基于MOD16产品的涟江流域蒸散量时空变化特征

地表蒸散量对调节区域水热条件起着重要作用,也是区域水文水循环研究的重要内容。基于MOD16遥感数据集,分析2000—2014年涟江流域地表蒸散量的时空变化特征。研究表明:涟江流域蒸散量实测值与MOD16遥感产品之间的相关系数较高(R~2=0.91),表明该数据集能满足对涟江流域地表蒸散发的研究需求;流域不同季节、不同土地利用类型及地貌类型的蒸散量存在差异性,表现为:夏季春季秋季冬季,林地草地耕地未利用地建设用地,岩溶高原峰丛洼地;15 a间的多年平均蒸散量总体呈上升趋势,尤其是2011—2014年的蒸散量较大,气温、降水、土地利用方式和地质条件背景对地表蒸散发产生重要影响,植被覆盖的增加是流域蒸散量上升的主要原因。研究结果对科学认识地表蒸散发的时空变化特征及其影响因素、流域水循环研究、水资源的合理开发利用和生态环境建设具有重要的理论与实践意义。     

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。     

辽宁省地表蒸散发及其受植被覆盖度影响研究

文章结合水文气象资料、植被指数产品和蒸散发产品,运用相关分析法、回归分析法以及像元二分模型,准确揭示了2004-2018年辽宁省面尺度地表蒸散发ET的时空变化特征,定量分析了植被覆盖度变化、非气象因子和气象因子对ET的影响作用。结果表明:在空间分布上自南向北地表ET呈减少趋势,区域整体地表蒸散发年际减少趋势明显;2004-2018年植被覆盖度以中高等级为主,高覆盖度占比一般超过40%,且随着时间的变化整体呈上升趋势;大部分地区的非气象因子对ET变化的贡献较高,ET与非气象因子植被覆盖度的相关性具有区域差异,两者的逐月相关系数为0.8561,为改善水生态环境必须因地制宜的实施有效的措施。     

基于MODIS和ERA-Interim的安徽省地表蒸散发及其受植被覆盖度影响研究

本文旨在基于面尺度探究安徽省2000-2014年地表蒸散发(evapotranspiration,ET)的时空变化特征,并定量分析气象因子、非气象因子对ET的贡献,重点研究植被覆盖度变化对ET的影响。利用蒸散发产品(MOD16A2)、植被指数产品(MOD13A3)、气象资料,采用像元二分模型、回归分析和相关分析等方法进行了研究。结果表明:2000-2014年安徽省年际地表ET呈减少趋势,空间分布上表现为南高北低;15年间研究区内植被覆盖度整体呈增长趋势,区域整体处于中高植被覆盖度等级,多年来植被高覆盖度占比均大于36%;研究时序内安徽省ET变化受非气象因子影响更加显著,贡献度为68%,植被覆盖度作为重要的非气象因子与ET逐月相关系数为0.8567,两者相关性具有区域差异,须因地制宜地改善区域水文生态环境。     

喀斯特山区蒸散发的时空变异特征分析——以贵州省为例

掌握喀斯特山区蒸散发的时空变异特征,为水资源的合理规划和优化配置提供科学依据。利用MODIS16遥感数据,在数据精度验证的基础上,运用GIS统计法、变异系数法和线性趋势法,探讨2000—2014年贵州省蒸散发的空间格局、年际和年内变化规律及不同土地覆被类型下的蒸散发特征。结果表明:(1)2000—2014年,贵州省实际蒸散发(ET)多年平均值为850.36 mm,呈西低东高,南高北低态势;潜在蒸散发(PET)多年平均值为1 473.58 mm,呈东北向西南递增态势。不同土地覆被类型下ET最大的是林地,而林地的PET最小。(2)PET年际变化率为3.88 mm/a,呈弱增加趋势;ET年际变化率为0.39 mm/a,基本保持稳定,表明贵州省水资源呈减少趋势,具有干旱化倾向。ET空间上呈东、西部减少、中部增加趋势,PET呈东、南和西三面减少、北部增加趋势。(3)ET和PET均呈单峰型。ET在7月最大,PET在6月最大,二者均在12月最小。二者在3—6月差距最大,为贵州省春旱和夏旱时期。不同土地覆被类型下ET和PET均呈单峰型,植被生长季节ET差距大,林地增长速度最快,植被成熟期PET差距最大。(4)ET和PET具有较强的季节性。ET季节性空间差异非常显著,在于林地的植被蒸腾作用对全年ET贡献较大。     

