论文部分内容阅读
蒸散是干旱半干旱区生态耗水的主要方式。新疆深居亚欧大陆内部，垂直海拔高度落差较大，降水空间分布不均匀，植被覆盖空间异质性高，绿洲农田区灌溉取水频繁。此外，为适应干旱缺水的特殊环境，荒漠植被进化出特殊的形态特征（深根系，高根冠比等）和更加灵活复杂的植物用水策略等，这些为蒸散的估算带来挑战和不确定性。 国际上不同蒸散产品在新疆地区模拟结果存在差异。因此，本研究选取中分辨率成像光谱仪(MOD16)蒸散产品、全球陆地蒸散阿姆斯特丹模型(Global Land Evapotranspiration Amsterdam Model，GLEAM)蒸散产品和通用陆面过程模型(Common Land Model，CoLM)的蒸散产品为代表，利用三角帽(Three Cornered Hat，TCH)方法定量评价3种蒸散产品在新疆干旱区蒸散模拟结果的空间不确定性。为进一步说明引起蒸散变化的原因，本研究通过分析不同蒸散产品的蒸散结果和气候因子的相关性，以及利用主成分回归分析(Principle Component Regression，PCR)和多元非线性回归方法分析不同蒸散产品蒸散结果对主要气候因子（降水、辐射和温度）的敏感性大小，同时说明影响新疆地区蒸散的主要气候因子，为提高新疆蒸散的模拟精度提供参考。结果表明: (1)GLEAM和MOD16蒸散产品的蒸散空间分布规律相似，山区蒸散值均显著高于平原区;CoLM模型蒸散在阿尔泰山、天山蒸散值显著高于平原区。MOD16在裸土区不进行蒸散值计算。全疆多年平均蒸散值分别为:GLEAM(142.4±11.1mm·a-1)、CoLM(126.7±19.1mm·a-1)、MOD16(78.6±4.6mm·a-1)。 (2)基于TCH方法的全疆蒸散模拟的不确定性结果大小依次为:CoLM模型(24.2mm·a-1)，GLEAM蒸散产品(21.6mm·a-1)，MOD16蒸散产品(17.7mm·a-1)。CoLM模型和GLEAM在新疆不同植被功能类型、不同地形地貌及不同干湿状况条件下，不确定性规律表现一致，MOD16蒸散不确定性与两者差异较大。在灌丛，天山和半湿润区，3种蒸散产品的不确定性显著不同，其中CoLM不确定性最大（33.5mm·a-1、30.5mm·a-1、32.1mm·a-1），MOD16不确定性最小(9.5mm·a-1、14.8mm·a-1、14.3mm·a-1)。 (3)全疆范围，3种蒸散产品模拟结果均显示蒸散与降水、比湿具有显著正相关，与辐射、气温、气压和风速等气候因子相关关系并不突出。水分因子对新疆蒸散的估算影响较大。 (4)蒸散对3种气候因子的总敏感性指数较大的区域主要分布在昆仑山东部，天山东部以及阿尔泰山部分地区。权重敏感性空间分布与总敏感性指数空间分布相似，可以用权重敏感性表示总敏感性指数。全疆大部分地区呈现蒸散对降水的敏感程度较大，如新疆南部平原区域和天山一带等，且蒸散对降水的敏感性系数为正值，蒸散随降水的增加而增加。蒸散对辐射变化的敏感程度较大的区域主要分布在阿尔泰山、天山东部和昆仑山东部等地区。蒸散对温度变化敏感程度较大的区域较少，主要分布在昆仑山部分地区等。