基于SHAW模型的祁连山高寒草甸土壤水分储量及通量的模拟研究

高寒草甸是祁连山国家公园青海片区的重要植被类型之一,量化该下垫面土壤水分储量及交换过程是评估区域水源涵养功能的关键科学基础。基于2017年8月1日至2018年7月31日的祁连山南麓高寒草甸生态系统水热特征的连续观测数据,对SHAW(simultaneous heat and water)模型进行了参数优化,分析了0~100 cm土壤水分储量及通量的变化特征及环境影响。结果表明:SHAW模型可以相对准确地模拟高寒草甸土壤温、湿的季节变化特征,土壤水分的模拟效果略好于土壤温度的模拟效果。日均0~100 cm土壤水分储量(SWS0-100)为(274.99±19.57,平均值±标准差)mm,5—10月植被生长季的平均SWS0-100较非生长季低21.92 mm。SWS0-100的季节变异主要受控于群落叶面积指数的正效应和蒸散发的负效应,二者通过调控浅层(0~20 cm)和中层(20~60 cm)土壤水分储量间接影响SWS0-100。日均0~100 cm土壤水分通量(SWF0-100)为(0.16±9.52)mm·d^(-1),表现为向下传输。生长季和非生长季的SWF0-100均值分别为3.27和−3.23 mm·d^(-1)。降水和土壤温度梯度通过驱动浅层、中层土壤水分通量和深层(60~100 cm)土壤水分通量间接影响SWF0-100。研究结果可为科学评估祁连山高寒草甸水源涵养功能提供数据支撑和理论依据。