不同时间尺度和田绿洲实际蒸散发量研究

摘要

新疆和田地区南依昆仑山，北部深入塔克拉玛干沙漠，属于极端干旱区，风沙灾害严重，生态环境脆弱。对于干旱区而言，蒸散发量是水资源消耗的主要途径。和田绿洲水资源的主要来源是冰川融雪，降水少，蒸散发量大，且该地区的经济支柱以农业为主，多以灌溉为主，大部分水分以蒸散发的形式消耗。由于近年来和田河上游来水量递减，和田绿洲人口激增，农业、工业和城市用水不断上升，导致汇入塔里木河的水量逐渐减少，严重影响沿岸生态、经济发展和人们生活。因此合理估算绿洲地区的实际蒸散发量对了解该地区水资源现状、合理开发利用水资源和制定作物灌溉制度具有十分重要的意义。
　　本文收集了和田绿洲2011年5月-10月的地表温度、植被指数、反射率等遥感数据和和田气象站的气象观测等数据，利用SEBAL模型、CRAE模型，计算了和田绿洲日、月和年时间尺度的实际蒸散发量，分析了研究区内实际蒸散发量的时间和空间规律，并利用Penman-Monteith公式进行了对比，验证了SEBAL模型和CRAE模型计算结果的可靠性，并得出以下主要结论：
　　(1)利用SEBAL模型和CRAE模型计算了和田绿洲的实际蒸散发量，并将结果与FAO推荐的Penman-Monteith公式的计算结果进行对比，验证了SEBAL模型和CRAE模型计算结果的可靠性。
　　(2)和田绿洲植物生长期内日实际蒸散发量的特点：从5月开始蒸散发量逐渐增大，最大值发生在8月，9月开始下降，10月份为最低；绿洲空间变异较明显，中部地区蒸散发量较大，西北和东南区域日蒸散发量较低。根据相关性分析，实际蒸散发量与 NDVI呈正相关关系，与地表温度、地表反照率呈负相关关系。
　　(3)和田绿洲的实际蒸散发量年内特点：年内分配极不均匀，且与年来水量在时间上不同步。5月-10月占全年蒸散发量的80％左右；冬季蒸散发量很小。1月、6月、7月、8月和12月来水大于实际蒸散发量，其余月份来水均小于实际蒸散发量。
　　(4)和田绿洲实际蒸散发量的年际变化特点：整体呈上升趋势。1990年附近出现明显的跳跃点；跳跃点之前上升趋势明显缓于之后。利用主成份分析法分析其原因认为影响实际蒸散发量发生变化的主要因素是相对湿度和平均气温，其贡献率分别为46.95%和23.96%。
　　(5)传统的计算蒸散发量的模型（CRAE模型、Penman-Monteith公式等）与非传统的计算模型（SEBAL模型、SEBS模型等）均存在一定的不足，同时利用两类方法计算，既可以提高传统方法在空间插值上的精度，又可以弥补非传统方法在时间扩展方面的不足。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及方法

2 研究区介绍和基础数据

2.1 研究区概况

2.2 基础数据

2.3 数据预处理

2.4 小结

3 区域实际蒸散发模型

3.1 SEBAL模型

3.2 CRAE模型

3.3 FAO-PM公式

3.4 小结

4 区域短期实际蒸散发量

4.1 地表参数分析

4.2 地表通量反演

4.3 蒸散发计算

4.4 日ETa结果检验

4.5 日ETa影响因素分析

4.6 小结

5 区域中长期实际蒸散发量

5.1 湿润环境区域陆面蒸散发量ETw

5.2 蒸散发能力ETp

5.3 中长期ETa结果检验

5.4 ETa年内分配特性

5.5 ETa年际变化趋势

5.6 ETa影响因素分析

5.7小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录