黄河上游参考作物蒸散量变化特征及其对气候变化的响应.pdf

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1、第28卷第12期922叭2年6月农业工程学报Tr姐sactionsoftheChinesesoci啊ofA画cuItllraJEngjne耐ng、，01．28No．12Jun．2012黄河上游参考作物蒸散量变化特征及其对气候变化的响应杜加强1母，舒俭民1，一，刘成程1，一，王丽霞1，一，郭扬L2，张林波1，2(1．中国环境科学研究院，北京lO0012；2．国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室，北京lo0012)摘要：研究参考作物蒸散量对气候变化的响应对于辨析气候要素对蒸散发的影响具有重要意义。该文在验证FAO推

2、荐的Pe眦a11．Monteinl(P．M)方法在黄河上游地区适用性的基础上，分析了10个气象站点近50a来参考作物蒸散昔的变化特征，计算了参考作物蒸散量对4种气候要素的敏感系数及其对气候变化的响应。结果表明：队OP．M方法在研究区域具有较强的适用性；参考作物蒸散量随海拔升高而减少，主要集中在生长季的3一lO月。高海拔站点参考作物蒸散量年值多呈显著增加趋势，低海拔则明显减少，且变化过程不同。气温和风速敏感系数的年内变化分别呈显著的波峰型和波谷型，日照时数的变化不明显，相对湿度的敏感性呈生长季略有增加趋势；年际变化方面，

3、气温的敏感系数呈显著增加趋势，低海拔地区相对湿度的敏感系数旱显著增加趋势。气温、日照时数的增加和相对湿度的降低导致了高海拔站点参考作物蒸散量的增加，高海拔地区的蒸散发主要受气温、日照时数等能量制约；低海拔站点参考作物蒸散量的减少主要受F{照时数和风速减小、相对湿度提高的影响，水分条件的限制更显著。该研究对于结合未来气候变化趋势开展黄河上游地区生态管理，促进生态系统的良性发展，具有重要的科学意义和应用价值。关键词：蒸散，作物，模型，Pe咖锄．Monteinl方程，敏感系数，黄河上游地区doi：lO．3969a．is蚰．1

4、002—6819．2012．12川6中图分类号：S161．4文献标志码：A文章编号：10026819f20121—12一009209杜加强，舒俭民，刘成程，等．黄河上游参考作物蒸散量变化特征及其对气候变化的响应[J】．农业工程学报，2012，28(12)：92—100【)uJiaqiang，ShuJi龃mhL-uChengch朋岛eta1．V撕ationchamcteristicsofreferencecropevapotr柚spirationallditsresponsestoclimatech柚geinups仃e锄

5、盯easofYellow融Verbasin[J】1协sactionsofthechinesesocj唧ofA咖cultmJEngineering(Tran刚ionsoftIlecsAE)'2012，28(12)：92—100．(inChinese谢thEn鲥shabs仃act)0引言蒸散发是唯一一个既出现在水量平衡方程又出现在地表能量平衡方程中的要素¨】，其不仅与生态系统水分利用密切相关，同时也关系到地表的热量状况，因此是水循环中最直接受气候变化影响的一项【2。3】：由于土地．植被．大气系统组分的复杂相互作用，导致蒸散

6、发可能是所有水文循环组成中最难估算的[1一。而蒸散发对于作物需水量估计、生态过程分析、生态系统管理非常重要M]，特别是干旱和半干旱地区。尽管全世界已经提出了50多种蒸散发估算方法，但多针对特定气候，具有较强的地域性，不同方法的结果差异较大14’84]。应用时若不进行验证，可能会夸大区域实际用水或对其估计不足，造成决策失误。特别是在中国，模拟模型大多从国外引进，对这些方法进行准确性评价尤为重要[10】。FA056Penman．Monteith(P．M)方法是1998年FAO推荐的计算参考作物蒸散量(￡n)的标准方法⋯】，

7、该方法基于能量平衡和水汽扩散理论，既考虑了作物的生理特征，又涉及了空气动力学参数的变化，从而具有较充分的理论收稿H期：20lI．11．29修订}ij期：2012—05-26基金项目：国家自然科学基金资助项目(41001055)和中国环境科学研究院中央级公益性科研院所基奉科研业务专项资助项目(2009KYYWlO)作者简介：杜加强(1980一)，男，山东临沂人，副研究员，博士。主要从事K域生态方面的研究。北京中国环境科学研究院，100012。Email：dujiaqjang固mail．bnu．edu．cn依据和较高的计算

8、精度【lo．12‘13]；日尺度上也与美国土木工程师学会(也eAmericanSocietyofCivilEngineers，ASCE)推荐的矮草、光滑参考表面的标准方法相吻合【l41。黄河上游地区，特别是黄河源区，是黄河流域最重要的产流区，占黄河流域水资源总量的49％[15l，占三江源区总径流量的42％，对中国北方地区的生态安全