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近50年来,随着气候变暖趋势的进一步加剧,高温天气在全球范围内频繁发生。频繁发生的高温天气改变了大气中的水汽含量和大气环流,从而影响降水、蒸散发等一系列水循环过程。同时,生态系统也会对高温天气事件做出响应,但这种响应在不同地域间可能存在很大的差异。荒漠绿洲作为一种特殊景观,一方面处于极端干旱的气候环境下的荒漠生态系统,有效降水的90%耗散于蒸散发过程,另一方面绿洲生态系统有灌溉保证,水分胁迫并不明显,具有特殊性。因此研究这种特殊生态系统的水循环特别是蒸散发过程如何响应高温天气对了解气候变化条件下荒漠绿洲的适应性具有重要的价值。
2010年7月20-30日河西走廊出现了有气象记录以来的持续高温天气,论文以此次高温天气为案例,探讨了高温天气对水面蒸发、参考作物蒸散与植物蒸腾的影响规律,旨在认识荒漠绿洲有效水面蒸发、绿洲农作物蒸散和荒漠植物蒸腾这3个荒漠绿洲主要的蒸散发过程对高温天气的响应,特别是认识在高温天气下,导致河西荒漠绿洲水面蒸发、参考作物蒸散量和荒漠灌木蒸腾的可变化的主要气象影响因子,以及它们之间的相互关系。初步的结果如下:
1.水面蒸发量与2005-2009年水面蒸发量同期平均值相比,2010年高温期日平均水面蒸发量增长了43.0%,主要的气象影响因子为最高气温和平均气温,其中最高气温的贡献率最大,为36%,其次为平均气温,贡献率为33%。平均气温距平值与水面蒸发距平值的关系式可以较好的反映水面蒸发的变化,在平均气温为24.1℃,水面蒸发量为6.6mm的基础上,平均气温每升高1℃,水面蒸发量增加0.58mm。
2.参考作物蒸散量与2005-2009年同期参考作物蒸散平均值相比,2010年高温期日平均参考蒸散量增长了22.6%,主要的影响因子为平均气温、最高气温和相对湿度,其中平均气温和最高气温的贡献率最大,分别为46%和45%,其次是相对湿度,贡献率为-32%。平均气温距平值与参考作物蒸散距平值的关系式可以相对较好的反映随平均气温的变化参考作物蒸散的变化情况,在平均气温为24.1℃,参考作物蒸散量为3.2mm的基础上,平均气温每升高1℃,参考作物蒸散量增加0.11mm。
3.高温期荒漠灌木沙拐枣日茎干液流速率较2008-2009年同期增长了373%,泡泡刺增长26%,平均气温和最高气温对沙拐枣和泡泡刺茎杆液流速率的贡献率最大。由于各气象因子对于植物茎干液流速率的贡献率都较小,且平均气温和最高气温与其他气象因子的多重共线性,并没有发现平均气温与最高气温和沙拐枣与泡泡刺茎干液流速率的关系。在相对湿度为42.96%,沙拐枣茎干液流速率为76.89g/cm2d的基础上,相对湿度每增加1%,沙拐枣茎杆液流速率减少0.39g/cm2d。而对于泡泡刺茎干液流速率,在相对湿度为42.96%,泡泡刺茎干液流速率为116.82g/cm2d的基础上,相对湿度每增加1%,沙拐枣茎杆液流速率减少0.11g/cm2d。