濕地-農(nóng)田邊緣帶小氣候時空模式研究取得新進展
濕地面積在大幅度下降的同時，其景觀呈現(xiàn)著逐步破碎化的趨勢，濕地斑塊與農(nóng)田斑塊之間的邊緣數(shù)量急劇增加，帶來區(qū)域小氣候的巨大變化，為此有必要深入探討濕地與農(nóng)田邊緣帶近地層冷濕氣象要素的時空變化規(guī)律。以往的研究缺少小氣候邊緣效應(yīng)模式的定量化解釋，我所生態(tài)遙感學(xué)科組與區(qū)域大氣環(huán)境學(xué)科組合作，以中國東北地區(qū)三江自然保護區(qū)作為研究區(qū)，基于實地測量與Logistic模型模擬，確定了描述邊緣帶濕地冷濕效應(yīng)的定量指標(biāo)，即邊緣效應(yīng)強度（MEE）與邊緣效應(yīng)范圍（REE）；并在此基礎(chǔ)上深入分析了濕地-農(nóng)田邊緣帶冷濕氣象要素的時空變化規(guī)律。
研究結(jié)果表明，濕地與農(nóng)田邊緣帶近地層冷濕氣象要素的水平變化呈S型曲線模式，且具有空間及時間上的變化規(guī)律。在正常年份，在水平方向上，白天濕地斑塊對周圍農(nóng)田具有冷濕效應(yīng)，年均空氣溫度的MEE與REE分別為-0.46℃和600m，年均比濕的MEE與REE分別為0.8gkg-1和430m，夜間濕地斑塊則具有暖干作用；在垂直方向上，隨著距地面高度不斷增加，冷濕氣象要素邊緣效應(yīng)強度MEE呈逐漸減小趨勢，而邊緣效應(yīng)范圍REE則呈逐漸增大趨勢（圖1）。一日之內(nèi)，氣溫與比濕的MEE與REE隨時間發(fā)生變化，在清晨與傍晚時MEE與REE趨于零，白天模式與夜間模式開始反轉(zhuǎn)。在降水狀況不同的年份，白天濕地斑塊都具有冷濕效應(yīng)，區(qū)別主要在夜間，干旱年份濕地斑塊比農(nóng)田斑塊更冷，而正常年份則略暖和。
圖1濕地-農(nóng)田邊緣帶2008年氣溫（Ta，℃）與比濕（Qa，g kg-1）垂直變化模式
該研究不同于以往只注重邊緣帶一側(cè)生態(tài)遞變的小氣候邊緣效應(yīng)研究，首次揭示了從濕地斑塊內(nèi)部到鄰近農(nóng)田斑塊內(nèi)部的雙側(cè)小氣候時空變化模式。隨著人類活動加劇，三江平原天然濕地景觀轉(zhuǎn)變?yōu)闈竦?/span>-農(nóng)田景觀，對濕地小氣候邊緣效應(yīng)時空模式的研究將加深對人類干擾下濕地退化對周圍農(nóng)田環(huán)境影響的理解，并為破碎化的濕地-農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的管理與生物多樣性保護提供科學(xué)支持。
相關(guān)成果發(fā)表在《Journal of Geophysical Research-Atmospheres》。
論文信息：
Liao, X., Z. Liu, Y. Wang, and J. Jin (2013), Spatiotemporal variation in the microclimatic edge effect between wetland and farmland, J. Geophys. Res. Atmos., 118, 7640–7650, doi:10.1002/jgrd.50573.
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