论文部分内容阅读
研究蒸散发变化规律及驱动因素,并提高蒸散发估算精度,对探明干旱半干旱地区水文循环规律具有重要意义。本文以科尔沁沙地典型地貌类型—草甸、半流动沙丘、半固定沙丘、玉米地及水稻田为研究对象,以气象环境监测系统实测的2013-2018年气象资料为基础,应用FAO 56P-M模型估算了不同时间尺度的参考作物蒸散量(ET0),基于3种统计方法全面揭示了 ET0影响要素;以草甸和沙丘涡度相关系统实测通量数据为基础,分析了不同降水年型实际蒸散量(ETa)的变化规律及其对气象因子的响应规律;在此基础上,通过ET0、ETa计算草甸和沙丘的作物系数(Kc),构建了基于归一化植被指数(NDVI)、土壤调整植被指数(SAVI)、修改型土壤调整植被指数(MSAVI)、增强型植被指数(EVI)和比值植被指数(RVI),并结合叶面积指数(LAI)及土壤含水量(SM)的Kc反演模型。本文主要结果如下:(1)2017年ET0达到最大值,季节变化为夏>春>秋>冬季,月变化呈抛物线型,4-7月整体表现为草甸>水稻>玉米>半固定沙丘>半流动沙丘。贡献率法显示草甸和玉米ET0主要受饱和水气压差影响,相对贡献率分别为25.884%和25.479%,其余试验点受温度影响较大。偏相关分析法表明净辐射、饱和水气压差对ET0均达到极显著正相关水平,偏相关系数为0.575-0.927。通径分析法指出饱和水气压差是ET0的首要影响因子,通径系数最大为0.648。综合分析认为影响ET0的关键因子为饱和水气压差及净辐射,温度通过影响关键因子间接影响ET0,风速对ET0影响较小。(2)降水对草甸ETa的影响存在延迟性,沙丘ETa与降水变化趋势较为一致。由相关性分析可知:草甸和沙丘ETa值均与风速不相关,草甸枯、丰水年的ETa值与降水量相关性不显著,与温度、饱和水气压差、净辐射的相关性较高(p<0.01);沙丘不同降水年型的ETa与上述4种气象因子的相关性均达到极显著水平(p<0.01),枯水年ETa主要受降水影响,相关系数为0.580,丰水年ETa主要受温度影响。(3)一元线性回归模型显示草甸Kc-LAI拟合最优,其次为NDVI,利用最优模型模拟的Kc值与实测值较为接近;沙丘Kc与MSAVI拟合最优,据此估算的Kc值与实测值相关性较好。多项式回归模型中,草甸仍为Kc-LAI模型最优,Kc模拟值与实测值拟合效果有所提升,沙丘Kc-MSAVI拟合最优,但R2略有下降,Kc模拟值与实测值拟合较好。对于逐步回归模型,草甸Kc-NDVI、SM、MSAVI模型效果最佳,沙丘Kc-MSAVI、SM拟合最好,土壤含水率的加入使模型精度有所提升。利用逐步回归方程模拟的Kc值估算ETa,结果显示2017、2018年草甸和沙丘ETa模拟值与实测值较为接近,模型适用性较好。