Page 53 - 《高原气象》2026年第2期
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2 期 邴嘉玮等:2009 -2010年西南地区干旱影响下的陆面模式CLM5.0植被生长模拟评估 353
方案。CLM 模型中, 植被对干旱的响应由植被水 尺度的干旱(如 1 个月和 3 个月)做出响应, 更容易
分利用策略、 土壤水文过程参数化和气孔生理参数 受到干旱胁迫的影响。不同植被类型对极端干旱
化方案等过程控制, CLM5. 0 已经将上述过程引入 的抵抗力和旱后恢复力也各有特点, 相比于灌木和
模型参数化设计中(Lawrence et al, 2019), 但仍需 草甸, 森林对干旱的抵抗力更强, 但在旱后一年的
进一步完善相关参数化方案。例如, CLM5. 0 引入 恢复力较弱, 而灌木和草甸在干旱消退后的恢复力
了比土壤湿度胁迫策略(SMS)更加复杂和精细的 更强。不同数据集之间的不确定性也表明, 准确评
水力再分配过程-植物水力胁迫策略(PHS)(Wu et 估干旱对西南地区生态系统的影响仍需要具有长
al, 2020a), 但现实中, 根系形态和功能均会随土壤 周期、 连续记录和高时空分辨率的观测数据, 并进
水分条件而改变(Wu et al, 2020b), 尤其是西南地 一步开发可将人类活动和自然扰动等多种因素综
区广泛分布的喀斯特地貌使其土壤水分条件更为 合考虑的对生态系统过程表征更为现实的生态系
复杂, 模型未来需要针对不同地形土壤水分的特 统模型。
点, 进一步优化植被水分利用的参数化方案。在气
致谢: 感谢国家重大科技基础设施“地球系统数值
孔生理参数化方案上, 现实中植被会通过改变叶片
模拟装置”(https: //cstr.cn/31134.02.EL)提供的技术
形态(如气孔密度减小、 角质膜增厚等)并通过改变
支持。
叶绿素含量, 降低气孔导度等减少水分散失(Chi‐
mungu et al, 2014; Hughes et al, 2017; Gomes et 参考文献(References):
al, 2010)。CLM5. 0的气孔生理学参数化虽然已经
Beer C, Reichstein M, Tomelleri E, et al, 2010. Terrestrial gross car‐
将气孔导度与光合作用的关系及叶片C/N比等因素 bon dioxide uptake: global distribution and covariation with cli‐
纳入考虑(Franks et al, 2018), 并采用更能真实模 mate[J]. Science, 329(5993): 834-838. DOI: 10. 1126/sci‐
拟气孔行为的 Medlyn 气孔导度模型替代之前的 ence. 1184984.
Ball-Berry 模型(Fisher et al, 2019)。但仍需充分考 Bi W J, He W, Zhou Y L, et al, 2022. A global 0. 05° dataset for
gross primary production of sunlit and shaded vegetation canopies
虑其他因素(如叶绿素含量)对气孔行为和光合作
from 1992 to 2020[J]. Scientific Data, 9: 213. DOI: 10. 1038/
用的影响, 并根据气候类型对 Medlyn_slope 参数进 s41597-022-01309-2.
行区分(Yuan et al, 2024)。CLM 模型的每一代发 Caldwell M M, Richards J H, 1989. Hydraulic lift: water efflux from
展都伴随着参数化方案的进一步精细化, 涵盖的过 upper roots improves effectiveness of water uptake by deep roots
程也更加贴近现实。未来模型可进一步将上述参 [J]. Oecologia, 79(1): 1-5. DOI: 10. 1007/BF00378231.
Chen T, Werf G R, Jeu R A M, et al, 2013. A global analysis of the
数化方案细化和优化, 有助于进一步为干旱的研究
impact of drought on net primary productivity[J]. Hydrology and
和相关决策提供更可靠的科学依据。 Earth System Sciences, 17(10): 3885-3894. DOI: 10. 5194/
4. 2 结论 hess-17-3885-2013.
在本研究中, 检测了 2001 -2016年中国西南地 Chen Y X, Yue S Y, Xia W W, 2024. Spatiotemporal variation char‐
区的极端干旱事件, 确定了该时期发生的持续时间 acteristics of drought disaster in China and correlations with di‐
rect economic losses[J]. Journal of Arid Meteorology, 42(4):
最长、 最严重的 2009 -2010 年干旱事件, 并基于遥
485-497. DOI: 10. 11755/j. issn. 1006-7639(2024)-04-0485.
感和模型模拟分析了植被对 2009 -2010 年极端干 Cheng Y Y, Huang M Y, Zhu B W, et al, 2021. Validation of the
旱的响应情况。多源数据集及CLM5. 0模型模拟一 community land model version 5 over the contiguous United
致认为, 植被对干旱的响应特征存在显著的空间差 States (CONUS) using in situ and remote sensing data sets[J].
异。在 2009 -2010年极端干旱的胁迫下, 植被对干 Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 126 (5) :
e2020JD033539. DOI: 10. 1029/2020JD033539.
旱的响应强度呈现东南高、 西北低的分布特征, 对
Cheng Y Y, Leung L R, Huang M Y, et al, 2022. Modeling the joint
干 旱 表 现 出 大 规 模 的 1~3 个 月 的 滞 后 响 应 effects of vegetation characteristics and soil properties on ecosys‐
(68. 66%), 会加剧西南大范围面积的植被退化(约 tem dynamics in a Panama tropical forest[J]. Journal of Advances
78. 02%)。此外, 干旱期间的累积水平衡会对植被 in Modeling Earth Systems, 14(1): e2021MS002603. DOI:
10. 1029/2021MS002603.
生长产生显著影响, 植被对累积水平衡变动的敏感
Chimungu J G, Brown K M, Lynch J P, 2014. Reduced root cortical cell
性存在显著的空间分异。与滞后响应相比, 考虑了
file number improves drought tolerance in maize[J]. Plant Physiol‐
累积水平衡变动的累积效应对西南地区植被的影 ogy, 166(4): 1943-1955. DOI: 10. 1104/pp. 114. 249037.
响范围更大(约 89. 17%), 研究区北部对更短时间 Choat B, Jansen S, Brodribb T J, et al, 2012. Global convergence in

