【摘 要】
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全球气候变化对水文循环过程中的降雨、蒸散以及径流等环节产生影响,继而导致区域水资源供需不平衡等现象出现。蒸散发是联系水、能量以及碳循环的中心过程,准确估算蒸散发对水资源的分配以及灌溉管理等环节至关重要。1999年以来随着退耕还林等生态保护工程陆续实施,黄土高原植被覆盖率得到显著提升。但人工林草植被的大面积种植也进一步带来了区域用水量增加等问题,对区域蒸散发的时空变化特征及其影响因素的研究有助于实现
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2017YFC0504601）
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全球气候变化对水文循环过程中的降雨、蒸散以及径流等环节产生影响,继而导致区域水资源供需不平衡等现象出现。蒸散发是联系水、能量以及碳循环的中心过程,准确估算蒸散发对水资源的分配以及灌溉管理等环节至关重要。1999年以来随着退耕还林等生态保护工程陆续实施,黄土高原植被覆盖率得到显著提升。但人工林草植被的大面积种植也进一步带来了区域用水量增加等问题,对区域蒸散发的时空变化特征及其影响因素的研究有助于实现水资源的精细管理以及科学的植被规划。本研究以地处黄土高原丘陵沟壑区的陕西省延安市为研究对象,基于遥感数据利用PT-JPL模型对退耕还林工程以来延安地区植被蒸散时空变化及其影响因素进行研究,通过分析延安地区生态气象因子以及植被蒸散发的时空变化情况,讨论退耕还林以来延安地区植被蒸散发的时空变化规律以及其与各要素之间的相关关系。通过分析2001-2018年延安地区各植被类型占比及其面积转移情况,探讨在退耕还林以来延安地区不同植被类型的蒸散变化规律,主要结论如下:（1）2001-2018年延安地区植被蒸散值以8.83mm/a的速率呈现极显著上升趋势,植被年均蒸散量为512.86 mm。其中植被蒸腾、土壤蒸发以及截留蒸发分别占总蒸散的45.03%、37.06%以及17.91%。植被蒸腾与截留蒸发均随时间变化呈现极显著增加趋势,土壤蒸发随时间变化呈现不显著增加趋势。延安地区植被蒸散较大的月份集中在生长季（4-10月）。延安地区年均植被蒸散发南部高于北部。18年来,延安地区95.20%的区域植被蒸散发表现为显著增加趋势。延安各县区逐月平均蒸散变化特征均表现为先增加后减小的单峰趋势,植被蒸散于7月达到峰值,于12月达到最低值;季节尺度上呈现夏季＞春季＞秋季＞冬季的特征。延安地区绝大部分区域（99.77%）植被蒸散发未来变化趋势呈现增加且正向持续趋势。（2）2001年和2018年延安地区各植被类型分布比例为草地（52.84%和49.97%）＞森林（32.51%和38.46%）＞农田（13.75%和10.90%）＞灌木（0.62%和0.14%）。2001-2018年,土地利用类型转为森林和草地的较多。2001-2018年延安地区不同植被类型平均年蒸散表现为森林（644.62 mm）＞灌木（640.46 mm）＞农田（502.74 mm）＞草地（426.77 mm）,各植被类型蒸散年变化情况表现为草地（10.80mm/a）＞农田（9.00 mm/a）＞灌木（5.35 mm/a）＞森林（4.01 mm/a）。（3）2001-2018年延安地区年平均叶面积指数以每年0.03 m~2/m~2的增速呈现极显著上升趋势,年际相对湿度以每年0.38%的增速呈现极显著增加趋势,净辐射以每年9.77 w/m~2的增速呈显著上升趋势,降雨量以每年1.22 mm的增速不显著增加,气温以每年低于0.01℃的降幅不显著下降。在年际尺度上延安地区植被蒸散与叶面积指数、净辐射、相对湿度以及降雨量之间呈现极显著正相关关系,与平均气温之间的关系不显著。本研究明确了叶面积指数在区域植被蒸散发中的关键作用,量化了退耕还林工程开展以来延安各县区植被蒸散发的变化趋势及其影响因素,为该地区生态环境保护进度和水资源精细化管理提供了理论依据,也为黄土高原退耕还林等生态工程的深入实施提供数据支撑。
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