总的来说，与贫瘠的土地(仅蒸发)相比，植被的存在是否增加/减少了总失水(蒸散)?

Question

我正在做一些关于沙漠化的文献综述。然而，我找不到任何与我的问题相关的信息。据我所知，贫瘠的土地比有植被的地区面临更大的加热和风，但植被的存在会导致蒸发表面积的巨大增加。在我看来，它们是对立的因素。根据我的直觉猜测，我认为贫瘠的土地会遭受更大的失水，但这方面有没有可靠的研究?有没有一种方法可以计算和比较两种情况下的总失水量?

Answer 1

我认为最好介绍一些定义。在这类研究中，通常定义两种类型的蒸散发(或蒸发，但为了方便起见，我在回答这个问题时将坚持使用蒸散发):实际蒸散发和潜在蒸散发:巴基斯坦的水资源及其管理，作者Jannat Iftikhar

正如你已经正确地陈述的那样:当植被存在时，地表(通常)拥有更多的水，因此更多的水会流失到大气中。当贫瘠的土地经历更多的加热和强风时，贫瘠的土地往往会有更少的水分蒸发。因此，即使条件允许更快和更严重的蒸散，也没有水来蒸散。

下图显示了这一原则在萨斯卡通的两个集水区的一个很好的例子。尽管这个数字不是关于面临沙漠化的地区，但它确实例证了上述原则。
巴特尔等人，2012）

可以看出，图(a)的潜在蒸散量在夏季较高，而图(b)的实际蒸散量由于水汽存量较大而较高。

为了具体说明沙漠化方面的差异，研究经常比较大小相似、气象条件(辐射、降水等)但植被类型不同或植被数量/覆盖度不同的集水区。

对于水过剩的流域，我们可以检查该特定流域的流量和平均降水量(将流量乘以流域面积)。两者之间的区别是水分流失到其他过程，其中蒸散是主要的一个。

针对土地贫瘠的情况，采用了不同的方法。人们可以尝试根据测量或估计的气象和大气参数来计算地表的能量平衡。另一种选择是放置一个蒸发盘，它基本上是一个平面上有一层水。随后，人们可以确定在一段时间内损失了多少水(考虑到降水)。

来源:

伊夫提哈尔•j .(2017)。土壤水分蒸发蒸腾损失总量。巴基斯坦水资源及其管理。

M Buttle, James & Boon, Sarah & Peters, Daniel & Spence, Christa & van Meerveld, Ilja & Whitfield, Paul。(2012)。加拿大临时河流水文概况。加拿大水资源杂志。

Answer 2

除了其他答案中(正确地)写的内容外，我想添加几个数字，以帮助理解所涉及的动态:

第一个图是借用这个有趣的纸埃里森等人，2017）

所以，正如你猜对了，裸露的土地比森林地区“更热”。但当你说"贫瘠的土地比有植被的地区面临更大的热和风，我认为你有点混淆相关性和因果关系:如果表面暴露在相同数量的辐射下，那么温度的差异是由土地覆盖给出的。差异的大小是由大量因素决定的，其中包括:辐射吸收(包括颜色)、地形、材料的成分(岩石、水、土壤……)、表面周围空气的成分(别忘了水蒸气有温室效应)、暴露在辐射下的面积等等。通过所有这些变量的组合，树木的存在导致在相同的太阳辐射下，温度较低。有趣的是，在图中，较新鲜的区域是池塘……这是由于水体的热惯性。

继续关于森林地区的讨论，树木就像一个“水泵”:它们从土壤中吸收土壤水分，并将其循环到树枝和树叶中(见下图)。这意味着它们增加了地表的可用水量。此外，树叶还起到了“表面倍增器”的作用，它们提供了多个捕捉辐射的小表面。此外，水的存在将部分热量以蒸汽的形式传递出去。基本上，树叶会做人体会做的事情，控制它们的热调节，也通过蒸腾大量的水(请看这篇文章)．不同土地覆盖的冷却效果也通过改变对流换热来影响风(因此，风同时是“新鲜”的原因和结果)。

Pereira等，2017标题上写着"在ED2中求解的焓通量(所有箭头)和水通量(除了纯黑色箭头)的示意图。原理图基于Walko et al.(2000)和Medvigy et al.(2009)。(图由马科斯隆戈)．＂

总之，(过度简化)树木的存在增加了暴露在辐射下的水和表面的量，这与许多其他物理和化学过程一起，导致空气中更大的水分和更大的热量分散(这意味着在某些地方，有森林的系统比没有树木的系统更新鲜)。回答标题中的问题:树木的存在增加了空气中的水分分散。为了更好地了解植被对水量平衡的影响，请参阅下图:

Wohl等人2012年）

Answer 3

在一般情况下，植被区蒸发量大于裸地蒸发量。你是正确的，植被会增加边界层，从而减少地面的蒸发，但拦截降水也意味着一些降水在到达地面之前就会蒸发。

植被类型和地表覆盖度的影响通常会减少径流，但水会渗入。入渗对增加蒸散比增加蒸发量很重要。在裸露的土壤条件下，进入足够深的土壤柱的水不会蒸发，而是失去了相互流动或补充。植物根系吸收了大量的渗透，因此蒸腾作用增加。根越深，能吸收的渗透就越多。