基于MOD16产品的海拉尔流域蒸散发时空分布特征研究

旱涝灾害频发与流域水量平衡的变化密切相关,而地表蒸散量作为流域水量平衡中的重要环节,研究陆面蒸散发时空分布在旱涝灾害监测和预警等方面具有重要的意义.基于MOD16全球蒸散发产品,以海拉尔河流域为研究区域,通过相关性分析和线性趋势分析,统计分析了2001-2018年海拉尔河流域地表的实际蒸散发(AET)和潜在蒸散发(PE...     

基于MOD16的东江流域地表蒸散发时空特征分析

流域内蒸散特征及其变化原因对于保持能量平衡和水循环有关键作用。基于MOD16遥感数据集,分析东江流域地表蒸散发年际和年内的时空分布规律以及不同土地覆被类型的地表蒸散发时空特征。结果表明:①东江流域蒸散值(ET)整体呈中游>下游>上游的态势,而潜在蒸散发值(PET)呈下游>中游>上游的趋势。②10 a中,ET值波动较小,而PET值则相对波动较大,二者在2014年后均有增加趋势。③年内各月ET呈单峰型,ET值较高的月份集中在5—10月,最高月份在9月,ET值较低的月份集中在12月—次年2月,最低月份为2月;其次,流域内四季的ET均值表现为秋季>夏季>春季>冬季。④不同土地利用类型下,年尺度上,ET表现为裸地>耕地>城市用地>草地>林地;PET表现为城市用地>耕地>草地>林地>裸地;月尺度上,ET与年尺度基本一致,且冬季ET变异系数较高,夏季较低;在林地,四季ET的变异系数均较低,离散程度小。研究结果为预防东江流域的旱涝灾害提供理论依据。     

基于Priestley-Taylor模型的贵州省涟江流域蒸散发时空变化及其影响因素分析

开展蒸散发时空变化及其驱动因素研究,对流域水土资源开发管理和可持续利用具有重要意义。基于Priestley-Taylor模型,结合地表温度、地表反照率、NDVI、太阳天顶角、DEM、土壤和土地利用覆盖类型等多源遥感数据,对贵州省涟江流域2005—2014年ET(Evapotranspiration,蒸散发)时空格局及其影响因素进行研究。结果表明:Priestley-Taylor模型在涟江流域的反演精度良好,相对误差为-1.39%～12.05%,估算结果能够满足该区的蒸散发研究需求;涟江流域2005—2014年ET多年均值为901.08 mm/a,总体呈波动增加趋势,增长率为36.8 mm/(10a),年内ET呈春、夏季节高而秋、冬季节低的单峰变化形式;流域ET的空间差异明显,总体呈东南、东北高,西部和中部地区低的空间分布格局,春、夏、秋季ET的空间分布与多年平均空间分布基本一致,而冬季的空间分布较为不同;不同土地覆盖类型的蒸散强度表现为:常绿针叶林永久湿地落叶阔叶林裸地或低值被覆盖地城市建成区,高植被覆盖区的蒸散发大于低植被覆盖区;不同土壤类型的蒸散发表现为:石灰土黄壤红壤水稻土紫色土。石灰土的土层较薄,蒸散量较大,不利于土壤水分涵养。     

冬小麦全生育期区域蒸散量时空变化

为探究冬小麦不同生育期内区域蒸散发的变化规律,以邯郸永年冬小麦种植区为研究区,基于Penman Monteith公式计算结果验证后的SEBAL（surface energy balance algorithm for land）模型,模拟计算2019年10月至2020年6月全生育期冬小麦不同生长期的区域蒸散量,结果表明：整个冬小麦生育期内区域日最大蒸散发量为0.97～13.66 mm/d,均值为0.52～8.06 mm/d;空间分布总体上呈现出西低东高的变化趋势,与研究区地形和水文地质特征造成的耕作方式的差异性较为一致;时间分布呈现出苗期至返青期在0.52～1.49 mm/d波动变化、起身期至孕穗期在3.18～4.47 mm/d波动变化、拔节期至成熟期呈现快速增加到4.47～8.06 mm/d的趋势,且与LAI(leaf area index)变化密切相关;区域蒸散发的峰值在出苗期和返青期之间存在空间转移现象。研究成果对优化区域农田灌溉制度、提高农田水分管理具有借鉴意义。     

