區域蒸散影響因子研究進展

劉文娟

摘 要：區域蒸散是陸面生態水文過程的關鍵環節，也是區域水資源管理和水循環研究的重要內容。因此，研究影響區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區域蒸散的影響進行了探討。結果表明：區域蒸散量的大小受自然氣候條件如風速、最高溫度、相對濕度、日照時數的影響，其中在中國西北地區風速是首要影響因子；地形、土壤因素及土地利用/覆被狀況均會對區域蒸散量產生影響。

關鍵詞：區域蒸散；氣候；地形；土地利用/覆被

中圖分類號 P426.2 文獻標識碼 A 文章編號 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

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

1 影響區域蒸散的氣候條件

Budyko指出陸地表面的蒸發量主要受降水量和熱量（用潛在蒸發能力表示）的影響。在極端干旱條件下，全部降水將消耗于蒸發，當年降水量很大時，輻射平衡余熱全部用于蒸發耗熱[4]。在下墊面條件一致的情況下區域實際蒸散取決于潛在蒸散。而潛在蒸散量受到太陽輻射、云量、氣溫、風速、相對濕度等多項氣象因子的影響，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個主要方面，其中太陽短波輻射是輻射大小的主要影響因素，而風速和相對濕度是大氣紊流傳輸狀況的主要影響因素。呂曉東等對甘肅河西地區研究表明風速是不同季節、不同站點影響ET0變化的首要因子，即風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、相對濕度、日照時數也是影響年ET0及各站點不同季節ET0變化的主要因子[5]。Thomas同樣認為影響中國西北的主要氣象因素是風速[6]。而范愛武研究表明在幾個氣象因子中，冠層凈輻射強度和空氣飽和差對土壤水分的蒸散的影響較大，而氣溫和風速的影響相對來說較小。當冠層凈輻射強度和空氣飽和差增大時，蒸散和一天中的總蒸散量的增加均較為明顯[7]。

2 影響區域蒸散的下墊面條件

2.1 地形及土壤因素 Milly認為區域實際蒸散量決定于降水和潛在蒸發能力，這個過程受到下墊面水分存儲因素影響[8]。大量研究都證明土壤水分條件是影響蒸散的關鍵因子[9-10]，詹志明等研究表明隴西黃土高原地區地表較干旱，濕度較低，溫度較高，導致這些區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性較低[12]。能量平衡模型中無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力都是地表溫度和參考高度氣溫的差異導致的水汽壓差，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，這直接影響蒸散發的估算精度。Barton分析了地形對區域蒸散估算精度的影響，提出了高程和蒸散量之間的關系[13]。傅抱璞用地形起伏度表征地形起伏，提出了適合山區地形的蒸散計算模型，并于1983年提出了系統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緯度是非線性相關關系[15]。Thornton等在估算山區蒸散量的時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模型蒸散量計算方法研究得出了漢江流域蒸散量和地形高程的線性關系[17]。

2.2 土地利用/覆被類型 區域蒸散量的大小不僅受區域自然氣候條件、自然地理條件等因素影響，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[18]。劉朝順研究發現在各土地利用/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，人工用地的月平均蒸散量最小[19]。陳添宇等揭示了由濕潤的常綠林區至半干旱雨養農田、再到干旱的荒漠地帶的蒸散遞減的分布規律。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]。目前隨著區域經濟的發展，一些地區城市化進程加快，自然生態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、熱力狀況均發生明顯的變化，集水區內天然調蓄能力減弱，這些都會導致區域蒸散的變化。因此，今后應加強城市化進程對區域蒸散影響的研究。

3 結論

（1）區域蒸散量的大小受自然氣候條件如風速、最高溫度、相對濕度、日照時數的影響，其中在中國西北地區風速是首要影響因子。

（2）區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對區域蒸散量產生影響，但土壤水分是不是影響區域蒸散的關鍵因子仍有爭議。土地利用/覆被狀況是影響區域蒸散的重要因素，也是水資源變化的重要影響影響。隨著經濟的發展自然生態下墊面被人工下墊面所取代，會影響區域蒸散的大小。

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