华北平原蒸散发变化及对植被生产力的响应

摘要

华北平原是我国粮食主产区,水资源短缺是限制区域粮食生产和社会经济发展的重要因素。研究蒸散发动态变化、分析演变发展的驱动因素,对于探明区域水资源演变、优化水资源管理具有重要参考价值。本文基于500 m空间分布率的PML_V2遥感蒸散产品,选择华北平原和蒸散量变化存在差异的3类农业类型区的4个典型区:以石家庄和保定为代表的山前平原区,以衡水为代表的中部低平原区,以德州为代表的黄河灌区,对像元尺度蒸散发变化、变化的显著性和影响因素开展研究。结果表明:1)2001—2019年,华北平原年均蒸散量为588.1 mm,年际变化呈震荡波动上升态势;小麦季蒸散量受地下水压采、休耕政策影响,呈不显著下降趋势;玉米季蒸散量上升趋势显著(P<0.05)。2)基于Theil-Sen Median斜率和Mann-Kendall方法的显著性检验结果表明,蒸散量显著增加的区域主要位于中部低平原和黄河灌区;不同土地利用类型下蒸散量变化有显著差异,农业用地内有85.5%的地区蒸散量变化呈上升趋势,其中有42.3%达到显著上升(P<0.05),主要分布在黄河灌区一带,城市化发展导致城市外围区蒸散量显著减少(P<0.05),但在北京、天津等大城市内部蒸散量有增加趋势。3)蒸散量与总初级生产力(GPP)和归一化植物指数(NDVI)相关性分析表明,蒸散量与GPP的相关性较高,更能反映粮食主产区植被生产力对蒸散发的影响,尤其在黄河灌区和中部低平原区均达到显著相关水平(P<0.05)。