Page 128 - 水利学报2025年第56卷第4期

图 2 汇流模块中水流方向编码与上游集水面积示意（以金沙江下游为例）

明 UWUE 在拟合 GPP-ET 关系时效果更佳。因此，本模型采用 UWUE 计算 GPP：
UWUE∙ET
GPP = （25）
VPD k
式中：GPP 为总初级生产力，g·m ；UWUE 为
-2
表 2 碳循环模块参数 ［5，17］
k
潜在水分利用效率系数，g·hPa /kg；ET 为生态
RE = m + n∙GPP
系统的实际蒸散发，mm；VPD 为饱和水汽压 土地利用类型 UWUE/
0.47 -1
（g·hPa ·kg ） m±SD n±SD
差，hPa；k 为模型参数，根据 Zhang 等 ［17］ 使用
落叶林 8.12 30.8±2.93 0.45±0.03
FLUXNET 数据对全球不同生物群落的评估结
常绿林 6.59 9.9±2.24 0.38±0.03
k
果，k 为 0.47 时月尺度 ET 与 GPP×VPD 之间拟
混交林 6.71 24.4±4.24 0.62±0.05
合效果最佳，因此模型中 k 取 0.47。
草地 5.38 18.9±2.31 0.64±0.02
RE、NEE 与 GPP 的线性回归关系：
RE = m + n∙GPP ；NEE = RE - GPP（26） 灌木丛 4.22 9.7±3.03 0.56±0.08
式中： RE 为生态系统呼吸，g·m ；NEE 为净 湿地 4.83 7.8±3.04 0.56±0.03
-2
-2 城镇建筑用地 6.20 9.7±3.03 0.56±0.08
生态系统碳交换，g·m ；m、n为基于 FLUXNET
全球通量数据集推导出的经验参数。碳循环模 裸地 6.20 9.7±3.03 0.56±0.08
块 中 不 同 土 地 利 用 类 型 所 采 用 的 参 数 值 详 耕地 6.03 30.8±2.93 0.45±0.03
见表 2。 水体/冰雪 0 0 0

4 讨论

WaSSI-CN 模型采用模块化设计，以 WaSSI 生态水文模型为基础，通过改进蒸散发、积融雪、径
流、固碳等模块，使其在不失去物理真实性的前提下具备较高的灵活性。模型中所使用的参数主要包
括以下几类：（1）基于已有研究所设定的区域性经验/半经验参数。这类参数已在前人研究中通过实测
数据验证，例如积融雪过程中的温度阈值参数，主要参考中国已有的流域尺度研究与美国相似气候条
件下的经验参数。（2）基于全球通量数据所设定的不同植被条件下的蒸散发与碳循环经验参数。这些参
数涵盖了主要的 IGBP （International Geosphere-Biosphere Programme） 土地利用类型，具有较强的代表
性。（3）基于土壤属性的土壤水运移与产流模块参数，相关参数主要受土壤类型、土层厚度、渗透系
数等因素控制，具有较明确的物理意义。因此，WaSSI-CN 能够有效处理无测站流域的模拟需求，
通过结合物理机理的水文过程模拟与遥感数据，在缺乏长期水文观测的地区仍能具备较高的可靠
性。模型能够准确捕捉中国复杂地形和气候条件下的水碳动态变化，并适用于不同类型的流域和生
态系统。此外，可根据实际需求，进一步调整蒸散发、固碳等模块的参数，在不同情境与尺度上优化
模型性能。

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