王佩
- 作品数：12 被引量：186H指数：8
- 供职机构：北京师范大学地理学与遥感科学学院地表过程与资源生态国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球文化科学水利工程更多>>
- 黑河流域高寒草甸生态系统水分收支及蒸散发拆分研究被引量：10
- 2018年
- 水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收支动态,并结合双源模型对高寒草甸生态系统蒸散发(植被蒸腾和土壤蒸发)进行拆分及评价。研究结果表明(1)在生长季(5—9月)植被蒸腾是高寒草甸生态系统主要的耗水形式,2014和2015年生长季平均蒸散比(T/ET)分别为0.74和0.79;(2)土壤水分的剧烈变化主要发生在0—40 cm处,且受冻融过程影响显著;(3)在降水较多的年份(2014)高寒草甸生态系统水分收支基本平衡,且不受冻融影响的月份(6—9)有地表径流产生约42 mm;在正常年份(2015),生态系统呈现水分亏缺,亏缺量约为134 mm,6—9月约亏缺26 mm;(4)模型估算蒸散发(ET)与实测蒸散发具有很好的一致性,相关系数可达0.90,敏感性分析表明模型输入变量对蒸散发(ET)及蒸散比(T/ET)产生的误差较小,双源模型可以很好地实现对高寒草甸生态系统蒸散发(ET)的拆分。
- 童雅琴王佩李小雁李小雁白岩
- 关键词：高寒草甸
- 青海湖流域高寒草甸季节冻土土壤温湿变化特征被引量：5
- 2022年
- 根据2018—2020年青海湖流域高寒草甸野外定点监测的温度、降水、土壤水热数据,分析了高寒草甸生态系统土壤冻融特征以及不同冻融阶段土壤温度、水分的日变化和季节动态过程。结果表明:①基于土壤温度变化特征分析,可将冻融循环过程划分为始冻期、完全冻结期、解冻期和完全融化期。各阶段持续的天数长短依次为:完全融化期>完全冻结期>解冻期>始冻期。从表层到深层土壤,完全融化天数持续增大,完全冻结天数趋于减小,0~180 cm土层完全融化期持续天数超过半年以上。②冻土表现出单向冻结、双向融化的规律,土壤融化速率(5.45 cm/d)快于土壤冻结速率(2 cm/d)。整个冻融过程,不同深度土壤水分的变化比温度的变化更复杂。③随着冻融循环过程,土壤温湿度呈现出周期性的季节变动特征。土壤温湿度日变化具有一致性,表层日较差大,随着深度的增加,日较差变小并趋于稳定。土壤剖面的结构特征对土壤水分异质性分布具有较强的解释性。
- 马晶晶王佩邓钰婧马娟娟孙海涛陈奇
- 关键词：季节冻土冻融过程土壤温度土壤湿度高寒草甸
- 温带草地蒸散发及波文比观测与比较:涡动相关及波文比系统被引量：11
- 2017年
- 蒸散发的精确观测及估算是水资源管理及水文遥感验证的基础。该文利用已有的涡动塔观测数据集,配合波文比系统进行了同步观测,对二者观测的结果进行了对比分析。结果表明:涡动相关法和波文比方法估算的蒸散发均值及季节变动分别为298.73±128.58 W·m-2和272.37±116.87 W·m-2,整体而言这两种方法所观测的蒸散发较为一致,决定系数R2=0.75,平均相对误差小于6%。较涡动相关法,波文比方法估算潜热较低。生长季内,植被在生长初期及割草期出现明显的差别,表明波文比系统在植被生长旺盛期测量潜热效果更为稳定。两种方法估算的波文比具有相似的日变化及季节变动趋势。波文比存在明显的日变化及季节变动,其变动均值及标准差为0.21±0.42;其日变化与太阳辐射相关度较强(R2变动为0.41~0.52),其季节变化与叶面积指数(LAI)具有较高的非线性相关性(R2=0.65),而土壤水分对季节变动影响较小。该研究表明:在温带湿润草地生态系统,植被的生长很大程度上调节着该系统能量的分配。以上研究结果对波文比系统的实际应用具有一定的参考价值。
- 王佩马琪顺王家琪黄洁钰李炜张赐成
- 关键词：蒸散发涡动相关法日变化
- 三温模型和基于阻抗蒸散发模型的整合与模拟分析
- 2024年
