区域蒸散影响因子研究进展

刘文娟

摘 要：区域蒸散是陆面生态水文过程的关键环节，也是区域水资源管理和水循环研究的重要内容。因此，研究影响区域蒸散的因子具有十分重要的意义。该文从气候条件和不同下垫面条件对区域蒸散的影响进行了探讨。结果表明：区域蒸散量的大小受自然气候条件如风速、最高温度、相对湿度、日照时数的影响，其中在中国西北地区风速是首要影响因子；地形、土壤因素及土地利用/覆被状况均会对区域蒸散量产生影响。

关键词：区域蒸散；气候；地形；土地利用/覆被

中图分类号 P426.2 文献标识码 A 文章编号 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

蒸散是区域水文过程的重要环节，决定着地表水分收支，是地表水分主要支出项。陆地蒸散量是全球降水量的15%，占陆地降水量65%[1]。而区域水分收支状况决定着水资源量的大小及时间和空间的分布状况，因此对蒸散的研究是水文过程研究的重要内容[2]。区域蒸散过程受大气、土壤和植被等环境因子综合影响，Xhang等指出影响区域蒸散的关键因素包括降雨截留、净辐射、对流、紊流交换、植物有效水分含量。下面就这些因子对蒸散量的影响分别进行分析[3]。

1 影响区域蒸散的气候条件

Budyko指出陆地表面的蒸发量主要受降水量和热量（用潜在蒸发能力表示）的影响。在极端干旱条件下，全部降水将消耗于蒸发，当年降水量很大时，辐射平衡余热全部用于蒸发耗热[4]。在下垫面条件一致的情况下区域实际蒸散取决于潜在蒸散。而潜在蒸散量受到太阳辐射、云量、气温、风速、相对湿度等多项气象因子的影响，辐射能量和大气紊流传输状况是影响潜在蒸散量大小的2个主要方面，其中太阳短波辐射是辐射大小的主要影响因素，而风速和相对湿度是大气紊流传输状况的主要影响因素。吕晓东等对甘肃河西地区研究表明风速是不同季节、不同站点影响ET0变化的首要因子，即风速下降是影响四季和年值ET0降低的首要因素。其次，最高温度、相对湿度、日照时数也是影响年ET0及各站点不同季节ET0变化的主要因子[5]。Thomas同样认为影响中国西北的主要气象因素是风速[6]。而范爱武研究表明在几个气象因子中，冠层净辐射强度和空气饱和差对土壤水分的蒸散的影响较大，而气温和风速的影响相对来说较小。当冠层净辐射强度和空气饱和差增大时，蒸散和一天中的总蒸散量的增加均较为明显[7]。

2 影响区域蒸散的下垫面条件

2.1 地形及土壤因素 Milly认为区域实际蒸散量决定于降水和潜在蒸发能力，这个过程受到下垫面水分存储因素影响[8]。大量研究都证明土壤水分条件是影响蒸散的关键因子[9-10]，詹志明等研究表明陇西黄土高原地区地表较干旱，湿度较低，温度较高，导致这些区域的地表面与近地面大气的能量交换以显热为主，潜热交换较少，蒸散通量普遍较低[11]。但是王春梅等研究表明与净辐射通量、地表温度和覆盖度相比表层土壤含水量与蒸散的相关性较低[12]。能量平衡模型中无论是单层还是多层遥感模型，下垫面和空气之间水热交换的原始动力都是地表温度和参考高度气温的差异导致的水汽压差，但是地表温度受地形影响，中低空间分辨率的遥感图像利用热红外波段反演地表温度的精度受地形的影响也较大，这直接影响蒸散发的估算精度。Barton分析了地形对区域蒸散估算精度的影响，提出了高程和蒸散量之间的关系[13]。傅抱璞用地形起伏度表征地形起伏，提出了适合山区地形的蒸散计算模型，并于1983年提出了系统完整的山地气温模拟方法。翁笃明指出小地形辐射差异是引起地表温度差异的主要原因[14]。虞静明等指出山地温差与经纬度是非线性相关关系[15]。Thornton等在估算山区蒸散量的时候考虑了地形因子中的高程和坡度，找出了最高温坡度值[16]；张东等利用SWAT2000模型蒸散量计算方法研究得出了汉江流域蒸散量和地形高程的线性关系[17]。

2.2 土地利用/覆被类型 区域蒸散量的大小不仅受区域自然气候条件、自然地理条件等因素影响，还与下垫面土地利用/覆被类型、作物种类、土壤含水量、植被覆盖度、水体面积、地下水埋深等因素有关[18]。刘朝顺研究发现在各土地利用/覆盖类型中，水域的月平均蒸散量最大；其次为水田，林地、旱田和草地基本相当，人工用地的月平均蒸散量最小[19]。陈添宇等揭示了由湿润的常绿林区至半干旱雨养农田、再到干旱的荒漠地带的蒸散递减的分布规律。金翠等研究也表明土地覆被类型的平均日蒸散量格局基本一致：水体>湿地/耕地>林地>草地/轻度盐碱地>居民用地>中度盐碱地>重度盐碱地[20]。目前随着区域经济的发展，一些地区城市化进程加快，自然生态下垫面被人工下垫面所取代[21]，大片耕地和天然植被为街道、工厂和住宅等建筑物所代替，下垫面的滞水性、渗透性、热力状况均发生明显的变化，集水区内天然调蓄能力减弱，这些都会导致区域蒸散的变化。因此，今后应加强城市化进程对区域蒸散影响的研究。

3 结论

（1）区域蒸散量的大小受自然气候条件如风速、最高温度、相对湿度、日照时数的影响，其中在中国西北地区风速是首要影响因子。

（2）区域蒸散量受下垫面的条件的影响。不同的地形及土壤因素均会对区域蒸散量产生影响，但土壤水分是不是影响区域蒸散的关键因子仍有争议。土地利用/覆被状况是影响区域蒸散的重要因素，也是水资源变化的重要影响影响。随着经济的发展自然生态下垫面被人工下垫面所取代，会影响区域蒸散的大小。

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