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蒸散发(evapotranspiration,ET)过程是水循环的关键环节,也是能量平衡的重要组成部分,决定了土壤-植被-大气系统中的水、热传输,蒸散发的精确模拟是评价生态系统生产力、水源涵养能力、区域耗水以及土壤水分运移的基础,是全球和区域气候变化研究的重要内容,同时对于防治土地沙漠化、制定土地利用规划、制定农业灌溉方案、合理开发利用水资源进而保障我国水资源安全和生态安全具有重要应用价值。 青藏高原具有独特的气候条件和自然环境,对全球气候变化比较敏感。近年来,受气候变暖趋势的影响,青藏高原普遍出现冰川消融,冻土减少和生态系统退化等现象。因此,明确青藏高原降水以及蒸散发的时空动态格局,对于认识青藏高原水循环过程对气候变暖的响应具有重要意义。 本文以PM-Mu(2011)模型为基础,首先针对青藏高原的特殊性,对PM-Mu(2011)模型的参数进行优化,并在模型中添加了积雪升华和水体蒸发模块,利用遥感和气象观测数据作为模型驱动参数,对2000-2010年青藏高原不同时间分辨率的蒸散发进行估算,分析青藏高原蒸散发空间分布差异及其在不同时间尺度的变化特征;其次,以PM-Mu(2011)模型的输入参数为依据,对影响蒸散发的驱动因子进行相关性分析,探讨蒸散发的变化原因;最后结合青藏高原降水量,对产水量状况(降水和蒸散发差值)做了探讨。本研究的主要结论如下: 2000-2010年青藏高原多年平均蒸散发量为350.3±139.9 mm·year-1,其空间分布趋势呈现从东南向西北递减的特征。青藏高原季节蒸散发总体呈现出春、冬季低,夏、秋季高的变化特点,秋季蒸散发为89.6±45.9 mm·season-1,夏季为172.6±82.3mm·season-1,春季和冬季分别为72.1±43.4和16.0±6.7 mm·season-1。从蒸散发的年际变化来看,2000-2010年青藏高原蒸散发呈现显著下降的趋势,下降速率为4.7mm·year-1。青藏高原蒸散发的季节变化在近11年间均表现出显著下降的趋势,其中夏季蒸散发下降速率较大,每年约减少1.7 mm。 在明晰蒸散发时空格局的基础上,本文进一步分析了青藏高原不同土地覆被类型的蒸散发,结果表明,水体的多年平均蒸散发最大,高达680.9 mm·year-1,其次为常绿阔叶林(532.8 mm·year-1)、郁闭灌木(496.8 mm·year-1)和常绿针叶林(480.7mm·year-1),多年平均蒸散发最小的是开阔灌木,为254.0 mm·year-1,混交林、农田、落叶阔叶林、落叶针叶林、草地和灌木稀树草原的多年平均蒸散发居中。2000-2010年只有水体和常绿阔叶林年均蒸散发呈现显著上升的趋势,其他土地覆被类型的年均蒸散发均呈现下降趋势,其中,下降趋势最大的是草地生态系统,下降速率为8.5mm·year-1。 2000-2010年青藏高原东南和西北地区的蒸散发变化趋势有显著差别,青藏高原东南地区尤其是雅鲁藏布江下游和四川省大部分地区,蒸散发没有明显的变化趋势,与此相反,西藏中部地区的蒸散发有明显的下降趋势。相关分析表明,青藏高原蒸散发与相对湿度之间的相关性最大,其相关系数为0.72,青藏高原北部大部分地区以及青海省的蒸散发受相对湿度的影响最大,该区域的蒸散发会随着湿度的减小而减小;其次,蒸散发与温度之间的相关系数为0.58,西藏南部尤其是雅鲁藏布江下游谷底以及四川省南部小部分地区的蒸散发受温度的影响比较显著,出现随温度的增加而增加的现象;另外,雅鲁藏布江沿线、四川中部以及青海省东部地区的蒸散发受叶面积指数(LAI)的影响比较显著,蒸散发随LAI的增加而增加,相关系数达到0.6。 青藏高原多年平均产水量(降水减去蒸散发)为112.2±31.9 mm·year-1,在整个青藏高原基本呈现从西北向东南逐渐增加的分布趋势。夏季产水量最大,可达到94.5±33.9 mm·season-1,而冬季的产水量最小,仅为3.2±2.7 mm·season-1。2000-2010年青藏高原整个区域的产水量呈现出显著增加的趋势,增加速率为5.0 mm·year-1。此外,不同季节的产水量在近11年间均呈现出上升趋势,其中,增加速率较大的是春季,每年约增加1.6 mm·year-1。 与蒸散发相对应,不同的土地覆被类型的产水量有所不同,其中产水量最大的是落叶阔叶林,多年平均产水量为230.8 mm·year-1,其次是落叶针叶林(225.0 mm·year-1),而草地的多年平均产水量为46.3 mm·year-1。2000-2010年6种植被类型的产水量呈现下降趋势,分别为常绿针叶林、常绿阔叶林、混交林、灌木稀树草原、落叶针叶林以及农田,而落叶阔叶林、郁闭灌木、开阔灌木、稀树草原和草地的产水量均呈现上升趋势,上升趋势比较显著的是草地和稀疏草原。