变化环境下流域水-碳平衡演化研究综述

段 凯，孙 阁，刘 宁

（1.中山大学土木工程学院，广东广州 510275；2.南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），广东珠海 519082；3.Eastern Forest Environmental Threat Assessment Center，USDA Forest Service，Research Triangle Park， NC 27709）

1 研究背景

大气与地表间水分与碳元素的交互过程是陆地生态系统物质与能量循环的核心，降水经由下垫面的调蓄分配到土壤水、蒸散发、与产汇流，其中土壤含水量与蒸散发是决定植物光合作用与生态系统生产力的关键因素，而植被也通过冠层截留降水与蒸腾作用耗水反馈影响水文系统。因此，在叶片到流域的多种空间尺度上，水量平衡与碳平衡均紧密相联［1-2］，二者与外部环境交互作用，直接关系到生态系统的健康稳定与人类社会的供水安全和粮食安全。

当前地球系统已进入人类干扰日益占据主导地位的新时代，即“人类世”［3］。自工业革命以来，全球气候变化持续加剧，过去30年很可能是近1400年来北半球平均气温最高的时期［4］；与此同时，我国改革开放以来经济社会的快速发展给环境带来了显著的负面影响，自然资源的消耗、快速城市化、大规模的植被破坏与修复、空气与水体污染等高强度人类活动与气候变化交织重叠，严重干扰了自然状态下的水量平衡与碳平衡［5］。自然与人为因素共同作用下的环境变化与其影响已成为当前地球科学、资源环境、生命科学等多个学科领域普遍关注的热点与难点问题［6-8］。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》也将“全球变化与区域响应”列为10个面向国家重大战略需求的基础研究方向之一。……