氣候變化下的流域水文學(xué)研究綜述

氣候變化下的流域水文學(xué)研究綜述

水文科學(xué)是以土地水環(huán)境研究為核心的，以土壤水動(dòng)力學(xué)、地下水動(dòng)力學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐為重點(diǎn)的。同時(shí)，它是一個(gè)完整的整體研究水、能量、物質(zhì)（沉積物、二氧化碳、養(yǎng)分等）的結(jié)合循環(huán)，以及土地和氣的相互作用，以及水文過(guò)程和生態(tài)過(guò)程之間的相互作用。生態(tài)水文學(xué)是水文學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉學(xué)科,由于氣候變化與人類活動(dòng)加劇引起的流域植被生態(tài)退化問(wèn)題日益嚴(yán)峻,同時(shí)由于流域水文過(guò)程與植被生態(tài)過(guò)程的緊密相互作用,流域植被生態(tài)水文問(wèn)題近年來(lái)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一?；谖墨I(xiàn)調(diào)研,本文旨在從流域水文過(guò)程與植被相互作用機(jī)理、流域植被生態(tài)水文模型、氣候變化下的流域生態(tài)水文響應(yīng)三個(gè)方面闡述流域水文過(guò)程與植被相互作用研究的現(xiàn)狀,分析流域生態(tài)水文學(xué)研究的發(fā)展歷程與趨勢(shì)。1流域水文過(guò)程與植被相互作用規(guī)律的研究1.1降水入滲增加了土壤水分等重要方面,植被覆蓋度較植被通過(guò)根系吸水和氣孔蒸騰對(duì)水文過(guò)程直接作用,同時(shí)也通過(guò)其垂直方向的冠層結(jié)構(gòu)和水平方向的群落分布對(duì)降雨、下滲、坡面產(chǎn)匯流以及蒸散發(fā)過(guò)程產(chǎn)生間接影響,形成了植被對(duì)水文過(guò)程的復(fù)雜作用。植被對(duì)降雨的影響主要表現(xiàn)為冠層截留及莖干流對(duì)降雨的重分配作用。植被的截留能力受植被類型、郁閉度、降雨量和降雨強(qiáng)度等因素影響。一般情況下,郁閉度愈大、降雨量和降雨強(qiáng)度較小,植被的截留能力愈大。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)各類森林生態(tài)系統(tǒng)的林冠降雨截留率的平均值為22%左右。除去根系吸水對(duì)土壤水的直接影響,植被對(duì)土壤水以及坡面產(chǎn)流的影響還主要表現(xiàn)為對(duì)土壤入滲能力及深層滲漏補(bǔ)給的影響。植被與土壤下滲能力有密切關(guān)系,研究表明,林地土壤的水分入滲能力明顯大于非林地,林地入滲率平均值是荒地的3~4倍。森林能增加降雨入滲,主要是兩個(gè)方面的原因:一是植被能增加土壤入滲能力;二是植被改變了地表特性(如地表糙率或地表貯水能力),這使得水分入滲到土壤的機(jī)會(huì)增大。王根緒等研究了高寒草地植被覆蓋變化對(duì)土壤水分循環(huán)的影響,發(fā)現(xiàn)青藏高原河源區(qū)高寒草甸草地的植被覆蓋度與土壤水分之間具有顯著的相關(guān)關(guān)系,草地的水源涵養(yǎng)功能明顯。同時(shí),植被能夠通過(guò)根系的水力重分布機(jī)制(HydraulicRedistribution)傳輸土壤水,從而改變表層土壤水分和深層土壤水分的分布,并影響水文過(guò)程。一般認(rèn)為植被覆蓋率與流域蒸散發(fā)成正比,這是由于流域蒸散發(fā)主要來(lái)源于植被的蒸騰作用和冠層的截留蒸發(fā),但有研究發(fā)現(xiàn)在植被的生長(zhǎng)季節(jié)和非生長(zhǎng)季節(jié)這個(gè)規(guī)律發(fā)生了變化。