劉文娟

摘 要：區(qū)域蒸散是陸面生態(tài)水文過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是區(qū)域水資源管理和水循環(huán)研究的重要內(nèi)容。因此，研究影響區(qū)域蒸散的因子具有十分重要的意義。該文從氣候條件和不同下墊面條件對(duì)區(qū)域蒸散的影響進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：區(qū)域蒸散量的大小受自然氣候條件如風(fēng)速、最高溫度、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)的影響，其中在中國(guó)西北地區(qū)風(fēng)速是首要影響因子；地形、土壤因素及土地利用/覆被狀況均會(huì)對(duì)區(qū)域蒸散量產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：區(qū)域蒸散；氣候；地形；土地利用/覆被

中圖分類號(hào) P426.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）22-32-02

Research Progress on Regional Evapotranspiration's Impact Factors

Liu Wenjuan

（School of Agriculture Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

Abstact：Regional evapotranspiration（ET）is among the major components of the ecological processes and hydrological processes for land surface and is arguably the most important component of the water cycle and regional water resource management. so it's significant to research ETs impact factor. The effects of climatic conditions and different underlying surface condition to regional ET were discussed The results showed that：（1）natural climate conditions such as wind speed，the highest temperature，relative humidity，sunshine time exert significant influences on regional ET，especially wind speed is the primary influence factors in northwest of china；（2）Regional ET is affected by topography，soil and land use/cover.

Keyword：Regional evapotranspiration；Climatic；Topography；Land use/cover

蒸散是區(qū)域水文過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，決定著地表水分收支，是地表水分主要支出項(xiàng)。陸地蒸散量是全球降水量的15%，占陸地降水量65%[1]。而區(qū)域水分收支狀況決定著水資源量的大小及時(shí)間和空間的分布狀況，因此對(duì)蒸散的研究是水文過(guò)程研究的重要內(nèi)容[2]。區(qū)域蒸散過(guò)程受大氣、土壤和植被等環(huán)境因子綜合影響，Xhang等指出影響區(qū)域蒸散的關(guān)鍵因素包括降雨截留、凈輻射、對(duì)流、紊流交換、植物有效水分含量。下面就這些因子對(duì)蒸散量的影響分別進(jìn)行分析[3]。

1 影響區(qū)域蒸散的氣候條件

Budyko指出陸地表面的蒸發(fā)量主要受降水量和熱量（用潛在蒸發(fā)能力表示）的影響。在極端干旱條件下，全部降水將消耗于蒸發(fā)，當(dāng)年降水量很大時(shí)，輻射平衡余熱全部用于蒸發(fā)耗熱[4]。在下墊面條件一致的情況下區(qū)域?qū)嶋H蒸散取決于潛在蒸散。而潛在蒸散量受到太陽(yáng)輻射、云量、氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度等多項(xiàng)氣象因子的影響，輻射能量和大氣紊流傳輸狀況是影響潛在蒸散量大小的2個(gè)主要方面，其中太陽(yáng)短波輻射是輻射大小的主要影響因素，而風(fēng)速和相對(duì)濕度是大氣紊流傳輸狀況的主要影響因素。呂曉東等對(duì)甘肅河西地區(qū)研究表明風(fēng)速是不同季節(jié)、不同站點(diǎn)影響ET0變化的首要因子，即風(fēng)速下降是影響四季和年值ET0降低的首要因素。其次，最高溫度、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)也是影響年ET0及各站點(diǎn)不同季節(jié)ET0變化的主要因子[5]。Thomas同樣認(rèn)為影響中國(guó)西北的主要?dú)庀笠蛩厥秋L(fēng)速[6]。而范愛武研究表明在幾個(gè)氣象因子中，冠層凈輻射強(qiáng)度和空氣飽和差對(duì)土壤水分的蒸散的影響較大，而氣溫和風(fēng)速的影響相對(duì)來(lái)說(shuō)較小。當(dāng)冠層凈輻射強(qiáng)度和空氣飽和差增大時(shí)，蒸散和一天中的總蒸散量的增加均較為明顯[7]。