- 【目的】整合消除阻抗的三温模型和基于阻抗的双源模型,开展蒸散发(ET)和蒸腾(T)的模拟及对比分析,实现不同模型的融合与蒸散发的动态模拟。【方法】本研究基于已有的双源阻抗模型框架、干土壤和干叶片能量平衡,结合数值模拟技术模拟了参考温度的季节动态,并将其与三温模型整合开展蒸腾和土壤蒸发的模拟。【结果】与涡动实测值相比,三温模型和双源模型对大满站日尺度ET模拟,R^(2)分别为0.85和0.72,对温带草地站小时尺度ET模拟,R^(2)均为0.89。在小时尺度模拟效果更好。并且,三温模型和双源模型对植被蒸腾的估算结果较为一致(R^(2)分别为0.67、0.68)。以上研究表明该研究框架对三温模型中参考温度的估算,提供了理论方法支撑,较好地量化了参考温度的时空动态。(2)模型情景试验分析表明:两个模型对2个站点的ET和T的预测结果相似,前提是冠层可利用能量(如净辐射)和地面土壤可利用能量(如净辐射和地热通量)受到能量平衡的限制。相反,由于输入驱动因子(温度和辐射)在干湿情景下的系统不匹配,三温模型对T和ET的模拟精度显著下降。因此,在能量平衡的框架内,干湿土地条件下输入的温度和辐射系统匹配时,三温模型的效果更好。(3)参考温度具有一定的日变化与季节变动。【结论】在白天,叶片和土壤参考温度普遍高于实际温度,而在夜晚低于实际温度,呈现出较大的日变幅。就日均值而言,参考温度普遍高于实际模拟温度。本研究的结果提供了一种新的温度梯度计算方法,可用来监测冠层水分胁迫及动态。
- 邢宇华张大鹏李思颖王佩
- 关键词：数值模拟蒸散发能量平衡
- 北方干旱化和土地利用变化对泾河流域径流的影响被引量：45
- 2008年
- 论文以在黄土高原上发育，流经中国北方干旱、半干旱地区的黄河二级支流——泾河为研究对象，基于20世纪八九十年代的土地利用影像资料，以及泾河流域1970～2002年的气候、水文资料，采用美国农业部开发的分布式流域水文模型SWAT，分析了20世纪80～90年代泾河流域的降雨量和径流量的变化。从80到90年代，流域年降雨量呈逐年递减趋势，80年代多年平均月降雨量明显大于90年代多年平均月降雨量，尤其在7～9月，平均降雨量明显减少。受气候干旱化和土地利用／覆被变化的共同作用，80～90年代，流域多年平均年径流减少了8．92m^3s^-1。为了区分气候变化和土地利用变化对流域径流的影响，采取分别固定气候因子与土地利用／覆被变化因子的方法，将模拟情景输入模型，定量区分气候和土地利用／覆被变化对流域径流的影响方式和程度。结果表明，气候干旱化趋势使流域多年平均年径流减少28．08m^3s^-1，为气候、土地利用／覆被变化共同影响径流变化量的314．80％；土地利用／覆被变化使流域多年平均年径流增加26．57m^3s^-1，为气候、土地利用／覆被变化共同影响径流变化量的297．87％．
- 邱国玉尹婧熊育久赵少华王佩吴秀琴曾爽
- 关键词：泾河流域SWAT径流
- 灌丛化的蒸散耗水效应数值模拟研究——以内蒙古灌丛化草原为例被引量：4
- 2017年
- 灌丛化是干旱半干旱草原一种常见的全球性变化现象,由于野外土壤、灌丛和草本的蒸散耗水难于拆分的限制,关于灌丛化蒸散耗水效应的研究较少。该文将已有的二源模型应用于我国内蒙古灌丛化草原估算其蒸散发,并用波文比系统观测结果对模型进行了率定。研究结果表明改进的模型可以较好地重建灌丛化草地的蒸散发特征;敏感性分析结果表明模型输入变量及参数对蒸散发组分拆分结果产生的误差较小。在此基础上进行了灌丛化的情景模拟,研究其耗水效应。结果表明:灌丛化对蒸散发总量影响较小,而对蒸散发组分影响较大。灌丛化初期盖度5%、中期盖度15%及后期盖度为30%的情境下,对应的生长季内蒸散发(ET)平均值分别为182.97、180.38和176.72 W·m^(–2);土壤蒸发(E)占蒸散发比率(E/ET)平均值分别为52.9%、53.9%和55.5%。灌丛化从初期到中期、中期至后期,蒸散发降幅平均值分别为0.34%和0.44%,E/ET升幅分别达2.04%及3.25%。该研究结果表明在内蒙古太仆寺旗站点灌丛化导致的土壤水分差异并不明显,但随着灌丛化加剧,灌丛逐渐替代草本,改变了原有的生态系统结构,植被叶面积指数变小,导致冠层导度降低。研究结果强调我国半干旱草原区灌丛化加剧对生态系统总蒸散耗水量影响不大,但其土壤蒸发无效损耗快速增加会导致系统水分利用效率降低。
- 王芑丹杨温馨黄洁钰徐昆王佩
- 关键词：灌丛化蒸散发数值模拟
- 泾河流域气候变化对水分蒸发及其流域干旱化的影响
- 近几十年来泾河流域暖干化趋势明显，并对流域粮食、水和土地资源安全产生了较大的影响。除人类活动因素影响外，全球变暖所引发的流域气候、水文过程的变化也是干旱化加剧的主要原因。随着全球增暖的加剧，升温引起蒸发能力的变化已经对地...