程根偉等利用修正的Penman-Monteith公式對(duì)比分析貢嘎山林區(qū)非森林地面蒸發(fā)和森林蒸散后發(fā)現(xiàn),在非生長(zhǎng)季節(jié),模擬的林地蒸發(fā)小于裸露地面蒸發(fā)量;而在生長(zhǎng)季節(jié),結(jié)果相反;在5月或10月,二者則基本相當(dāng)。森林植被對(duì)流域徑流的影響目前還存在較多的爭(zhēng)論,多數(shù)研究認(rèn)為無(wú)論在濕潤(rùn)還是在干旱地區(qū),植被覆蓋率降低都會(huì)造成徑流量顯著增加。Loch對(duì)比分析澳大利亞昆士蘭州南部植被覆蓋度分別為0%、23%、37%、47%以及100%區(qū)域的產(chǎn)流和地表入滲,結(jié)果顯示植被覆蓋度增加將大大增加地表入滲,從而減小地表產(chǎn)流。劉昌明等在黃河流域的研究表明,林區(qū)的徑流系數(shù)遠(yuǎn)低于非林區(qū),林區(qū)徑流系數(shù)在5%以下,從林區(qū)到非林區(qū)徑流系數(shù)顯著遞增。也有研究認(rèn)為植被覆蓋度增加將導(dǎo)致徑流增大,李昌哲等在永定河流域選擇地形、地質(zhì)、氣候等條件基本一致的兩個(gè)小流域,其植被覆蓋率分別為41.8%和24.5%,研究結(jié)果顯示森林植被覆蓋度增加不僅能增加河川年徑流量,還能改善河川年徑流量的結(jié)構(gòu),即森林植被具有“增枯減洪”的作用。森林植被對(duì)地下水的作用較為復(fù)雜,一方面增加土壤入滲有利于水分補(bǔ)充到地下水;另一方面植被蒸騰作用消耗大量土壤水分以及植被改善土壤貯水能力,不利于水分下滲對(duì)地下水的補(bǔ)充;此外,有些植被根系,尤其是根深較大的植被吸水增多,可能導(dǎo)致地下水被植被吸收,使地下水位下降。1.2與ndvi相關(guān)的研究根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的不同,水文過(guò)程對(duì)植被的影響包括兩方面:水文過(guò)程對(duì)自然植被的影響及對(duì)農(nóng)作物的影響。水文過(guò)程對(duì)自然流域植被的影響研究,主要集中在土壤水及地下水對(duì)植被生長(zhǎng)的影響上。Adegoke等研究了土壤水分和植被指數(shù)的關(guān)系,結(jié)果表明土壤水分和植被歸一化指數(shù)NDVI(NormalizedDifferenceVegetationIndex)的相關(guān)關(guān)系較弱,然而滯后2個(gè)月的土壤水分與NDVI的相關(guān)關(guān)系卻很高,表明土壤水分可能是暖季植物狀態(tài)一個(gè)有效的指標(biāo),土壤水分還可能存在一個(gè)長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月的記憶期。在降水稀少的干旱地區(qū),自然植被主要受地下水埋深影響,Cooper等研究地下水位長(zhǎng)期下降對(duì)植被的影響,結(jié)果表明地下水位下降后植被格局發(fā)生顯著改變。農(nóng)作物生長(zhǎng)與水分關(guān)系密切,這方面的研究主要關(guān)注以蒸發(fā)蒸騰為核心的田間水分轉(zhuǎn)化關(guān)系。我國(guó)學(xué)者開展了大量虧缺灌溉對(duì)作物影響的研究,這些研究可以概括為三類:(1)田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合,分析虧缺灌溉對(duì)作物的影響。一般認(rèn)為,作物生長(zhǎng)期間內(nèi)水分虧缺將導(dǎo)致減產(chǎn),生長(zhǎng)期前的水分虧缺不但對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響,反而有利于提高水分生產(chǎn)效率,過(guò)度灌水反而會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng);(2)基于田間試驗(yàn),分析灌溉效益、進(jìn)行灌區(qū)作物種植和灌溉制度的優(yōu)化設(shè)計(jì)等,如劉鈺等、李霆等人的研究;(3)從生長(zhǎng)機(jī)理研究水分對(duì)作物的影響,如作物水分虧缺診斷指標(biāo)研究及基于生命需水信息的作物高效節(jié)水調(diào)控技術(shù)研究等。