蒸散（Evapotranspiration, ET）是陆地生态系统水循环的重要组分，是仅次于降雨的第二大水文通量，其年际趋势和变异特征是生态水文学家关注的研究热点。河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站位于亚热带-暖温带过渡区，气候变化引起的该区域降水格局的季节性和年际变异较大。为此，依托宝天曼生态站开展了该地区地带性植被-以栎类为主的暖温带落叶阔叶林生态系统蒸散的年际变异及其环境和生物调控机制的研究。

本研究基于涡动相关通量观测技术，对连续6年（2017-2022）的通量观测数据进行分析，发现该天然栎林的蒸散没有明显的年际变化趋势，但其年际变异较大，变异系数为20%。环境因子比生物因子对蒸散的年际变异影响更大，其中参考作物蒸散（ET₀）是影响森林蒸散年际变异的最关键因子。由于环境因子的季节变化明显，生长季前期每月蒸散的年际变异主要受降雨影响，而生长季中期每月蒸散的年际变异主要受温度和辐射影响。虽然该地区降雨的年际变异也很大，变异系数为22%，但总体上该地区的降雨相对充沛，因此从长时序的角度来看，大气蒸发需求（ET₀）而不是水分供给（降雨、土壤水分）主导了该地区典型天然栎林生态系统蒸散的年际变异。

此外，本研究发现该地区典型天然栎林生长季期间的每月作物系数（K_c=ET/ET₀）在正常和湿润年份有时会大于1。基于中国通量网络的数据，利用同样的方法计算了全国其他9个典型森林生态系统的每月K_c，结果发现，哀牢山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳橡胶林站点也呈现了类似情况，但呼中、小浪底、金佛山和西双版纳热带雨林的每月K_c则始终小于1。体现了本研究的发现将来也有潜力用于评估全球典型森林生态系统的水分利用及其影响机制。

图1 2017-2022年宝天曼锐齿槲栎林实际蒸散(ET)的月动态

图2 2017-2022年每月的实际蒸散(ET)和参考作物蒸散(ET₀)

相关研究成果以“Environmental and biological controls on the interannual variations of evapotranspiration in a natural oak forest”为题，于2024年3月发表在Agricultural and Forest Meteorology（Q1, IF=6.2），森环森保所已毕业博士牛晓栋和陈志成副研究员为论文共同第一作者，刘世荣院士为通讯作者。本研究获得国家“十四五”重点研发项目、中国高分辨率对地观测系统国家科技重大专项项目的联合资助。（牛晓栋、陈志成/森环森保所）