‘壹’ 生态系统服务功能模块之水源涵养计算
水源涵养的定义:生态系统通过其结构和过程拦截滞蓄降水,增强土壤下渗,涵养土壤水分和补充地下水,调节河川流量,增加可利用水资源量的功能。
水源涵养量的计算公式为:WR = V * K * Y * T1
其中:WR为水源涵养量(mm);V为流速系数;K为土壤饱和导水率;Y为产水量;T1为地形指数。
要计算水源涵养量,需要确定V、K、Y、T1,以下是对它们如何确定的说明。
流速系数V:视植被类型而定,根据文献,水田、水体、建设用地取2012,林地、草地、岩石及裸地分别取200、500、1500。
土壤饱和导水率K:K = C1 + C2,C1、C2分别为土壤黏粒与砂粒含量(%)。土壤黏粒与砂粒含量通过下载土壤数据获得。链接如下:链接
地形因子T1:T1 = a / b,a为单位等高线长度的上坡集水区面积,b为局部地段坡度。通过arcgis计算。
产水量Y:使用Invest模型计算,需要收集的数据包括年降水量、蒸散发数据、植被根系限制层数据、土层内植被可用水量(PAWC)、土壤利用数据、植被生理系数表以及Z参数。数据收集和处理方式见下文。
年降水量:从中国1km分辨率逐月降水量数据集下载,格式为nc,需转化为mm。链接:链接
蒸散发数据:下载数据,单位需转化为mm。链接:链接
植被根系限制层数据:可用基岩深度代替。
土层内植被可用水量(PAWC):通过世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集获取。公式为:PAWC = sand * (1 - OM) + sily * (1 - OM) + clay * (1 - OM) + OM * 0.5,其中sand、sily、clay、OM分别表示土壤砂粒、粉粒、黏粒、有机质的含量,单位为%,OM为土壤有机质含量。
土壤利用数据:通过GEE下载。
植被生理系数表:LULC生物物理参数表。所有LULC栅格中的值都必须在该表中有相应的条目。字段包括lucode、lulc_veg、root_depth、kc。
Z参数:通过研究区的水资源公报调整。下载研究区的政府网站水资源公报,调整计算结果以保证产水系数接近于0.505。
研究区边界文件:提供研究区边界信息。
完成数据收集后,使用Invest模型计算出产水量,接下来按照公式WR = V * K * Y * T1,就可以得到水源涵养量。
至此,所有参数确定,水源涵养量的计算完成。感谢您的关注与支持,期待下次分享更多生态知识。加油,每个追求美好人生的人!