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黑河干流中游平原作物蒸发蒸腾量时空分布研究

程玉菲  
【摘要】: 黑河流域是我国第二大内陆河流域,近年来随着工农业的迅速发展,各部门的用水量急剧增长,用水矛盾的突出导致下游地下水位下降,河流干涸,生态环境恶化。蒸散发作为一个重要的水循环要素,对产生区域性气象干旱、水文干旱以及农业干旱起着重要的作用。本研究将初步探索区域作物蒸发蒸腾量的时空分布规律,对干早地区灌溉农业的发展模式、制度制定、农业结构调整、生态建设等科研问题和生产实际问题提供参考,对促进水资源-生态-经济-社会复合系统良性循环以及实现农业可持续发展和干旱区水资源的可持续利用具有重要的科学意义。本文得出以下结论: (1)利用FAO Penman-Monteith公式和黑河中游4个气象站点(甘州(张掖)、高台、临泽、民乐)和附近上游2个气象站点(肃南和山丹)近40a的气象数据资料,分别计算了各站点的蒸散发潜力,确定蒸散发系数,得出近40a来各站点的实际蒸散量。结合黑河中游甘州(张掖)、高台、临泽和民乐这四个地区的三期遥感影像资料分析了1967、1986、2000年这三年的土地利用变化,结果表明这四个地区的农田总面积逐年增加,增加速度为16.87km~2/a,20世纪60年代到90年代末期草地的面积呈减少的趋势,平均每年减少38.25km~2。盐碱地、裸土地、裸岩石砾地的面积均有增加的趋势。1967年、1986年和2000年的农田作物实际蒸发蒸腾总量分别为11.13×10~8m~3、13.16×10~8m~3和14.91×10~8m~3,随着近年来气候逐渐变暖和农田面积的不断增加,农田总的蒸发蒸腾量也呈增加的趋势。 (2)黑河中游干流地区四个站蒸发蒸腾量均呈减小的趋势,其中张掖和民乐的变化幅度不大,高台和临泽明显减小,空间上总体呈现出由上游向下游、由山区到平原增加的趋势。在时间分布上黑河干流中游地区四个站多年蒸发蒸腾量总体上均呈减小趋势。夏季的蒸发蒸腾量远大于其他季节,月平均作物实际蒸发蒸腾量最大值出现在夏季(6月或7月),最小值出现在冬季(12月或1月)。地形、气候和植被或土地利用情况是影响蒸发蒸腾量空间变异性的主要因素,分析黑河干流中游地区及其附近6个气象站点纬度和海拔等地形条件对作物实际蒸发蒸腾量的影响表明:1月、10月、11月和12月四个月份作物实际蒸发蒸腾量与纬度之间表现出一定的负相关关系,与海拔之间表现出一定的正相关关系。近40a来黑河中游平原地区气候向暖湿气候转变,降水量增加、空气湿度增大、风速减小是这个区域作物实际蒸发蒸腾量呈减小趋势的重要原因。除此之外,近年来该地区大力治理荒漠,退耕还草还林,对该区域的蒸散量也有一定的影响。 (3)本文利用了地理信息系统软件ARCVIEW3.2的表面、分析功能和空间插值,建立了流域内参考作物蒸发蒸腾量和实际蒸发蒸腾量的空间分布式模型。用回归方法,Spline样条插值法及IDW反距离加权插值法得到的模型差异很大,考虑到研究区域的范围较大,建立模型的尺度较大以及气象站点的数量较少,利用Spline样条插值法及IDW反距离加权插值法计算结果不理想,利用回归方法计算出来的结果较好。


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