基于云模型的淮北平原参考作物蒸散量时空分布

传统的时空分布分析方法仅可以描述参考作物蒸散量(ET0)的平均时空分布情况,难以对ET0时空分布的离散程度与稳定性进行量化。根据安徽淮北平原5个站点的气象数据与地理信息资料,采用彭曼-蒙特斯公式计算ET0,基于云模型分析了其时空分布特征。结果表明:年ET0呈下降趋势,春、冬季增长,夏、秋季减小;年ET0空间分布较为均匀,季节ET0空间分布不均匀;2004年较为分散而不稳定,1956年较集中而稳定;阜阳站较为分散而不稳定,宿县站较集中而稳定;ET0时间变化的离散程度相对于空间分布较小,稳定性相近。因此,基于云模型分析ET0时空分布特性可行、有效,研究结果可为淮北平原不同作物蒸散发以及旱灾、灌溉等研究提供科学参考。     

基于LAI的PM蒸散发计算模型及应用

采用空间分辨率为8 km×8 km、时间分辨率为15 d的美国航空航天局(NASA)全球监测与模型研究组发布的卫星GIMMS/NDVI数据,反演了褒河流域叶面积指数(LAI)的空间分布,引入基于LAI的Penman-Monteith模型,模拟了褒河流域蒸散发能力的时空分布,分析比较了不同植被覆盖下蒸散发能力的变化规律。结果表明:褒河流域植被蒸腾作用强于土壤蒸发,并且不同的植被覆盖对蒸散发能力的大小和时间分布有着显著的影响。     

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...     

基于地表能量平衡的大尺度流域蒸散发遥感估算研究

蒸散发是地表能量平衡的关键环节,准确估计流域蒸散发对水资源管理、作物估产、以及环境保护等具有重要意义。研究结合中国中高纬度区域气候特征、土地利用类型以及植被动态特征,改进了基于地表能量平衡系统(Surface Energy Balance System,SEBS)的蒸散发估算模型。以松花江流域为例,进行大尺度流域的多年蒸散发反演。通过多年流域水量平衡、流域内生态观测实验以及全球通量观测网络评价数据验证模型估算精度,同时借助陆面过程模型和NASA的MOD16蒸散发产品进行交叉验证,评估模型模拟精度。结果表明,改进的SEBS模型在全国范围内精度并不统一,但在松花江、辽河流域估算精度较高,因此基于地表能量平衡的蒸散发估算模型是一种估算我国中高纬度区域蒸散发的可行方法。松花江流域时空变化研究发现,流域多年蒸散发总值变化不大,但存在空间上的变异性。     

2001—2017年黄土高原实际蒸散发的时空格局

为了给全面评估黄土高原地区大规模实施退耕还林还草的生态效应提供依据,基于NASA发布的空间分辨率为500 m的MOD16A2蒸散发数据产品,分析了黄土高原以及黄河中游典型流域2001—2017年实际蒸散发量时空变化特征。结果表明:黄土高原年均实际蒸散发量从西北向东南递增,多年平均季节蒸散发量空间分布格局与年平均蒸散发量分布格局基本一致,季节蒸散发量由大到小顺序为夏季>秋季>春季>冬季;实施退耕还林还草工程以来,黄土高原年均蒸散发量以8.23 mm/a的速率显著增加,多年平均蒸散发量为278.71 mm;黄河中游各典型支流2001—2017年蒸散发量均呈现增加的趋势,延河流域增速最大(为12.96 mm/a),皇甫川流域增速最小(为4.34 mm/a);不同流域实际蒸散发量差异较大,渭河干流年均蒸散发量最大(为388.26 mm),皇甫川流域年均蒸散发量最小(为153.71 mm)。     