2 影響區(qū)域蒸散的下墊面條件

2.1 地形及土壤因素 Milly認(rèn)為區(qū)域?qū)嶋H蒸散量決定于降水和潛在蒸發(fā)能力，這個(gè)過(guò)程受到下墊面水分存儲(chǔ)因素影響[8]。大量研究都證明土壤水分條件是影響蒸散的關(guān)鍵因子[9-10]，詹志明等研究表明隴西黃土高原地區(qū)地表較干旱，濕度較低，溫度較高，導(dǎo)致這些區(qū)域的地表面與近地面大氣的能量交換以顯熱為主，潛熱交換較少，蒸散通量普遍較低[11]。但是王春梅等研究表明與凈輻射通量、地表溫度和覆蓋度相比表層土壤含水量與蒸散的相關(guān)性較低[12]。能量平衡模型中無(wú)論是單層還是多層遙感模型，下墊面和空氣之間水熱交換的原始動(dòng)力都是地表溫度和參考高度氣溫的差異導(dǎo)致的水汽壓差，但是地表溫度受地形影響，中低空間分辨率的遙感圖像利用熱紅外波段反演地表溫度的精度受地形的影響也較大，這直接影響蒸散發(fā)的估算精度。Barton分析了地形對(duì)區(qū)域蒸散估算精度的影響，提出了高程和蒸散量之間的關(guān)系[13]。傅抱璞用地形起伏度表征地形起伏，提出了適合山區(qū)地形的蒸散計(jì)算模型，并于1983年提出了系統(tǒng)完整的山地氣溫模擬方法。翁篤明指出小地形輻射差異是引起地表溫度差異的主要原因[14]。虞靜明等指出山地溫差與經(jīng)緯度是非線性相關(guān)關(guān)系[15]。Thornton等在估算山區(qū)蒸散量的時(shí)候考慮了地形因子中的高程和坡度，找出了最高溫坡度值[16]；張東等利用SWAT2000模型蒸散量計(jì)算方法研究得出了漢江流域蒸散量和地形高程的線性關(guān)系[17]。

2.2 土地利用/覆被類型 區(qū)域蒸散量的大小不僅受區(qū)域自然氣候條件、自然地理?xiàng)l件等因素影響，還與下墊面土地利用/覆被類型、作物種類、土壤含水量、植被覆蓋度、水體面積、地下水埋深等因素有關(guān)[18]。劉朝順研究發(fā)現(xiàn)在各土地利用/覆蓋類型中，水域的月平均蒸散量最大；其次為水田，林地、旱田和草地基本相當(dāng)，人工用地的月平均蒸散量最小[19]。陳添宇等揭示了由濕潤(rùn)的常綠林區(qū)至半干旱雨養(yǎng)農(nóng)田、再到干旱的荒漠地帶的蒸散遞減的分布規(guī)律。金翠等研究也表明土地覆被類型的平均日蒸散量格局基本一致：水體>濕地/耕地>林地>草地/輕度鹽堿地>居民用地>中度鹽堿地>重度鹽堿地[20]。目前隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些地區(qū)城市化進(jìn)程加快，自然生態(tài)下墊面被人工下墊面所取代[21]，大片耕地和天然植被為街道、工廠和住宅等建筑物所代替，下墊面的滯水性、滲透性、熱力狀況均發(fā)生明顯的變化，集水區(qū)內(nèi)天然調(diào)蓄能力減弱，這些都會(huì)導(dǎo)致區(qū)域蒸散的變化。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)城市化進(jìn)程對(duì)區(qū)域蒸散影響的研究。

3 結(jié)論

（1）區(qū)域蒸散量的大小受自然氣候條件如風(fēng)速、最高溫度、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)的影響，其中在中國(guó)西北地區(qū)風(fēng)速是首要影響因子。

（2）區(qū)域蒸散量受下墊面的條件的影響。不同的地形及土壤因素均會(huì)對(duì)區(qū)域蒸散量產(chǎn)生影響，但土壤水分是不是影響區(qū)域蒸散的關(guān)鍵因子仍有爭(zhēng)議。土地利用/覆被狀況是影響區(qū)域蒸散的重要因素，也是水資源變化的重要影響影響。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展自然生態(tài)下墊面被人工下墊面所取代，會(huì)影響區(qū)域蒸散的大小。

參考文獻(xiàn)

[1]馬柱國(guó)，符淙斌.土壤濕度和氣候變化關(guān)系研究中的某些問題[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2001（04）：563-568.

