蔣 迪，信永達(dá)

（1.吉林松遼工程監(jiān)理監(jiān)測(cè)咨詢有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130021；2.松遼水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

0 引言

作為能量平衡的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)又是水文循環(huán)的重要組分，地表蒸散連接土壤-植被-大氣，不僅是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的紐帶和通道，也決定著水資源的配置與再分布[1，2]。了解地表蒸散特征及演變規(guī)律不僅可以闡釋區(qū)域水文循環(huán)規(guī)律[3]，還有對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源合理配置及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等工程的實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

流域蒸散受多種因素影響，在研究實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)其中最重要的兩類因素之一為氣象因子[4]。遼河流域作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)基地和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)，水資源相對(duì)短缺，供需矛盾日益突出。了解遼河流域蒸散發(fā)與氣候條件的關(guān)系，有助于深入了解流域水循環(huán)狀況，為水資源合理配置、洪旱災(zāi)害成因分析，以及發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供科學(xué)依據(jù)。

本文根據(jù)以往遼河流域區(qū)域氣候特征和遙感影像數(shù)據(jù)，應(yīng)用回歸分析方法，研究降水、氣溫、風(fēng)速等氣象因子與蒸散發(fā)的關(guān)系，為評(píng)價(jià)流域內(nèi)蒸散量的影響因素提供參考。

1 研究區(qū)域

遼河，全長(zhǎng)為1 430 km，流域面積為22.9萬km2，是中國(guó)東北地區(qū)南部最大河流。遼河流經(jīng)河北、內(nèi)蒙古、吉林、遼寧四?。▍^(qū)），在遼寧盤山縣流入渤海。按照水系，可將遼河流域分為西遼河流域、東遼河流域、太子河流域和渾河流域進(jìn)行研究。

2 數(shù)據(jù)來源及分析方法

氣象數(shù)據(jù)來自中國(guó)氣象網(wǎng)，由國(guó)家科學(xué)數(shù)據(jù)中心發(fā)布的中國(guó)地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集（V3.0）。本文利用研究區(qū)內(nèi)共16個(gè)氣象站點(diǎn)的2000—2020年每年8月的日均氣溫、降水量和風(fēng)速數(shù)據(jù)。蒸散數(shù)據(jù)選擇2000—2020年（8月）MOD16A2月蒸發(fā)（ET）生長(zhǎng)季的遙感數(shù)據(jù)究，空間分辨率為0.05°×0.05°、軌道號(hào)為H26V04和H27V04，探索研究遼河流域的地表蒸散特征。采用MRT工具，對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、影像投影、提取波段及重采樣等處理。之后對(duì)各氣象因子與蒸散的關(guān)系進(jìn)行回歸分析?；貧w分析是在基于研究現(xiàn)象和相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)自變量x和因變量y的變動(dòng)趨勢(shì)之間擬合數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)量推算的統(tǒng)計(jì)分析方法。

3 研究結(jié)果

3.1 生長(zhǎng)季降水與各流域段蒸散的關(guān)系

基于基礎(chǔ)降雨和蒸散數(shù)據(jù)，擬合得到各研究區(qū)域8月份平均降水量與蒸散量的線性回歸方程如表1所示。

研究區(qū)生長(zhǎng)季多年平均降水量依次排序?yàn)槲鬟|河流域＜東遼河流域＜太子河流域＜遼河中游流域。西遼河、東遼河流域蒸散量隨著降水量的增加而減小，降水量每增加1 mm，蒸散量分別減小0.049 0和0.040 8 mm/d；遼河中游、太子河流域蒸散量隨著降水量的增加而增加，降水每增加1 mm，蒸散量分別增加0.023 0和0.014 0 mm/d。研究分區(qū)降水量和蒸散量的關(guān)系影響著遼河流域整體，加之受其他地區(qū)影響，遼河流域蒸散量隨著降水量的增加而減小，降水每增加1 mm，蒸散量減小0.001 3 mm/d。

總體上看，降水和蒸散之間的回歸關(guān)系雖然相對(duì)較離散，但趨勢(shì)是明顯的。各子流域蒸散量是隨著降水量的變化而呈現(xiàn)或增加或減少的趨勢(shì)的。在東遼河與西遼河這樣的降水量較少的地區(qū)，下墊面對(duì)于雨水的利用，某種程度上要大于水分的蒸騰效能，因此，在月均降雨量小于150 mm時(shí)，由于入滲作用和作物吸收，地表蒸騰反而不會(huì)隨降雨量的增加而增加。當(dāng)月均降雨量大于150 mm時(shí)，流域的蒸散量才會(huì)呈現(xiàn)正增長(zhǎng)，如太子河流域及遼河中游段。

