從植被的功能角度出發(fā)，植被可分為光合植被和非光合植被，非光合植被是指枯枝落葉層、農(nóng)田殘茬以及處于休眠和枯死狀態(tài)的草、葉、枝和干等。非光合植被作為生態(tài)系統(tǒng)中不可忽視的部分，是非生長季地表植被的主要組成部分。

中國西北地區(qū)非生長季風(fēng)蝕災(zāi)害嚴重，此時，非光合植被主要承擔(dān)降低風(fēng)蝕的任務(wù)。而在眾多主流風(fēng)蝕模型中，植被覆蓋度的計算一般采用NDVI數(shù)據(jù)，但是NDVI數(shù)據(jù)對于非光合植被不敏感，無法準(zhǔn)確計算非光合植被的覆蓋度，進而造成風(fēng)蝕量估算的不確定性。因此，亟需準(zhǔn)確估算非光合植被蓋度并將其嵌套進風(fēng)蝕模型中以提高風(fēng)蝕模數(shù)的估算精度。

Revised　Wind　Erosion　Equation?。≧WEQ）　模型集成了植被－殘茬模塊，是嵌套非光合植被的理想模型。同時，毛烏素沙地非生長季風(fēng)蝕嚴重，且在非生長季保有大量非光合植被，是研究嵌套非光合植被的理想?yún)^(qū)域。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院科研團隊對毛烏素沙地非光合植被的高光譜數(shù)據(jù)進行了采集，并基于Landsat　8－OLI數(shù)據(jù)估算了毛烏素沙地2014－2017年的非光合植被覆蓋度。同時，研究人員對毛烏素沙地的風(fēng)蝕量進行了觀測，用于驗證模型模擬的結(jié)果。

研究結(jié)果表明，使用Landsat　8－OLI計算的非光合植被覆蓋度為使用NDVI數(shù)據(jù)計算的非光合植被覆蓋度的2.71倍。在將非光合植被嵌套進RWEQ模型后，經(jīng)過野外觀測數(shù)據(jù)驗證，模型的模擬精度得到了明顯提升，用于評估模型模擬精度的RMSE和Re僅為未嵌套非光合植被時的二分之一，模型模擬值和觀測值之間的R2上升5％。

研究表明，未嵌套非光合植被的RWEQ模型高估了毛烏素沙地的風(fēng)蝕模數(shù)。2014－2017年高估的風(fēng)蝕模數(shù)分別為130.48?t／km²／a，91.79?t／km²／a，85.51?t／km²／a　和　93.76?t／km²／a，高估率分別為26.52?％，16.9?％，21.47?％　和31.33?％。風(fēng)蝕模數(shù)的高估率與區(qū)域的風(fēng)蝕模數(shù)和非光合植被覆蓋度有關(guān)。

本研究將非光合植被嵌套進RWEQ模型，提高了模型的模擬精度，為風(fēng)蝕模型的發(fā)展提供了新的視角。

該成果以An　improvement　of　the　Revised　Wind　Erosion　Equation　by　considering　the　effect　of　non－photosynthetic　vegetation為題發(fā)表于Geoderma。

西北研究院博士研究生劉秀帆為論文第一作者，杜鶴強研究員為論文通訊作者。該研究獲國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等聯(lián)合資助。

圖1　嵌套非光合植被后與嵌套非光合植被前的RWEQ模型模擬精度

圖2　未嵌套非光合植被時風(fēng)蝕模型的高估量

論文鏈接：https：／／doi．org／10.1016／j．geoderma．2024.116880