- 王佩
- 关键词：泾河流域气候变化水分蒸发干旱化
- 基于支持向量机的水稻生物物理参数遥感估算被引量：9
- 2009年
- 通过两期水稻实验,测定了不同生育期的冠层高光谱反射率(350～2500nm),每期实验包括两个水稻品种和3个氮素(N)水平.为了分析支持向量机对水稻叶面积指数和叶绿素浓度的预测能力,对高光谱反射率进行了4种不同形式的变换,包括反射率、反射率一阶导数、反射率二阶导数和反射率对数变换.分析结果表明:利用反射率进行估算的POLY核支持向量机对水稻叶面积指数的估算能力最强,其均方根误差为1.0496;利用反射率对数变换进行估算的ANOVA核支持向量机对水稻叶绿素浓度的估算能力最强,其均方根误差为523.0741mg/m2.支持向量机对于水稻生物物理参数的估算能力不但优于逐步多元回归模型,而且对于分析不同形式的光谱反射率数据具有独到的功效.
- 杨晓华吴耀平黄敬峰王建文王佩王晓鸣HUETE Alfredo R.
- 关键词：支持向量机遥感
- 泾河流域40年的土地利用/覆盖变化分区对比研究被引量：18
- 2009年
- 由于泾河流域地理位置的特殊性,气候、降水、地形、人类活动等的区域性,从不同区间的空间角度分析泾河流域的土地利用/覆盖变化情况具有重要的意义。文章利用泾河流域1970s^2006年的4期遥感影像分类结果,结合年降水量由南向北逐渐减少的情况,将流域划分为北、中、南3个功能区,从定量的角度揭示了不同功能区土地利用变化的时空规律,初步探讨了这些规律形成的主要自然、经济和政策成因。结果表明:①1970s^1990s,泾河流域植被覆盖总体呈下降趋势,在20世纪90年代后期开始实行一系列的生态保护措施后,植被覆盖开始恢复;②泾河流域的城镇用地、耕地、林地、高覆盖度草地在流域中部和南部分布更广,低覆盖度草地则主要分布在流域北部。由于气候、降水等自然条件的变化,人口增加、经济发展等社会因素的影响,流域由南到北,植被恢复速度逐渐趋缓;③流域北部由于自身自然环境条件较差,气候变暖、降水减少、土地退化、水土流失以及相关政策等因素在其土地利用变化中起主要作用。而人类活动、经济发展等社会因素对人类活动强度相对较大的流域中部和南部影响更大。
- 谢芳邱国玉尹婧熊育久王佩
- 关键词：遥感生态环境
- 基于BIOMOD的青海湖流域高原鼠兔分布模拟被引量：13
- 2017年
- 随着统计模型及空间信息数据的不断发展和完善,物种分布模型已经成为全球变化背景下研究大尺度物种分布情况的重要工具。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原特有的关键物种,在青藏高原生态系统中占有重要地位。通过采集高原鼠兔的分布点数据及环境变量数据,基于R语言中BIOMOD包中的7个模型对其在青海湖流域的分布进行了模拟。结果表明,高原鼠兔主要分布于青海湖西岸和北岸、天峻县周边及布哈河流域上游,影响高原鼠兔分布的主要环境因子为距道路距离、距居民点距离、最暖月最高气温、NDVI标准差、最冷季和最干季降水量。BIOMOD组合模型中,推进式回归树模型(GBM)和最大熵模型(MAXENT)的模拟效果最好,广义线性回归模型(GLM)结果较差。而优化后的结果显示,模拟结果的集成和筛选能有效提高模型的精度和效果。
- 吴艺楠马育军刘文玲李小雁王佩
- 关键词：BIOMOD高原鼠兔