1.3生態(tài)最優(yōu)性原理的引入植被與水分、能量和物質(zhì)的耦合循環(huán)機(jī)理是研究陸面與大氣、水文與植被等相互作用的基礎(chǔ),是生態(tài)水文學(xué)研究的主要內(nèi)容和也是研究的難點(diǎn)。這方面的代表性研究有Ruddell等采用信息流理論描述大氣、植被、能量、水分以及二氧化碳之間的相互反饋?zhàn)饔?以此識(shí)別生態(tài)系統(tǒng)的基本機(jī)制。早在19世紀(jì),達(dá)爾文及其他生物進(jìn)化論者指出,自然選擇下的適應(yīng)性是生物具有的普遍特征,由此提出了生物進(jìn)化論中的最優(yōu)性原理。隨后最優(yōu)原理被引入植物生態(tài)生理學(xué)研究中,對(duì)于估算葉片尺度上的氣體交換,Cowan認(rèn)為,在給定的蒸騰條件下為了使光合作用達(dá)到最大,植物可使氣孔導(dǎo)度達(dá)到最優(yōu)值。Cowan把植物的最優(yōu)性描述為一系列相互聯(lián)系的最優(yōu)化目標(biāo),即養(yǎng)分、陽(yáng)光和水分的最優(yōu)化利用。M?kel?等認(rèn)為基于自然選擇和進(jìn)化的生物最優(yōu)性原理可以用于建立預(yù)測(cè)模型,用于研究環(huán)境變化的生態(tài)響應(yīng)。Donohue等認(rèn)為,在水分受限的環(huán)境中,可利用水分和植被之間有著非常密切的關(guān)系,多年生植被的葉面積可以根據(jù)土壤水分狀況來(lái)預(yù)測(cè),這意味著存在一個(gè)隨微氣象條件而改變的動(dòng)態(tài)生態(tài)水文過(guò)程。Hatton等認(rèn)為,應(yīng)該在大尺度內(nèi)尋找某種簡(jiǎn)單的生態(tài)水文平衡規(guī)律,Eagleson總結(jié)了這方面的研究成果,提出3個(gè)生態(tài)系統(tǒng)最優(yōu)假設(shè)來(lái)模擬和分析多年尺度的水量平衡。Rodriguez-Iturbe及其研究小組在Eagleson的研究基礎(chǔ)上,提出了基于最優(yōu)原理的隨機(jī)土壤水動(dòng)力模型,認(rèn)為植被生長(zhǎng)的最優(yōu)原則是使得植被全體的水分脅迫達(dá)到最小。Mackay探討了自然流域可能存在“生態(tài)水文平衡狀態(tài)”,認(rèn)為松葉林的冠層密度可以用一個(gè)水文平衡狀態(tài)來(lái)解釋,而這個(gè)平衡狀態(tài)主要受土壤水分、大氣濕度以及可利用氮控制。生態(tài)最優(yōu)性原理被應(yīng)用于植被與水文過(guò)程相互作用研究,但其理論本身在生態(tài)學(xué)界還存在爭(zhēng)議,應(yīng)用尚處于探索階段。2流域生態(tài)水文模型的研究2.1植被參數(shù)化與蒸騰模型的建立由于下墊面變化對(duì)水文過(guò)程及水量平衡有顯著影響,大多數(shù)水文模型不同程度地考慮了植被因素的影響,代表性模型有SiB2模型以及國(guó)內(nèi)的VIP模型等。這些模型中,垂向植被參數(shù)化主要包含在蒸騰、根系吸水、冠層能量傳輸以及二氧化碳交換4個(gè)過(guò)程的描述中,而空間植被參數(shù)化主要體現(xiàn)在不同植被類型的空間分布上。蒸騰模擬主要包括氣葉片氣孔導(dǎo)度、冠層空氣動(dòng)力學(xué)阻力和葉面積指數(shù)等參數(shù);根系吸水主要包括根表面吸水阻力以及根內(nèi)水分傳輸阻力等參數(shù);冠層能量傳輸主要包括冠層光學(xué)特性(如反照率)以及植被形態(tài)參數(shù)(例如冠層高度)等;二氧化碳交換則主要包括植被生理學(xué)特性參數(shù)(如電子傳輸速率、酶活性等)。這些過(guò)程在模型中相對(duì)獨(dú)立,彼此之間的內(nèi)在聯(lián)系尚未充分考慮在模型當(dāng)中。