黃河上游參考作物蒸散量變化特征及其對氣候變化的響應(yīng).pdf

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1、第28卷第12期922叭2年6月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報Tr姐sactionsoftheChinesesoci啊ofA畫cuItllraJEngjne耐ng、，01．28No．12Jun．2012黃河上游參考作物蒸散量變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)杜加強(qiáng)1母，舒儉民1，一，劉成程1，一，王麗霞1，一，郭揚(yáng)L2，張林波1，2(1．中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京lO0012；2．國家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評估重點實驗室，北京lo0012)摘要：研究參考作物蒸散量對氣候變化的響應(yīng)對于辨析氣候要素對蒸散發(fā)的影響具有重要意義。該文在驗證FAO推

2、薦的Pe眥a11．Monteinl(P．M)方法在黃河上游地區(qū)適用性的基礎(chǔ)上，分析了10個氣象站點近50a來參考作物蒸散昔的變化特征，計算了參考作物蒸散量對4種氣候要素的敏感系數(shù)及其對氣候變化的響應(yīng)。結(jié)果表明：隊OP．M方法在研究區(qū)域具有較強(qiáng)的適用性；參考作物蒸散量隨海拔升高而減少，主要集中在生長季的3一lO月。高海拔站點參考作物蒸散量年值多呈顯著增加趨勢，低海拔則明顯減少，且變化過程不同。氣溫和風(fēng)速敏感系數(shù)的年內(nèi)變化分別呈顯著的波峰型和波谷型，日照時數(shù)的變化不明顯，相對濕度的敏感性呈生長季略有增加趨勢；年際變化方面，

3、氣溫的敏感系數(shù)呈顯著增加趨勢，低海拔地區(qū)相對濕度的敏感系數(shù)旱顯著增加趨勢。氣溫、日照時數(shù)的增加和相對濕度的降低導(dǎo)致了高海拔站點參考作物蒸散量的增加，高海拔地區(qū)的蒸散發(fā)主要受氣溫、日照時數(shù)等能量制約；低海拔站點參考作物蒸散量的減少主要受F{照時數(shù)和風(fēng)速減小、相對濕度提高的影響，水分條件的限制更顯著。該研究對于結(jié)合未來氣候變化趨勢開展黃河上游地區(qū)生態(tài)管理，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：蒸散，作物，模型，Pe咖鋤．Monteinl方程，敏感系數(shù)，黃河上游地區(qū)doi：lO．3969a．is蚰．1

4、002—6819．2012．12川6中圖分類號：S161．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10026819f20121—12一009209杜加強(qiáng)，舒儉民，劉成程，等．黃河上游參考作物蒸散量變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)[J】．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，28(12)：92—100【)uJiaqiang，ShuJi齟mhL-uChengch朋島eta1．V撕ationchamcteristicsofreferencecropevapotr柚spirationallditsresponsestoclimatech柚geinups仃e鋤

5、盯easofYellow融Verbasin[J】1協(xié)sactionsofthechinesesocj唧ofA咖cultmJEngineering(Tran剛ionsoftIlecsAE)'2012，28(12)：92—100．(inChinese謝thEn鰣shabs仃act)0引言蒸散發(fā)是唯一一個既出現(xiàn)在水量平衡方程又出現(xiàn)在地表能量平衡方程中的要素¨】，其不僅與生態(tài)系統(tǒng)水分利用密切相關(guān)，同時也關(guān)系到地表的熱量狀況，因此是水循環(huán)中最直接受氣候變化影響的一項【2。3】：由于土地．植被．大氣系統(tǒng)組分的復(fù)雜相互作用，導(dǎo)致蒸散

6、發(fā)可能是所有水文循環(huán)組成中最難估算的[1一。而蒸散發(fā)對于作物需水量估計、生態(tài)過程分析、生態(tài)系統(tǒng)管理非常重要M]，特別是干旱和半干旱地區(qū)。盡管全世界已經(jīng)提出了50多種蒸散發(fā)估算方法，但多針對特定氣候，具有較強(qiáng)的地域性，不同方法的結(jié)果差異較大14’84]。應(yīng)用時若不進(jìn)行驗證，可能會夸大區(qū)域?qū)嶋H用水或?qū)ζ涔烙嫴蛔悖斐蓻Q策失誤。特別是在中國，模擬模型大多從國外引進(jìn)，對這些方法進(jìn)行準(zhǔn)確性評價尤為重要[10】。FA056Penman．Monteith(P．M)方法是1998年FAO推薦的計算參考作物蒸散量(￡n)的標(biāo)準(zhǔn)方法?】，

7、該方法基于能量平衡和水汽擴(kuò)散理論，既考慮了作物的生理特征，又涉及了空氣動力學(xué)參數(shù)的變化，從而具有較充分的理論收稿H期：20lI．11．29修訂}ij期：2012—05-26基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(41001055)和中國環(huán)境科學(xué)研究院中央級公益性科研院所基奉科研業(yè)務(wù)專項資助項目(2009KYYWlO)作者簡介：杜加強(qiáng)(1980一)，男，山東臨沂人，副研究員，博士。主要從事K域生態(tài)方面的研究。北京中國環(huán)境科學(xué)研究院，100012。Email：dujiaqjang固mail．bnu．edu．cn依據(jù)和較高的計算

8、精度【lo．12‘13]；日尺度上也與美國土木工程師學(xué)會(也eAmericanSocietyofCivilEngineers，ASCE)推薦的矮草、光滑參考表面的標(biāo)準(zhǔn)方法相吻合【l41。黃河上游地區(qū)，特別是黃河源區(qū)，是黃河流域最重要的產(chǎn)流區(qū)，占黃河流域水資源總量的49％[15l，占三江源區(qū)總徑流量的42％，對中國北方地區(qū)的生態(tài)安全