辽宁省近55年参考作物蒸散量时空变化特征及成因分析

以辽宁省10个气象站点1961~2015年近55年的气象数据,利用FAO-56分册推荐的计算ET0标准Penman-Monteith公式计算了55年的逐日ET0。通过分析辽宁省ET0年际变化、年内变化及空间变化趋势,掌握辽宁省ET0的时空变化规律,并用敏感性分析、相关性分析、贡献率分析等方法,定性并定量地分析了影响辽宁省ET0变化的主要气候要素。结果表明,辽宁省各站点ET0呈逐年降低的趋势,同时风速、平均温度、日照时数与正相关,相对湿度与负相关,各气象因素对ET0的贡献率分别为-1.111%、0.137%、-0.511%、-0.124%,风速的降低是影响辽宁省各站点ET0降低的主要原因。     

内蒙古达茂旗荒漠草原地表蒸散量时空特征研究

文章利用涡度相关系统观测数据以及MODIS蒸散量数据(MOD16),对内蒙古达茂旗2000~2014年蒸散量(ET值)的时空变化特征进行了分析。达茂旗ET值占降水量的近50%以上,且与降雨量具有相似的空间变化特征,二者正相关关系显著。     

黑河流域参考作物蒸散量时间序列非线性特征研究

为了揭示黑河流域参考作物蒸散量的时间序列非线性特性,利用黑河流域及其周边的17个气象站,采用Penman-Monteith公式计算日、月、季和年的参考作物蒸散量,通过多重分形理论分析ET0时间序列的变异规律。结果表明:除年尺度时间序列为弱变异外,其他时间尺度均为中等强度变异;不同时间尺度参考作物蒸散量时间序列均具有多重分形特征,月尺度时间序列相较于其他时间尺度短距离变异显著,年尺度长距离变异显著。     

基于RUSLE的鉴江流域土壤侵蚀量特征分析

为了解鉴江流域的泥沙来源情况,基于降雨量、土壤类型、数字高程模型以及土地覆盖类型数据,运用土壤流失方程(RUSLE)计算不同地区土壤侵蚀量.通过模型理论计算来分析论证鉴江流域泥沙主要源区,同时基于降雨量线性变化趋势预测流域来沙趋势变化情况.研究结果表明:2008—2017年鉴江流域属于中度土壤侵蚀,年均土壤流失量为49...     

南四湖流域水循环要素的时空变化特征

选取南四湖流域鱼城、孙庄等8个监测站点,利用其1952-2015年的实测水文数据,采用Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波变换等分析方法,分析了流域降水、径流、蒸发等水循环要素变化时空特征,研究结果表明:(1)流域降水量呈现增加趋势,径流量和蒸发量呈减少趋势;各水循环要素的年际变化周期都有多种时间尺度相互嵌套,降水量和蒸发量的主周期为25a,径流量的主周期为31a;水循环要素的年内分配不均匀,降水量集中在6月-8月,径流量的峰值较降水量滞后1个月,蒸发量的最大值出现在6月份;(2)空间分布不均匀,表现为降水由东南向西北方向递减趋势,径流深的空间分布格局吻合于降水;湖东区域水循环要素的变化大于湖西区域;(3)流域水循环要素的时空变化特征受到气候变化和人类活动的共同影响。     

基于云模型的云南参考作物蒸散量时空变化及影响因素分析

云模型可定量描述参考作物蒸散量(ET₀)的随机性和模糊性,基于云模型分析云南ET₀的时空变化,结果可为云南农业灌溉、水旱灾害等研究提供参考。以云南省31个气象站1958—2013年的逐日气象资料为基础计算ET₀,基于云模型并结合线性倾向、M-K趋势检验、偏相关分析等研究云南参考作物蒸散量及影响因素的变化特征。结果表明：1958—2013年,云南ET₀在时间和空间上分布不均匀,空间分布较时间变化更不均匀且不稳定。56 a间ET₀呈不显著增加趋势,2000年后ET₀显著大幅增加且分布极不均匀极不稳定;春季ET₀最大,冬季ET₀最小,冬春ET₀分散且不稳定;ET₀呈“中高东西低、南多北少”的空间分布和“西增中东减”的变化规律,滇中高值区ET₀变化不均匀且不稳定;湿度、日照时数和风速是影响ET₀的主要因素。     