植被因素在水文模型中的引入增強(qiáng)了模型的機(jī)理性,提高了模型的模擬精度。但另一方面,模型復(fù)雜的植被參數(shù)化過(guò)程使得模型參數(shù)數(shù)量顯著增多,參數(shù)率定不僅需要更全面的觀測(cè),而且容易引起異參同效、過(guò)參數(shù)化等問(wèn)題。2.2對(duì)水文過(guò)程的模擬現(xiàn)有的大多數(shù)植被生長(zhǎng)模型來(lái)源于生物物理模擬模型。其中,一般的生態(tài)系統(tǒng)模型的重點(diǎn)在于植被碳循環(huán)的模擬,主要包括植被碳吸收以及碳在植物體內(nèi)的分配,對(duì)水文過(guò)程的模擬一般僅簡(jiǎn)單考慮土壤水分對(duì)植被生長(zhǎng)的脅迫作用。作物模型以CERES(CropEnvironmentResourceSynthesis)為代表,其中對(duì)水文過(guò)程的模擬主要包括蒸發(fā)蒸騰與土壤水分運(yùn)動(dòng)兩部分。蒸散發(fā)的模擬一般基于彭曼假設(shè),即與潛在蒸發(fā)成正比,并與植被參數(shù)(葉面積指數(shù)等)和土壤水分狀況有關(guān);土壤水分運(yùn)動(dòng)一般簡(jiǎn)化為根層土壤的水量平衡。在模擬作物生長(zhǎng)過(guò)程時(shí),一般先模擬無(wú)水分脅迫條件下的光合作用與呼吸作用,從而得到凈生產(chǎn)量,然后引入水分影響曲線并根據(jù)土壤水分情況進(jìn)行水分修正。在分配干物質(zhì)至不同器官時(shí),同樣采用經(jīng)驗(yàn)曲線或系數(shù)來(lái)考慮水分狀況的影響。Tubiello等認(rèn)為,作物生長(zhǎng)模型的局限性主要表現(xiàn)為各因素相互作用過(guò)程的描述比較簡(jiǎn)單,如在氣候變化條件下,未考慮作物對(duì)二氧化碳濃度升高的響應(yīng)等。Rosenzweig對(duì)作物模型的現(xiàn)狀分析認(rèn)為,現(xiàn)有的模型包含了許多簡(jiǎn)單、經(jīng)驗(yàn)性的關(guān)系,并未考慮二氧化碳升高引起的葉片溫度升高等生態(tài)生理響應(yīng)機(jī)理。2.3在最優(yōu)性假設(shè)中的應(yīng)用在生態(tài)水文模型中考慮植被動(dòng)態(tài)變化過(guò)程與水文過(guò)程相互作用的最常用方法就是將植物生長(zhǎng)模型與SVAT(SoilVegetationAtmosphereTransfer)模型耦合。最近,基于生態(tài)最優(yōu)性原理的生態(tài)水文模型開始出現(xiàn),這類模型對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化下的植被生態(tài)水文響應(yīng)具有強(qiáng)大生命力。vanderTol等以最大凈光合作用生產(chǎn)量為最優(yōu)性假設(shè),以光合作用能力和氣孔內(nèi)二氧化碳濃度為優(yōu)化參數(shù),采用一個(gè)生長(zhǎng)季為優(yōu)化時(shí)段,在FarquharC3光合作用模型的基礎(chǔ)上,優(yōu)化并模擬了自然落葉林的植被特征、二氧化碳同化量及蒸騰量。同樣以凈光合作用生產(chǎn)量最大化為最優(yōu)性假設(shè),Kleidon等通過(guò)一些列簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?以根深為優(yōu)化參數(shù),得到熱帶雨林地區(qū)的最優(yōu)根深值,并以此評(píng)價(jià)了根深對(duì)氣候的影響。Wang等以植被蒸騰最大化為最優(yōu)性假設(shè),以地表能量平衡為約束條件,以葉片溫度、葉水勢(shì),顯熱通量作為優(yōu)化參數(shù),將蒸騰表示為葉面溫度、二氧化碳吸收量、顯熱通量以及太陽(yáng)輻射的函數(shù),并通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證明了該假設(shè)的合理性。