伊犁河谷草地生态系统水分利用效率时空变化及影响因素

付秀东, 闫俊杰, 沙吾丽·达吾提, 刘海军, 崔 东, 陈 晨

(伊犁师范大学 资源与生态研究所, 新疆 伊宁 835000)

草地是陆地生态系统的重要组成部分，研究表明全球一半以上草地发生退化[1]，草地退化的环境效应被广泛关注[2-3]。水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)代表了植物固定单位质量碳消耗的水分[4]，由生态系统生产力和蒸散发(Evapotranspiration,ET)共同作用[5-6]，是表征生态系统碳水耦合的重要指标[7]，也是预测生态系统对环境变化响应的重要参数[8]。分析草地退化对生态系统WUE的影响，对从生态调节的角度来揭示草地退化的环境效应具有重要意义。

前人对植物个体或农田植被WUE特征及其影响因素进行了广泛研究[9-10]。遥感技术的发展促进了生态系统水平WUE研究的广泛开展[11-12]。基于遥感技术，Xia等[13]对全球陆地2000—2013年WUE分析表明非洲和大洋洲由北向南以及欧洲和南美洲由东向西，WUE有所增加，而Chen等[10]发现1999—2008年温带欧亚草原WUE整体呈增加趋势，但存在明显的空间分异;邹杰等[14]对2000—2014年包括新疆在内的中亚地区WUE分析表明，该区域内主要生态系统的WUE均有所增加。对于WUE的影响因素，研究发现干旱是促使生态系统WUE变化的重要原因[15-16]，适度干旱将激发植物通过自身调节提高对水分的利用效率[17];穆少杰等[18]发现，相对于温度，降水量的变化对WUE的影响更大。除气候影响因素外，Jin等[19]研究表明植被物候的改变也是生态系统WUE变化的重要影响因素。Zheng等[20]发现植被重建促进了黄土高原生态系统WUE的提高;同时，Huang等[21]的研究发现高强度的放牧活动致使新疆覆盖水平较高的草地WUE发生明显降低(牧民更偏向于在覆盖度高的草地放牧)。……