(End of the Season,EOS)两物候参数。然后结合野外观测数据,验证提取物候参数结果可靠性,并结合饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)与改进后的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)探究植被物候对干旱的响应特征规律。结果表明:(1)不同地区的植被物候变化呈现明显的差异性,单季植被与双季植被第1个生长季的SOS集中在每年的第30~180天,而双季植被第2个生长季的SOS集中在每年的第200~220天。单季植被与双季植被第1个生长季的EOS主要集中在每年的第180~300天,双季植被第2个生长季的EOS主要集中在每年的第260~300天。(2)森林季前VPD的上升导致植被的SOS提前及EOS延迟;草地季前VPD上升导致植被的SOS滞后以及EOS提前。(3)研究区内大部分地区的SPEI与植被的SOS、EOS均呈正相关,即干旱促使该地区植被的SOS、EOS提前。

马铃薯水分胁迫指数模型优化研究

【目的】探究马铃薯的叶气温差与环境因子的关系,进一步优化马铃薯水分胁迫指数模型。【方法】在河南农业大学林学院试验基地进行马铃薯盆栽试验,选择晴朗天气测定不同土壤含水率下马铃薯的叶气温差随太阳辐射和大气饱和水汽压差(VPD)的变化规律,确定作物水分胁迫指数(crop water stress index,CWSI)的上下基线,进一步试验后得到优化后的马铃薯CWSI经验模型,并对相关模型进行验证。【结果】马铃薯的叶气温差随着土壤含水率的降低而升高;当土壤含水率较低(7.28%)时,马铃薯的叶气温差随太阳辐射的增大而增大,呈显著线性关系;当土壤含水率较高(15.85%)时,马铃薯的叶气温差随VPD的增大而减小,呈显著线性关系;构建出马铃薯CWSI的上基线为y=0.0098Q-0.68[Q为太阳辐射强度/(W·m^(-2))],下基线为y=-1.67V+3.75(V为大气饱和水汽压差/kPa);将优化的CWSI模型验证后得知,随着土壤含水率的减少,CWSI值增加,且CWSI同土壤含水量呈极显著负相关关系(p<0.01)。【结论】马铃薯的最大叶气温差与太阳辐射的线性关系作为马铃薯水分胁迫指数的上基线是可行的,该研究对传统CWSI经验模型进行改进,进一步优化了CWSI经验模型。