Schymanski等在水分受限地區(qū),基于最優(yōu)原理建立了冠層尺度的生態(tài)水文模型,假設(shè)自然植被通過(guò)自身進(jìn)化已經(jīng)形成了一種最優(yōu)的水分利用策略,使得植被的“凈碳”達(dá)到最大,并耦合光合作用-碳吸收模型和水量平衡模型,優(yōu)化在給定氣象條件下自然生態(tài)系統(tǒng)的植被覆蓋度、光合作用能力以及水分利用效率等要素,并模擬植被的二氧化碳同化量以及蒸散發(fā),模型不再需要把植被因子當(dāng)作參數(shù)。目前,基于生態(tài)最優(yōu)性原理的生態(tài)水文模型僅在有限的氣候和生態(tài)系統(tǒng)條件下得到了驗(yàn)證,在流域尺度還缺乏研究。3對(duì)流域生態(tài)水文氣候變化的反應(yīng)研究3.1蒸發(fā)服蒸發(fā)量t蒸散發(fā)是聯(lián)系植被與水文過(guò)程的紐帶之一,氣候變化下的流域蒸發(fā)蒸騰響應(yīng)是研究的重要方面。一般認(rèn)為溫度升高將使地球表面的空氣變干,從而增加陸面水體的蒸發(fā)量。然而,研究表明,過(guò)去50年間全球各地蒸發(fā)皿蒸發(fā)量或潛在騰發(fā)量呈下降趨勢(shì),這種蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的預(yù)期值與觀測(cè)值相悖的現(xiàn)象稱為“蒸發(fā)悖反”現(xiàn)象。蒸發(fā)皿觀測(cè)的蒸發(fā)量下降,其原因包括:由于大氣中云量的增加,造成太陽(yáng)輻射量下降;由于大氣中氣溶膠等污染物增加,造成太陽(yáng)輻射量下降;由于空氣濕度增加,造成水汽壓差減小;由于季風(fēng)變化,引起陸面風(fēng)速下降等。蒸發(fā)皿蒸發(fā)量(可代表潛在蒸散發(fā)量)下降是否意味著陸面蒸發(fā)的下降,存在不同觀點(diǎn)。楊大文等基于Budyko假設(shè),給蒸發(fā)正比與蒸發(fā)互補(bǔ)兩種觀點(diǎn)做了統(tǒng)一解釋,在水分控制條件下實(shí)際蒸發(fā)與潛在蒸發(fā)之間為互補(bǔ)關(guān)系,這時(shí)實(shí)際蒸散發(fā)并不一定隨潛在蒸發(fā)下降而減少;在能量控制條件下二者則為正比關(guān)系,這時(shí)實(shí)際蒸散發(fā)將隨潛在蒸散發(fā)下降而減少。隨后的研究還發(fā)現(xiàn),流域植被與蒸散發(fā)二者之間存在顯著相關(guān)關(guān)系,將植被作為參數(shù)之一引入流域蒸散發(fā)模型中可以提高模擬精度。3.2氣候變化對(duì)植被的影響由于植被對(duì)水文過(guò)程的顯著作用,研究氣候變化對(duì)植被覆蓋度的影響以及對(duì)植被光合作用的影響是氣候變化對(duì)植被影響的重要研究?jī)?nèi)容。袁婧薇等分析了中國(guó)氣候變化的植物信號(hào)和生態(tài)證據(jù),指出氣候變暖導(dǎo)致中國(guó)33°N以北大部分地區(qū)植物春季物候期顯著提前,植被生長(zhǎng)季延長(zhǎng);群落物種組成和分布發(fā)生改變,主要表現(xiàn)在長(zhǎng)白山等高山群落交錯(cuò)帶物種組成和林線位置的變化以及青藏高原高寒草甸的退化;全國(guó)總體植被蓋度增加,植被活動(dòng)加強(qiáng),生產(chǎn)力增加。莫興國(guó)等采用VIP模型并利用衛(wèi)星遙感反演地植被葉面積指數(shù),模擬了1981—2001年黃土高原無(wú)定河區(qū)域植被總第一生產(chǎn)力和水量平衡的時(shí)空變化特征及其對(duì)氣候變化的響應(yīng),指出溫度上升延長(zhǎng)了植物適宜生長(zhǎng)時(shí)間,提高了生產(chǎn)潛力。Shi等的研究表明,過(guò)去50年來(lái)的氣候變化已經(jīng)使中國(guó)西北地區(qū)13%的地表植被覆蓋得到改善,植被增加的主要地區(qū)位于新疆西部和北部。