锡林河流域蒸散量估算模型建立及长时间序列蒸散分析研究

Take Xinlin River basin as study area. The contradiction between supply and damand of water resources in the basin has become increasingly prominent. Due to the long period of over grazing,the vegetation degradation ,land desertification and other environmental problems have qppeared. Water resources have become an important factor restricting the healthy development of the ecological and social economy in the area. Evapotranspiration is an important part of grassland ecological water consumption,and its accurate estimation is important. With the support of RS and GIS,a model of region evapotranspiration can be developed, in which soil water content、leaf area index、vegetation coverage and meteorological factors must be considered based on the principle that evapotranspiration is affected by energy、soil water content and biological characteristics of plants from the view point of ecology. The model can reflect the actual water consumption of vegetation. It will provide reference for accurate estimation of regional evapotranspiration. The long time series evapotranspiration from 2000 to 2019 will be estimated using the model. Temporal and spatial variation of evapotranspiration、status of ecological water consumption and driving factors in Xilin River basin will be analized. Water resources utilization rate can be increased. Water environment of Xilin River Basin can be protected and improved. This work has important theoretical significance and application prospect.

以内蒙古锡林河流域为研究区，该流域水资源供需矛盾日益突出，加之长期以来过度放牧，出现了植被退化、土地沙化等环境问题，水资源已成为制约该地区生态和社会经济健康发展的重要因素。蒸散作为草原生态需水的消耗量，它的准确估算尤为重要。本研究从生态学观点出发，根据植被蒸散量主要受能量、土壤含水量和生物学特性影响的原理，通过野外实测数据和遥感数据，在RS和GIS平台的技术支持下，建立一个更适合该区的、综合考虑土壤含水量、叶面积指数、植被盖度和气象因素影响的非线性区域蒸散估算模型，使之能够反映植被实际耗水状况，为准确估算区域蒸散提供参考。根据所建模型估算锡林河流域2000年-2019年的长时间序列蒸散量，分析锡林河流域草原蒸散的时空变化特征及驱动因素，掌握生态耗水状况，为提高水资源利用率，实现生态环境的不断改善和水资源可持续利用提供科学依据，对改善京津及华北等地区空气质量具有重要的理论和现实意义。

本研究从生态学观点出发，根据植被蒸散量主要受热量、土壤含水量和生物学特性影响的原理，通过野外实测数据和遥感数据，在RS和GIS平台的技术支持下，建立了一个更适合锡林河流域的、综合考虑土壤含水量、植被盖度和气象因素综合影响的非线性区域蒸散估算模型，使之能够反映植被实际耗水状况，为准确估算区域蒸散提供参考，模型通过验证，模拟效果较好，满足精度要求。.根据所建模型估算了锡林河流域2000年-2017年的长时间序列蒸散量，分析了锡林河流域草原蒸散的时空变化特征及影响因素。主要结论如下：(1)2000-2017年7月流域蒸散量年际波动较大，7月多年平均蒸散量为83.22 mm，7月蒸散量呈增多趋势，但趋势不显著。枯水年生长季蒸散量曲线变化平缓，丰水年生长季蒸散量变化为明显的钟形曲线，平水年介于二者之间。(2)锡林河流域7月多年平均蒸散量具有较强的空间异质性，呈由东南向西北递减的条带状分布特征。河流流经形成的低湿地植被、草甸草原、林地和耕地覆盖地区蒸散量最大，其次为中游典型草原和建筑用地，蒸散量最小的是下游典型草原、西北部盐碱地和裸河床等。(3)利用土地利用数据对流域蒸散量数据进行提取，统计发现林地的年均蒸散量最高，为316.41mm/a；建设用地的年均蒸散量最低，为202.93mm/a。除水体外，流域内各种土地利用类型的年均蒸散量大小依次为林地＞耕地＞未利用土地＞草地＞建设用地。(4)流域蒸散量与环境因子的响应关系表明，土壤含水量和植被盖度都显著影响着蒸散量的大小，蒸散量随土壤含水量和植被盖度的增大而显著增多；同时蒸散量受气温和降水的影响；地形因子对蒸散量分布也具有较大影响，高程越高，蒸散量越大；随着坡度的增加，蒸散量先增加后减小，蒸散量最大值出现在坡度为15°- 20°的位置；中坡的蒸散量最大，平坡的蒸散量最小。.掌握锡林河流域生态耗水状况，为提高水资源利用率，实现生态环境的不断改善和水资源可持续利用提供科学依据，对改善京津及华北等地区空气质量具有重要的理论和现实意义。