新疆参考作物蒸散量时空变化特征及其成因研究

摘要

参考作物蒸散量是表征大气蒸(散)发能力，评价气候干旱程度、植被耗水量、生产潜力以及水资源供需平衡的最重要的指标之一。新疆深居中纬度欧亚大陆腹地，降水稀少，蒸发强烈，气候干燥，水资源短缺是影响新疆生态平衡和制约国民经济持续稳定发展的重要因素。因此，系统研究新疆参考作物蒸散量时空变化特征及其成因，对合理利用水资源，促进新疆国民经济持续稳定发展和保护新疆脆弱的生态环境具有十分重要的意义。
　　 本文利用新疆101个气象站1961～2008年的逐月气候资料，在采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算出各站逐月参考作物蒸散量的基础上，使用气候倾向率、自然正交分解(EOF)、Mann-Kendall突变检测、Morlet小波、相关分析和Kriging插值技术等方法对新疆近48年参考作物蒸散量时空变化特征及其成因进行了探讨。结果表明：(1)新疆参考作物蒸散量的空间差异十分明显，总体表现为南疆大于北疆、东部大于西部、盆(谷)地大于山区的分布格局；参考作物蒸散量的空间分布与各地气温、日照时数、降水量、平均风速和相对湿度具有显著的相关关系，总体来看，气温高、日照充足、降水少、风速大、空气干燥的区域，参考作物蒸散量大，反之，则蒸散量相对较小。(2)新疆参考作物蒸散量的年内变化呈典型的抛物线型，盛夏的6月和7月最大，隆冬的1月和12月最小。(3)1961～2008年新疆年和各季参考作物蒸散量总体均为下降趋势，但是全疆各地下降倾向率不一，总体来说，塔克拉玛干沙漠、吐鲁番、哈密盆地以及克拉玛依等蒸散强烈的地区为下降倾向率高值区，北疆大部和天山山区为下降倾向率低值区。(4)相关分析表明，1961～2008年新疆年和各季参考作物蒸散量与同期日照时数、平均风速、气温平均日较差呈显著的正相关关系，与降水量、平均水汽压、平均空气相对湿度为负相关，与气温的相关关系虽不显著，但二者的年际间波动趋势基本一致，这说明气温仍是影响新疆参考作物蒸散量变化的主要气候因子，尤其是年际尺度变化的主要气候因子。(5)近48年，尽管新疆气温呈上升趋势，但由于风速、日照时数、气温日较差减小以及降水量、空气相对湿度和水汽压增大对参考作物蒸散量的减少作用超过了气温升高对参考作物蒸散量的增大作用，导致新疆年和各季的参考作物蒸散量总体呈显著的减小趋势。(6)EOF分析表明，新疆年和四季参考作物蒸散量最主要的空间分布均以一致型为主，其次是南、北疆反向变化的空间分布特征，另外，局地环境对新疆参考作物蒸散量的异常分布也有一定影响。(7)Mann-Kendall突变检测表明，新疆年参考作物蒸散量于1983年发生了突变性的减小，突变后的多年平均参考作物蒸散量较突变前减少了75mm，减少6.4％。冬、春、夏二秋四季参考作物蒸散量也分别于1966、1985、1983和1984年发生了突变性的减小。参考作物蒸散量突变性减小的发生是各气候要素变化综合积累的体现。(8)新疆年参考作物蒸散量存在4a-23a的周期性变化，冬、春、夏、秋四季参考作物蒸散量也分别存在4a-23a的不同时间尺度的周期性变化。从年及四季参考作物蒸散量小波变换结构来看，近期各主要尺度的变化都处于或将处于正的半周期内，因此，预计未来数年新疆年及四季参考作物蒸散量都将有增大的趋势。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

第二章 资料来源与研究方法

第三章 参考作物蒸散量空间分布特征及其成因

第四章 年参考作物蒸散量时间变化特征及其成因

第五章、参考作物蒸散量的空间异常特征

第六章、参考作物蒸散量突变分析

第七章 参考作物蒸散量的周期变化分析

第八章、总结与讨论

参考文献

在学期间的研究成果

致谢

附录 FAO Penman-Monteith公式及其计算方法