本书以大孔径闪烁仪、涡度相关仪、遥感反演法和稳定氢氧同位素技术为基本研究手段，以仪器实测数据、遥感数据以及地形植被本底数据为基础数据，探索了非均一植被及地形下垫面的蒸散特征，量化了常规气象因子在不同季节对蒸散的影响效应，建立了蒸散—植被、蒸散—地形、蒸散—植被—地形模型，并对模型进行了精度分析和改进，并应用δ18O和液流通量区确定了山区森林生态系统植物蒸腾和土壤蒸发比例。上述研究成果为系统认识区域生态系统能量平衡和水分循环提供了重要的理论指导和技术依据，对区域水资源及水环境管理具有重要意义。
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 生态系统蒸散的概念 2
1.2.1 植物蒸腾 2
1.2.2 土壤蒸发 3
1.2.3 系统蒸散 4
1.3 生态系统蒸散研究进展 5
1.3.1 不同尺度下的蒸散研究进展 5
1.3.2 不同方法下的蒸散研究进展 10
1.3.3 蒸腾和蒸发的组分拆分研究现状 17
1.3.4 下垫面蒸散影响因素 21
1.4 存在的问题与发展趋势 22
1.4.1 存在的问题 22
1.4.2 发展趋势 23
第2章 生态系统蒸散研究技术 25
2.1 大孔径闪烁仪器 25
2.1.1 大孔径闪烁仪工作原理 25
2.1.2 大孔径闪烁仪及辅助仪器的布设 27
2.1.3 大孔径闪烁仪数据质量控制 28
2.2 涡度相关技术 28
2.2.1 涡度相关仪工作原理 28
2.2.2 涡度相关仪的布设 28
2.2.3 涡度相关仪数据质量控制 29
2.3 遥感技术 29
2.3.1 遥感技术工作原理 29
2.3.2 遥感估算方法应用 31
2.4 稳定同位素技术 32
2.4.1 稳定同位素的定义及表达 32
2.4.2 稳定同位素分馏 33
2.4.3 稳定同位素在生态系统蒸散中的应用 34
2.4.4 稳定同位素技术的应用 38
第3章 平原区生态系统蒸散 46
3.1 基于LAS的下垫面显热通量特征 46
3.1.1 显热通量日变化 46
3.1.2 显热通量季节变化 47
3.1.3 显热通量的精度分析 48
3.2 平原区下垫面蒸散规律分析 51
3.2.1 蒸散典型日变化 51
3.2.2 蒸散月变化 52
3.2.3 蒸散季节变化 52
3.3 平原区下垫面蒸散与气象因子关系 53
3.3.1 蒸散与太阳辐射的关系 54
3.3.2 蒸散与大气温度的关系 55
3.3.3 蒸散与降水的关系 56
3.3.4 气象因子对蒸散的综合效应 57
第4章 山区生态系统蒸散 59
4.1 下垫面通量特征分析 59
4.1.1 地表净辐射通量特征 59
4.1.2 土壤热通量特征 62
4.1.3 显热通量特征 63
4.2 山区下垫面蒸散规律分析 66
4.2.1 蒸散典型日变化 66
4.2.2 蒸散季节变化 66
4.2.3 蒸散年际变化 68
4.3 山区下垫面蒸散与气象因子关系 68
4.3.1 蒸散与太阳辐射的关系 69
4.3.2 蒸散与大气温度的关系 73
4.3.3 蒸散与风速的关系 76
4.3.4 蒸散与降水的关系 78
4.3.5 气象因子对蒸散的综合效应 79
第5章 生态系统蒸散组分 81
5.1 土壤蒸发水汽稳定同位素组成变化 81
5.1.1 土壤蒸发水汽稳定同位素组成日变化 81
5.1.2 土壤蒸发水汽稳定同位素组成季节变化 82
5.2 土壤蒸发水汽稳定同位素组成影响因素 84
5.2.1 表层土壤相对湿度对土壤蒸发水汽的影响 84
5.2.2 大气水汽浓度与土壤水稳定同位素组成的影响 85
5.2.3 大气相对湿度与土壤水稳定同位素组成的影响 85
5.3 植物蒸腾水汽稳定同位素组成变化及影响因素 86
5.3.1 植物蒸腾水汽稳定同位素组成日变化 86
5.3.2 植物蒸腾水汽稳定同位素组成季节变化 88
5.4 植物蒸腾水汽稳定同位素组成影响因素 89
5.4.1 土壤含水量与植物水稳定同位素组成的关系 89
5.4.2 降水稳定同位素组成与植物水稳定同位素组成的关系 91
5.4.3 土壤水稳定同位素组成与植物水稳定同位素组成的关系 91
第6章 生态系统通量 93
6.1 蒸散水汽稳定同位素组成 93
6.1.1 蒸散水汽稳定同位素组成日变化 93
6.1.2 蒸散水汽稳定同位素组成季节变化 95
6.2 大气水汽稳定同位素组成的影响因素 97
6.2.1 降雨与大气稳定同位素组成的关系 97
6.2.2 大气水汽浓度与大气稳定同位素组成的关系 97
6.2.3 大气温度与大气稳定同位素组成的关系 98
6.2.4 水汽压亏缺VPD与大气稳定同位素组成的关系 99
6.3 基于LAS森林生态系统蒸散通量的计算 101
6.3.1 蒸散组分特征 101
6.3.2 基于LAS的平原区蒸散总量及精度分析 104
6.3.3 基于LAS的山区蒸散总量及精度分析 106
6.4 基于稳定同位素技术区分森林蒸散通量计算 107
6.4.1 水分通量组分比例构成 107
6.4.2 单株蒸散通量区分 109
6.4.3 林分蒸散通量区分 110
第7章 森林生态系统蒸散对植被特征的响应 112
7.1 平原区植被-蒸散模型参数计算 112
7.1.1 源区计算 112
7.1.2 关键参数的计算 114
7.1.3 足迹分布 115
7.2 平原区蒸散对植被特征的响应 117
7.2.1 植被类型及地形指数与蒸散关系复合模型的构建 117
7.2.2 山区非均一下垫面复合模型的验证 119
7.3 山区起伏地形对下垫面蒸散影响的修正 121
7.3.1 山区地形因子的提取 121
7.3.2 山区蒸散-地形模型的构建 123
7.4 山区起伏地形及植被异质性对下垫面蒸散的影响 125
7.4.1 植被类型及地形指数与蒸散关系复合模型的构建 126
7.4.2 山区非均一下垫面复合模型的验证 126
7.4.3 不同时期植被和气象因素对蒸散的贡献率 126
7.5 森林植被对蒸散的影响 127
7.5.1 林分蒸腾特征 127
7.5.2 枯落物的水分蒸发 130
7.5.3 土壤水分蒸发 131
7.5.4 植被结构参数与蒸散的关系 132
第8章 区域蒸散遥感反演 138
8.1 地表参数反演 138
8.1.1 归一化植被指数 138
8.1.2 地表反射率 138
8.1.3 地表温度 139
8.1.4 地表发射率 140
8.2 模型各分量反演 140
8.2.1 净辐射量 140
8.2.2 土壤热通量 141
8.2.3 蒸散量 141
8.3 模型验证与地表参数关系研究 143
8.3.1 模型验证 143
8.3.2 蒸散与关键参数关系研究 144
8.3.3 蒸散与土地利用关系研究 147
参考文献 151
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