科学研究 /2026-1-22 13:58
地理科学学院沉积过程与环境变化创新团队蒋志云在国际水科学领域顶级期刊《Water Resources Research》发表研究论文
来源:地理科学学院|作者:蒋志云|通讯员:周玉颖|编辑:沈蔚瑜
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植被冠层作为大气沉降进入生态系统的首要界面,直接影响地表水分、养分与光照的输入,对调节生态系统功能和维持生物多样性具有重要作用。其中,植被冠层对大气降水截留作用被认为是陆地水循环中十分关键的生态水文过程之一,对陆面-大气的水汽循环起着主导作用。然而,由于冠层结构的复杂性,使得冠层截留模拟与估算具有较强的不确定性,其中一个主要瓶颈在于定量刻画冠层组分(如叶片和枝干)对截留过程的影响,特别是枝干组分在截留过程的作用常常被简化甚至忽视。此外,以研究主要聚焦在个体、样地或者生态系统尺度,在区域尺度上对植被冠层截留过程的认知不充分,这在很大程度上限制了对区域生态水文过程的理解,是亟待解决的关键科学问题。

针对这些问题,我校地理科学学院沉积过程与环境变化创新团队蒋志云副教授联合中山大学、海南大学、四川大学、美国克利夫兰州立大学、美国农业部林务局、北京师范大学、西南大学、广东省科学院生态环境与土壤研究所、河北师范大学、中科院地球环境研究所、中科院地理科学与资源研究所等单位研究人员,创新性地修正了广泛使用的Gash模型,定量刻画并分离了冠层组分中的叶片和枝条对截留的贡献,以中国典型森林类型为例,将具有空间变异性的植被特征参数与气象卫星数据融合到修正的模型中,实现了区域尺度的冠层截留模拟与分割。

研究结果指出,修正后模型模拟的冠层截留及其占降水量比例与野外观测值之间具有较为显著的一致性。根据模型结果,从整体上看,中国森林冠层截留以叶片截留为主,平均占比约为78%,枝干截留量约占22%,但不同森林类型间存在较大的变异性,落叶针叶林枝干截留占比最高,达到51.9%,而常绿阔叶林最低(14.3%),针叶林枝干截留占冠层截留的比例普遍高于阔叶林。季节性方面,枝干组分在非生长季的截留作用强于生长季,其中落叶型森林枝干截留贡献接近甚至高于叶片截留(图2)。研究强调了植被冠层组分在降水截留中的动态作用,特别是不应该忽视枝干组分对截留过程的影响,研究结果可为全球陆地水文模型优化提供有重要方法和参数支撑,这对理解全球变化背景下植被生态水文响应机制具有重要意义。

该研究成果以“Substantial Contribution of Woody Components to Rainfall Interception in Chinese Forests: Insights from a Refined Analytical Model”为题,发表于国际水科学领域顶级期刊《Water Resources Research》(简称WRR)。蒋志云副教授为论文第一作者及通讯作者,华南师范大学为第一作者单位,本研究得到国家自然科学基金等项目资助。WRR是美国地球物理学会(AGU)的旗舰期刊,创刊于1965年,旨在发表全球范围水文水资源等领域原创性研究,是水科学领域最重要的国际学术平台之一,在国内外水科学学界享有斐然的学术声誉和口碑,是我校代表性成果目录顶尖B层次刊物。

蒋志云副教授近年来主要围绕植被与水分相互作用为核心的生态水文学研究,基于野外观测与实验、模型模拟、遥感分析和数据整合等技术手段,在植被生态水文过程与生态适应机制等方面取得了一系列创新性成果。以第一或通讯作者在《Water Resources Research》、《Global Change Biology》、《Agricultural and Forest Meteorology》、《Journal of Hydrology》、《Geoderma》等国际主流期刊发表学术论文30余篇,高被引论文2篇,单篇论文最高被引393次,入选2024、2025年中国知网高被引学者Top1%。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目,中国博士后科学基金特别资助项目等近10项,入选中国生态学学会青年人才托举工程。受邀担任《Journal of Plant Ecology》、《地理科学》、《应用生态学报》等青年编委。


论文链接:

https://doi.org/10.1029/2025WR041189