【摘 要】
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淮河上游地区水热充足,适合农业作物生长,是中国粮食主产区之一。但流域范围旱涝灾害频发,降水量空间分布不平衡,作物需水量与水分供应匹配问题难以协调。因此研究该区域水资源供需矛盾具有重要意义。如何提高淮河上游地区的水分利用效率,提高冬小麦的水分生产力,在保障冬小麦增收的同时减少水资源使用量,成为解决淮河上游农业灌溉用水短缺与促进冬小麦稳步高产的重要突破口。本研究基于2013-2018年Landsat-
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淮河上游地区水热充足,适合农业作物生长,是中国粮食主产区之一。但流域范围旱涝灾害频发,降水量空间分布不平衡,作物需水量与水分供应匹配问题难以协调。因此研究该区域水资源供需矛盾具有重要意义。如何提高淮河上游地区的水分利用效率,提高冬小麦的水分生产力,在保障冬小麦增收的同时减少水资源使用量,成为解决淮河上游农业灌溉用水短缺与促进冬小麦稳步高产的重要突破口。本研究基于2013-2018年Landsat-8遥感影像数据和8个气象站点日数据,使用SEBAL模型模拟淮河上游日地表蒸散量,并运用P-M法、I-A法、Tu法和J-H法4种蒸散量公式法进行对比分析,探究蒸散量时空变化特征,然后分析日蒸散量与地下水埋藏深度以及土壤类型的变化特征,最后分析淮河上游冬小麦的主产区水分生产力时空变化特征。得出主要结论如下:（1）SEBAL模型蒸散量对比与时空变化特征分析:蒸散量对比,SEBAL模型估算的日尺度地表蒸散量同P-M法等4种蒸散量计算方法的误差均在合理范围内,其中与P-M法的误差均小于10%,表明SEBAL模型模拟淮河上游地区蒸散量具有较好的准确性。日蒸散量时空分布特征:时间上,蒸散量高值区集中于植被生长旺盛季节。空间上,西部山区和居民区蒸散量在各个季节均较高;中部平原的农作物种植区不同季节蒸散量随着作物长势的变化而波动较大;南部山区地形复杂,植被覆盖率高,河网众多,蒸散量在不同季节变化最为复杂。此外,南部山区坡度和坡向对蒸散量影响较为显著,大致呈现南坡蒸散量大于北坡的趋势。（2）蒸散量与下垫面因素、大气环境的变化关系分析:地下水埋藏深度来看,蒸散量表现为基岩山区＞3-5 m＞1-3m埋藏深度区域。3种地下水埋藏深度的蒸散量空间占比的高聚集度区域在1.54-1.64 mm/d,蒸散量占比在190‰-456‰之间;低聚集度区域蒸散量在1.44-1.54 mm/d之间,蒸散量占比小于190‰。土壤类型来看,5种土壤类型日蒸散量最高值占比为人为土＞湖泊和水库＞半水成土＞淋溶土＞初育土。但5种土壤类型蒸散量占比均在1.62-1.68 mm/d,不同土壤质地的日蒸散量差异并不显著。高程和大气环境来看,高程与蒸散量呈极显著正相关（P=0.472）,且海拔在25-200 m时蒸散量最为活跃;地表温度与蒸散量呈显著正相关（P=0.223）,且温度在14-24℃时蒸散量最为活跃;大气外反射率和地表反照率与蒸散量之间的相关性较弱。（3）冬小麦主产区水分生产力时空变化特征:2013-2016年平舆县、汝南县、息县和正阳县冬小麦的水分生产力分别在:0.13-0.93 kg·m-3、0.10-0.57 kg·m-3、0.09-0.46 kg·m-3和0.12-0.51 kg·m-3。冬小麦的水分生产力空间差异逐渐缩小,县域尺度冬小麦的水分生产力逐渐向均衡化发展,人类干预成效的显著性成为影响宗地单元水分生产力的重要因素之一。
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