[2]Choudhury B and DiGirolamo N.A biophysical process-based estimate of global land surface evaporation using satellite and ancillary data I[J].Model description and comparison with observations，Journal of Hydrology，1998，205（3-4）：164-185.

[3]Zhang L，Dawes W et al. Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale[J].Water Resources Research，2001，37（3）：701-708.

[4]Budyko M，Berlyand T et al. The Heat Balance of the Earths Surface[J].TTranslated by N. A. Stepanova，U.S. Dept.of Commerce，1958.，259.

[5]呂曉東，王鶴齡.河西地區(qū)近50a考作物蒸散量的演變趨勢(shì)及其影響因素[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010（07）：1550-1555.

[6]THOMAS A.Spatial and temporal characteristics of potential evapotranspiration trends over China[J].International Journal of Climatology，2000，20：381-396.

[7]范愛武，劉偉.環(huán)境因子對(duì)土壤水分蒸散的影響[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2004（01）：1-5.

[8]Milly P. Climate，interseasonal storage of soil water，and the annual water balance[J].Advances in Water Resources，1994，17（1-2）：19-24.

[9]Sellers P，Heiser M et al. The impact of using area-averaged land surface properties--topography，vegetation condition，soil wetness-in calculations of intermediate scale（approximately 10 km2）surface-atmosphere heat and moisture fluxes[J].Journal of Hydrology，1997，190（3-4）：269-301.

[10]Sepaskhah A and Ilampour S.Effects of soil moisture stress on evapotranspiration partitioning[J].Agricultural Water Management 1995，28（4）：311-323.

[11]詹志明，馮兆東.隴西黃土高原陸面蒸散的遙感研究[J].地理與地理信息科學(xué)，2004（01）：16-19.

[12]王春梅，王鵬新.區(qū)域蒸散和表層土壤含水量遙感模擬及影響因子[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008（10）：127-133.

[13]Barton I.A parameterization of the evaporation from nonsaturated surfaces[J].Journal of Applied Meteorology，1979，18（1）：43-47.

[14]傅抱璞.論陸面蒸發(fā)的計(jì)算[J].大氣科學(xué)，1981（01）：23-31.

[15]虞靜明，詹興伴.山區(qū)小地形對(duì)溫濕度影響的確定[J].地理學(xué)報(bào)，1988（03）.

[16]Thornton P，Hasenauer H.Simultaneous estimation of daily solar radiation and humidity from observed temperature and precipitation：an application over complex terrain in Austria[J].Agricultural and Forest Meteorology，2000，104（4）：255-271.

[17]張東，張萬(wàn)昌.漢江上游流域蒸散量計(jì)算方法的比較及改進(jìn)[J].資源科學(xué)，2005（01）：97-103.

[18]李金柱.區(qū)域蒸散發(fā)影響因素綜合分析[J].山西水利，2003（03）：23-24.

[19]劉朝順，高煒.應(yīng)用MODIS數(shù)據(jù)推估區(qū)域地表蒸散[J].水科學(xué)進(jìn)展，2009（06）：782-788.

[20]陳添宇，陳乾.用衛(wèi)星資料反演中國(guó)西北地區(qū)東部蒸散量的遙感模型[J].水科學(xué)進(jìn)展，2006（06）：834-840.

[21]敬書珍.基于遙感的城市蒸散發(fā)對(duì)土地利用/覆蓋的響應(yīng)研究[A].2008年全國(guó)城市水利學(xué)術(shù)研討會(huì)暨工作年會(huì)資料論文集[C].2008：163-170. （責(zé)編：徐煥斗）