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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

1.1研究意义

水分利用效率被定义为每一单元蒸腾的水分所固定的碳的数量³，其能够衡量碳固定量和陆地生态系统水分流失之间交换的平衡关系 。用来测定区域或全球范围wue的最为广泛使用的定义是npp与et的比值^13、14、20，但wue也可以表示为：wue = (npp/t) * (t/et)³。npp/t是以测量植物蒸腾作用可以生产多少干物质为基础的wue的指标。而t/et则是分割蒸发散和蒸发的指标，它描述了水汽通量是怎么在生态生物学过程和物理过程之间分配的^7，25。wue反映了生态系统的碳固定和水分流失之间的收支平衡。然而在生态系统碳吸收和水分消耗之间的转化却存在着不平衡¹⁴。生态系统水分利用效率被包括生物和非生物的两类因素影响着，例如叶面积指数、植被类型、辐射、温度和降水⁷。降水是一种影响水分利用效率时空变化的主要因素^4、8。作为另一个最重要的生物因素，叶面积指数影响植被的生长。叶面积指数可以将蒸发散划分为蒸腾和蒸发，而且它还对npp和et起着重要的控制作用，因此也会影响wue。那么量化水分利用效率的时空变化和环境控制因子对理解陆地生态系统对气候变化的反应有着重要的意义^4-6。

黄土高原位于中国中部偏北，其年蒸发量普遍高于降水量。暖温带夏绿阔叶林、森林草原、干草原及中温带荒漠草原四个植被带贯穿其中，而各种植被的水分利用效率分布和变化趋势又各有不同¹ 。黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一，作为生态环境的脆弱区和气候变化的敏感区，水资源短缺限制其经济社会与生态系统可持续发展²，因此了解黄土高原水分利用效率的时空分布以及各因素影响水分利用效率的机制就显得尤为重要。毕业论文对水分利用效率的研究可以为水土流失严重的黄土高原的水资源合理利用和推广耗水量低且生产力高的耐旱植被提供科学参考。

2. 研究的基本内容

1、分析处理2000年—2014年间黄土高原地区太阳辐射、气象要素、地表覆被类型、叶面积指数等数据；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

第一-二周：查阅文献资料,了解国内外有关水分利用效率的研究，并对其有初步的认识。

第三-四周：收集资料，进行资料的初步处理。

第五周： 分类汇总黄土高原2000-2014年期间太阳辐射、气象要素、地表覆被类型、叶面积指数数据，做好准备工作。

4. 参考文献

[1]liu,y. et al. water use efficiency of chinas terrestrial ecosystems and responsesto drought. sci. rep. 5,13799; doi: 10.1038/srep13799 (2015).

[2] zhangt, peng j, liang w, yang y t, liu y x.spatial–temporal patterns of water useefficiency and climate controls in chinas loess plateau during 2000-2010. scienceof the total environment,2016, 565: 105-122.

[3]baldocchi,d. a comparative study of mass and energy exchange rates over a closed c3(wheat) and an open c4 (corn) crop: ii.co2 exchange and water use efficiency. agr.forest. meteorol. 67, 291–321(1994).