Yu等采用植被-土壤-大氣碳交換模型(CEVSA),模擬結(jié)果認(rèn)為21世紀(jì)末中國(guó)會(huì)有正向的植被增加。3.3氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響氣候變化對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)影響的研究熱點(diǎn)主要為對(duì)作物產(chǎn)量的影響和對(duì)作物耗水的影響兩個(gè)方面,目前的研究大多集中于前者。氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響主要來(lái)源于二氧化碳濃度升高和氣溫升高兩個(gè)因素。實(shí)驗(yàn)研究表明,當(dāng)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)位于(140~900)×10-6之間時(shí),小麥產(chǎn)量隨二氧化碳濃度的升高而升高,之后又隨著二氧化碳濃度的升高而略微下降。氣溫升高盡管有利于光合作用,但導(dǎo)致作物生長(zhǎng)期縮短,從而減少了生物量和產(chǎn)量。關(guān)于氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量影響的研究通常采用兩類方法:模擬實(shí)驗(yàn)和模型模擬。模型模擬研究以作物生長(zhǎng)模型為基礎(chǔ),未來(lái)氣候情景采用氣象要素假定法或大氣環(huán)流模式預(yù)測(cè)值,作物生長(zhǎng)模型以CERES和WOFOST為代表。氣候變化對(duì)灌溉水需求的影響是全球關(guān)注的問(wèn)題。D?ll估算,2070年全球的凈作物灌溉需求(蒸騰損失)將要增加5%~8%,其中亞洲東南部將增加15%;Fischer等的研究結(jié)果認(rèn)為,至2080年全球凈灌溉需求量將增長(zhǎng)20%;Rosenzweig的研究表明,增加灌溉可以緩和氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量帶來(lái)的負(fù)面影響;劉曉英等認(rèn)為,在未來(lái)氣溫升高的情況下,華北地區(qū)主要糧食作物的需水量總體上將增加,使得已緊張的水資源供需矛盾更加突出;Tung等認(rèn)為,二氧化碳濃度倍增會(huì)增大蒸散發(fā),從而增大作物需水量。關(guān)于未來(lái)氣候情景下區(qū)域灌溉需水量的預(yù)測(cè),大多采用了基于潛在蒸發(fā)的折算方法以及傳統(tǒng)的水量平衡方法。4未來(lái)的研究趨勢(shì)和展望20世紀(jì)90年代以來(lái),隨著人們對(duì)水分、能量、大氣和植被等過(guò)程研究的深入,各過(guò)程之間的相互作用研究以及流域生態(tài)水文系統(tǒng)的研究成為熱點(diǎn),研究注重對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的整體識(shí)別,揭示要素之間的相互聯(lián)系和反饋機(jī)制。就流域生態(tài)水文模型方法的發(fā)展趨勢(shì)而言,確定性、復(fù)雜動(dòng)力學(xué)方法是現(xiàn)代水文學(xué)的主流,但其愈來(lái)愈受到這樣的質(zhì)疑,即沒(méi)有足夠的觀測(cè)資料給模型提供參數(shù)或驗(yàn)證。現(xiàn)有的生態(tài)水文模型大多試圖將能量、水分及植被生態(tài)過(guò)程耦合,其中僅有的約束是守恒方程和連續(xù)方程,模擬的結(jié)果是否遵守生態(tài)水文學(xué)法則受到質(zhì)疑。近年來(lái),基于植被生態(tài)最優(yōu)性原理的生態(tài)水文模型研究開始活躍于國(guó)際生態(tài)水文學(xué)研究領(lǐng)域,特別是在預(yù)測(cè)未來(lái)氣候條件下的生態(tài)水文響應(yīng)方面,具有巨大的潛力。針對(duì)流域水文過(guò)程與植被的相互