宁夏陆地生态系统水分利用效率特征及其影响因子

生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是表征生态系统碳水耦合程度的重要指标,能反映生态系统碳水循环规律及其相互作用关系.基于MODIS数据以及宁夏生态系统类型数据,分析2000-2017年宁夏不同生态系统WUE的变化特征,探讨了NPP和ET两种因子对WUE年际与年内变化的影响.结果 表明:(1)全区陆地生态系统的年均WUE为1.03 g·C/kg· H2O,值域在0.55-2.98 g·C/kg·H2O之间,总体上呈现南北高、中部低的特征.(2)不同生态系统的WUE差异较大,由高到低为水体及湿地、森林、农田、草地、聚落、荒漠和其他生态系统,在同类生态系统中,植被生物量和盖度越高的亚类生态系统,其WUE也越高.(3)宁夏陆地生态系统WUE存在着每年0.0141 g·C/kg·H2O的下降趋势,年内WUE呈典型的单峰形态,变化范围在0.02-2.16 g·C/kg· H2O之间.(4)年际尺度上,宁夏陆地生态系统WUE与年蒸散(Evapotranspiration,ET)有极显著负相关性(P＜0.01),而与净初级生产力(Net Primary Production,NPP)没有相关性;年内尺度上,WUE变化与ET呈显著正相关(P＜0.05),与NPP呈极显著正相关(P＜0.01),这与植被的年内季节性生长过程有关.(5)根据ET强弱和WUE高低,可将宁夏陆地生态系统水分利用效率特征划分为4类,即低ET低WUE区、低ET高WUE区、高ET低WUE区和高ET高WUE区.宁夏的生态恢复工程在增强植被生产力的同时,也增强了区域水分消耗,致使陆地生态系统整体水分利用效率下降,这为宁夏未来水资源调控和生态重建提供了科学依据.