3.2 氣溫與各流域段蒸散的關(guān)系

基于基礎(chǔ)氣溫和蒸散數(shù)據(jù)，擬合得到各研究區(qū)域8月份平均降水量與蒸散量的線性回歸方程如表2所示。

研究區(qū)生長(zhǎng)季多年平均氣溫依次排序?yàn)槲鬟|河＜東遼河＜遼河中游＜太子河，其流域蒸散量隨著氣溫的增加而增加，氣溫每增加1℃，蒸散量分別增加2.500 0，1.130 0，0.850 0，6.770 0 mm/d；研究分區(qū)氣溫和蒸散量的關(guān)系嚴(yán)重影響著遼河流域整體，加之其他地區(qū)影響，導(dǎo)致遼河流域蒸散量隨著氣溫的增加而增加，氣溫每增加1℃，蒸散量增加5.730 0 mm/d。

可見，氣溫與流域蒸散顯示出了強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，不論是各支流還是全流域的整體結(jié)果均顯示出溫度和蒸散量的正相關(guān)關(guān)系，與前人研究相符[5]。在全球氣候變化的背景下，溫度作為最重要的指示因子，會(huì)在很大程度上影響地表蒸散，甚至打破地表蒸散的穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 風(fēng)速與各流域段蒸散的關(guān)系

基于基礎(chǔ)風(fēng)速和蒸散數(shù)據(jù)，擬合得到各研究區(qū)域8月份平均風(fēng)速與蒸散量的線性回歸方程如表1所示。

表1 各研究區(qū)域2000—2020年8月各氣象因子與蒸散的回歸方程

研究區(qū)生長(zhǎng)季多年平均風(fēng)速依次排序?yàn)檫|河中游＜太子河＜西遼河＜東遼河，最高為1.62 m/s，最低為1.09 m/s。顯然，各流域風(fēng)速之間存在差異性，從而導(dǎo)致風(fēng)速和蒸散之間的關(guān)系不盡相同。不僅如此，風(fēng)速和蒸散量之間存在密切相關(guān)性，所以研究風(fēng)速和蒸散量之間的關(guān)系尤為重要。西遼河、太子河流域蒸散量隨著風(fēng)速的增加而增加，風(fēng)速每增加1 m/s，蒸散量分別增加3.750 0和11.640 0 mm/d；遼河中游、東遼河流域蒸散量隨著風(fēng)速的增加而減小，風(fēng)速每增加1 m/s，蒸散量分別減小8.290 0和13.700 0 mm/d。研究分區(qū)風(fēng)速和蒸散量的關(guān)系嚴(yán)重影響著遼河流域整體，加之其他地區(qū)影響，導(dǎo)致遼河流域蒸散量隨著風(fēng)速的增加而增加，風(fēng)速每增加1 m/s，蒸散量增加5.460 0 mm/d。

風(fēng)速對(duì)蒸散有著一定的影響。遼河流域地表蒸散隨風(fēng)速的增加而增加，但各子流域的規(guī)律則不盡相同。原因可能是地表覆被類型和地形起伏引起的。西遼河、太子河流域蒸散量隨著風(fēng)速的增加而增加，西遼河與太子河流域地勢(shì)起伏相對(duì)較小，而地表覆被中多以農(nóng)田草地為主，更容易受到風(fēng)力擾動(dòng)的影響，因此，風(fēng)速越高，蒸散量越大。而東遼河的特點(diǎn)是地勢(shì)相對(duì)起伏，且地表覆被中森林占比較高，可以有效地降低風(fēng)速，減緩風(fēng)力對(duì)地表蒸散的擾動(dòng)效應(yīng)。遼河中游段雖處于平原區(qū)，但大多處于城市區(qū)和近郊區(qū)，雖然植被類型中森林占比較少，但是人類建筑如同森林一樣，也減少了風(fēng)力對(duì)于地表蒸散的擾動(dòng)。所以在這兩個(gè)地區(qū)，蒸散量與風(fēng)速關(guān)系不成正相關(guān)。遼河流域整體上顯示地表蒸散與風(fēng)速正相關(guān)。

4 結(jié)語

本文基于氣象數(shù)據(jù)和蒸散發(fā)數(shù)據(jù)，利用回歸分析，研究了西遼河流域、東遼河流域、太子河流域和遼河中游流域在生長(zhǎng)季降水、氣溫、風(fēng)速等氣象因子與各流域段蒸散的關(guān)系，構(gòu)建了回歸方程，形成了擬合點(diǎn)位圖，擬合精度較好論述了各分流域及遼河整體流域的氣候因素與蒸發(fā)量的變化程度，可為遼河流域蒸散的準(zhǔn)確估算提供依據(jù)。