森林“保耗水”和“增降温”机制提供有力的理论支撑

2021-08-03 11:31:27

广东省科学院广州地理研究所研究员苏泳娴团队联合中山大学、华南农业大学和南京信息工程大学科研人员,揭示了森林“保耗水”和“增降温”效应的关联机制。相关系列研究成果发表于《水文学》《农林气象》《国际环境》等杂志。

不同地区植树造林会带来不同的水资源效应(森林“保耗水”),不同地区的森林会带来不同的局地温度效应(森林“增降温”)。苏泳娴表示,厘清森林“保耗水”和“增降温”的地理空间分布特征,揭示这些现象背后的影响机制,将为实现森林服务功能的最优化提供有力的理论支撑。

研究人员假设,森林“保耗水”和“增降温”的本质是同一个生态学机制,是生物物理过程在水效应和热效应上的不同体现。因此,他们改变现有水热效应研究分割的现状,通过生物物理过程将森林水热效应耦合,揭示两者之间的关系。

研究人员对森林辐射传输方程进行改进,引入林内空气层,构建了三层能量辐射传输方程。该辐射传输方程能将林内气温和林下土壤温度拆分,为分别研究生物物理过程对气温和土壤温度的作用提供了技术支撑。接着,研究人员进一步耦合水量平衡方程,从理论上将造林引起的径流系数变化与森林生物物理过程相关联。研究人员在全球搜集了12个配对站点的径流系数,并进行了精度验证。

研究表明,非潜热通量(显热、长波辐射等)和潜热通量等森林生物物理过程的权衡关系是决定“保水”还是“耗水”、“增温”还是“降温”的主要原因,气候因子则起到调节该效应显著程度的作用。

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