近日,水土保持学院王平教授团队在水资源领域顶级期刊、美国地球物理联合会旗舰期刊《Water Resources Research》上发表了关于水生植被阻力的最新研究论文“Drag in Vegetation Canopy: Considering Sheltering and Blockage Effects”,水保学院博士生刘玉岩为论文第一作者,王平教授为通讯作者,北京林业大学为唯一完成单位。
水生植被在河流、湖泊和湿地中起着至关重要的作用,准确预测植被群的阻力对有效的河流湖泊管理和生态系统保护尤为关键。然而由于植被群内部的相互作用,其阻力表现显著不同于孤立植被。植被群阻塞和遮蔽效应对阻力的影响尚未得到充分的理解和准确的量化,这给精确预测植被群阻力、洪水管理、河流湖泊生态修复等带来了挑战。
针对这些问题,研究团队开展了室内水槽实验,结合理论分析,探讨了不同植被排列配置下的植被阻力变化。重点分析了阻塞和遮蔽效应与横向和流向植被间距的关系。团队引入了一个结合两种效应的统一参考速度,基于此建立了一个广泛适用的阻力模型,可以预测各种密度条件下的阻力表现。最后,团队提出了一个用于量化阻力的临界特征值,该值有助于揭示不同间距布置下植被阻力的最终表现。
这些发现为预测刚性挺水植被冠层的阻力提供了一种可靠的方法,大大增强了对植被水动力过程的理解,研究方法可以为优化植被配置和提高生态系统服务功能提供理论支撑。
该研究得到了国家自然科学基金面上项目(52179056)、中央高校优秀青年团队项目(QNTD202303)和雄安新区科技创新专项任务(2023XAGG0066)的资助。
论文链接:ttps://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023WR036521