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植被生态需水计算方法及干旱风险评价与应对

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:表4.12最小生态需水定额下的Ks图4.35(一)滦河流域林草地分布情况图4.35(二)滦河流域林草地分布情况根据式以及表4.12,结合滦河流域林草地分布情况,可计算得到滦河流域林草植地区域各像元的需水定额,同各子流域平均农作物需水量计算方式类似,采用下述公式可获取各子流域平均林草植被生态需水量。图4.36滦河流域林草植被月需水过程图4.37滦河流域林草植被生态需水量过程

植被生态需水计算方法及干旱风险评价与应对

式中:ETq为林草地生态需水定额,mm;ET0为潜在蒸发量,mm,可由Penman-Monteith公式计算得到;Kc为植被系数,与植被种类和生长状况有关;Ks为土壤水分系数,与土壤质地和土壤含水量有关。

影响植被蒸散耗水的主要因素包括气象条件、土壤水分状况和植被种类。因此,一定时段内,单位面积上的林草地所需消耗的水量(林草地生态需水定额)可按如下公式进行计算(何永涛等,2004):

根据王改玲等(2013)的研究成果,乔木灌木和草地的Kc取值分别为0.6200、0.5385和0.2630;对于Ks而言,可采用Jensen公式进行计算(Saxton et al.,1986):

式中:S为土壤实际含水量;Sw为土壤凋萎含水量;S*为土壤临界含水量。

由于暂时凋萎含水量是满足林草地基本生存的下限,因此,将暂时凋萎含水量代入式(4.17)计算得到Ks值,并进一步代入到式(4.16)计算得到的ETq,该值可认为是林草地最小生态需水定额。不同土壤类型最小生态需水定额下的Ks值如表4.12所列,滦河流域林草地分布情况如图4.35所示。

表4.12 最小生态需水定额下的Ks

图4.35(一) 滦河流域林草地分布情况(www.xing528.com)

图4.35(二) 滦河流域林草地分布情况

根据式(4.15)以及表4.12,结合滦河流域林草地分布情况,可计算得到滦河流域林草植地区域各像元的需水定额,同各子流域平均农作物需水量计算方式类似,采用下述公式可获取各子流域平均林草植被生态需水量。

式中:WDe为某一子流域平均林草植被生态需水量,mm;n为某一子流域内林草地处像元个数;S0为像元的大小,此处为1km×1km;S为某一子流域面积,km2;Eqai为第i个像元林草植被需水定额,mm。

各子流域林草地植被平均月需水过程如图4.36所示。由图可知,流域林草植被需水主要集中在4—9月份,该时段内的需水量占全年需水量的76.6%。流域内林草植被需水量较高的区域主要位于多伦以南和迁安以北,该地区林草植被覆盖率相对较高。从年代变化来看,林草地植被需水较为稳定,无论是年需水总量还是其月分配过程,在各时段内都没有较为明显的改变,其林草地年需水总量稳定在240~250mm左右(见图4.37)。

图4.36 滦河流域林草植被月需水过程(1958—2012年多年平均)

图4.37 滦河流域林草植被生态需水量过程

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