基于ELM模型的孔雀河流域参考作物蒸散量研究

为实现气象资料缺乏情况下ET0高精度预测,以气象因子的不同组合为输入参数,利用P-M公式计算的ET0作为预测标准值建立基于极限学习机的ET0预测模型。选取新疆孔雀河流域2011年与2012年逐日气象资料进行模型测试,并将模拟结果同其它常用模型进行对比。结果表明ELM模型能很好地反映气象因子同ET0间复杂的非线性关系,且模拟精度较高,可以作为气象资料缺乏情况下研究区ET0计算的推荐模型。     

基于信息熵原理的东北地区参考作物蒸散量时空特征分析

根据1951—2013年东北地区116个气象站点的常规气象资料,基于信息熵理论构建了东北地区日参考作物蒸散量站点间的信息传输模型并分析了信息场的分布情况,利用聚类分析法解析了东北地区日参考作物蒸散量的区域相似性结构特征;并在此基础上选取6个代表性站点,运用重标极差法分析了参考作物蒸散量(ET_0)的时间分形特征。结果表明:空间上,东北地区日参考作物蒸散量的信息熵随纬度增加而减小,各站点信息传输指数随基站与辅站距离的增大而减小,且具有明显的各向异性;东北地区在站点群层面上的信息传输总体呈由南到北、由东到西的分布规律。时间上,东北地区多年平均ET_0总体呈下降趋势,哈尔滨、沈阳、赤峰、加格达奇、佳木斯、海拉尔6个代表性站点的ET_0在未来一定时段内的变化趋势趋于稳定且具有较强的持续性。     

黑河流域植被叶面积指数时空变化特征

基于MODIS LAI、MODIS土地覆盖类型、平均气温、降水量、DEM数据,利用Slope趋势分析、相关分析法分析2001年～2016年黑河流域LAI的时空变化及其与气温、降水的相关性。结果表明,近16年,黑河流域LAI总体呈上升趋势,升幅为20.51%,LAI增大的区域主要集中分布在上游寒区试验区和中游人工绿洲试验区;16年间黑河流域中上游不同土地覆盖类型的植被状况逐渐改善,但下游地区呈退化趋势;黑河流域LAI与气温和降水的相关性几乎一致,但空间差异明显,中上游主要呈正相关关系,下游主要呈负相关关系。可见,2001年～2016年黑河流域植被LAI总体呈上升趋势,流域中上游植被状况不断改善,但下游植被逐渐退化。     

喀斯特流域水体中离子时空变化特征

依据贵州后寨河流域15个水化学监测站1981~2001年的水化学监测数据,对该流域水化学特征及其与流域降雨量、岩性及土地利用的关系进行了统计分析。结果表明,后寨河流域水化学组成呈明显的时间和空间分布特征。主要离子的变化与降水丰、枯季节、丰枯周期年变化有紧密的关系;其变化趋势在空间上呈有规律的分布,基本反映了水体中离子的空间变化特征。     

汉江流域汛期径流时空变化特征研究

基于汉江流域5个典型水文站1956—2016年逐日平均流量资料,采用数理统计手段分析了汉江流域汛期径流量的时程变化特性;根据流域内水文气象资料、DEM、土壤类型和植被覆盖等资料,构建适用于汉江流域的VIC模型;基于VIC模型的径流模拟成果,分析汛期径流空间分布特征。结果表明:汛期径流量均呈现下降趋势,在1990年前后存在较强的突变性,并伴随有6～8 a、18～21 a两类尺度的周期振荡特性;从模型的率定和验证结果来看,VIC模型在汉江流域的模拟精度总体较好,基本能反映汉江流域的降雨径流特性;以1990年突变点为界,夏汛期径流空间分布差异性变大,极值中心有所转移,秋汛期和汛期径流深的极值呈减小趋势,极值中心变化差异较小。研究成果对加深汉江流域洪水资源变化规律的认识,雨洪资源利用及水资源优化配置具有一定的借鉴价值。     

柴达木流域参考作物蒸散变化成因

基于11个气象站点的实测数据,应用Penman-Monteith模型估算并分析了1970年-2010年以来柴达木流域参考作物蒸散(ET0)对气候变量的敏感性及气候变量对ET0的影响。结果表明:(1)41年来柴达木流域的ET0以-17.8mm/10a的变化率呈显著下降趋势,很可能与风速和净辐射的减小有关。(2)ET0对净辐射最敏感,对气温的敏感性最低,且气温的敏感性最不稳定。ET0对实际水汽压的敏感性逐年减小,而对净辐射、气温和风速的敏感性逐年增大。(3)风速是柴达木流域对ET0贡献最大的气候变量;尽管气温的相对变化(64.4%)远远大于风速的相对变化(49.9%),但贡献却小于风速;净辐射和实际水汽压对ET0减小的贡献不明显。结果显示气温对ET0的变化为正贡献,而风速、净辐射和实际水汽压对ET0的变化均为负贡献。     

近20年西南地区地表蒸散与干旱时空变化特征

利用西南5省161个气象站1996~2015年的气温、水汽压数据资料,以及MODIS产品数据,基于改进的混合型线性双源遥感蒸散模型拟合西南地区的地表蒸散状况,并定义蒸散干旱指数(EDI)分析该区干旱时空变化特征。结果表明:(1)西南地区近20 a来实际蒸散呈现明显的增加趋势,春、夏两季蒸散量较大,占全年总量的62.3%;春季由东南向西北递减,广西南部以及云南南部实际蒸散量较大;夏季呈现由东向西递减的趋势,由广西、贵州、重庆向云南和四川递减;秋季与冬季则呈现由南向北递减的规律。(2)潜在蒸散也呈现增加趋势,季节上存在一致性,春、夏两季蒸散量占全年总量的60.6%,空间上相比实际蒸散而言,变化存在一定规律,潜在蒸散量春季、秋季以及冬季呈现明显的由南向北递减的趋势,具有纬向分异规律,而夏季则表现为由东向西递减的经向分异规律。(3)年际间的EDI呈现波动趋势,且近20 a来明显下降,但各年EDI均值都大于0.5,说明整体干旱化程度相对严重。     

鄱阳湖流域降水集中指标的时空变化特征

研究降水在年内的集中程度,对干旱、洪涝及水资源管理具有重要意义。本文基于1957—2012年鄱阳湖流域的月降水资料,并利用两种降水集中度(PCI和PCD)指标、一种降水集中期(PCP)指标,研究了降水集中指标在鄱阳湖流域的适用性及其时空变化特征。结果表明采用的这些降水集中指标在鄱阳湖流域有较好的适用性。两种降水集中度指标均呈现出由西南向东北逐渐增加的趋势,其时空分布特征十分相似。降水集中期变化范围为4月上旬至6月中旬,呈由西向东逐渐减少的趋势。通过对月降水集中几种指标的变化进行MMK趋势检验,发现流域内大部分站点的降水集中度指标呈不显著的减小趋势,降水集中期呈不显著的延后趋势。     

三峡库区水位变化下小江流域富营养化的时空变化特征

自三峡水库运行以来,小江流域水华污染现象越发严重,对三峡库区水位变化、小江流域水质指标总氮、总磷和浮游植物体内总磷含量进行监测、分析。实验表明:①水华现象在三峡库区水位较低(163 m)且持续下降时发生频繁,在库区水位较高(173 m)且持续上升时发生频率明显减少;②小江流域春季较易爆发水华现象;③三峡库区水位调节对小江流域中游水华现象的发生影响最大,上、下游次之。因此,三峡库区水位的变化与小江流域水华的发生规律有很高的相关性,研究在三峡水库水位变化的条件下水库主要支流水华现象的时空分布特征,为三峡库区支流水体的水华特征识别及防治提供基础。