SEBAL模型在台兰河流域蒸散发研究中的应用

由于陆地表面的空间非均匀性,传统的观测手段难以由点向面拓展。采用基于地表热量平衡的SEBAL模型,利用MODIS影像数据估算了位于干旱地区的台兰河流域的实际蒸散发量及其时空分布特征。结果表明:日蒸散发量的实测值与反演值相关性为0.88,月蒸散发量的实测值与反演值相关性为0.91,精度较高。估算全年总的蒸散量约为7.04亿m3,比水量平衡法计算的蒸散量大4%。通过各精度的检验可知,该模型计算结果较为可信。     

近10 a阿克苏流域植被覆盖时空演变特征及影响因素

植被覆盖度是指示地表植被分布及生态环境变化的重要指标。为深入了解阿克苏流域植被覆盖度的时空演变特征及驱动机理,基于Landsat TM和高分1号遥感影像,采用NDVI像元二分模型和差值运算方法,对阿克苏流域2005—2015年的植被覆盖动态变化进行了监测分析及评价。结果表明近10 a来阿克苏流域植被覆盖整体呈良性发展趋势,8月份植被覆盖最丰富,植被覆盖度空间分布不均,差异较大;影响阿克苏流域植被覆盖的主要因素有降水、气象灾害、土地利用以及生态工程。阿克苏流域植被覆盖的时空演变研究结果能够为流域未来生态空间重构等提供重要的参考借鉴。     

1995-2015年宁夏沿黄城市带蒸散发时空变化特征

利用宁夏沿黄城市带6个气象站1995-2015年逐日观测资料,基于Penman-Monteith模型、Budyko假说分别估算宁夏沿黄城市带1995-2015年潜在蒸散发量(ET₀)和实际蒸散发量(ET),采用Morlet小波分析、气候倾向率等统计方法,分析宁夏沿黄城市带1995-2015年实际蒸散发、潜在蒸散发时空分布和变化情况。结果表明：1995-2015年宁夏沿黄城市带ET₀多年均值为831.585 mm、ET多年均值为710.551 mm,实际蒸散发ET远小于潜在蒸散发ET₀;宁夏沿黄城市带ET与ET₀关系符合正比假设理论,水分供应条件变化下,ET与ET₀均呈现明显的增加趋势,为正相关关系;宁夏沿黄城市带1995-2015年各季节平均蒸散发年际变化总体呈增大趋势,但是也有很明显的时段特征,即先增加后下降再回升,通过滑动t检验确定2006年为突变年;1995-2015年宁夏沿黄城市带年平均蒸散发及气候倾向率空间分布整体呈现由东北向西南“低-高-低”相间分布的空间格局。     

钱塘江流域蒸散发遥感估算

利用MODIS数据产品,结合气象站点的观测资料,通过基于地表能量平衡的SEBAL模型估算钱塘江流域2011年不同月份的地表蒸散发,并利用实测蒸发数据对模型估算结果进行验证,结果表明SEBAL模型在区域有一定适用性。分析钱塘江流域蒸散发时空变化特征,结果表明:蒸散发具有明显的时空差异性,空间上钱塘江和新安江水库蒸发量最大,从土地利用类型来看水体和林地蒸散发量较高,时间上夏季蒸散发量明显高于其他季节。     

鄂尔多斯市潜在蒸散发时空变化分析

依据Priestley-Taylor潜在蒸散发量计算模型,在MODIS、GLDAS等多源遥感数据基础上,对鄂尔多斯市2001—2012年的地表潜在蒸散发进行了模拟。结果表明:基于多源遥感数据的Priestley-Taylor模型对鄂尔多斯市潜在蒸散发的模拟效果较好;从时间序列上看,鄂尔多斯市2001—2012年潜在蒸散发量总体呈增长趋势,增长率为8.26 mm/a;7月潜在蒸散发量为170.44 mm,为全年最大值,5—8月潜在蒸散发量占全年的55.56%;从空间分布上看,鄂尔多斯市潜在蒸散发主要发生在草地、沙漠和耕地,三者的潜在蒸散发量分别占总量的50.62%、34.58%、14.35%。     

宁夏清水河流域植被生态需水时空分布规律研究

在全国土地利用类型数据的基础上,基于Arc GIS提取了宁夏清水河流域植被分布情况;结合流域范围内气象站点实测资料,综合运用Penman-Monteith模型对清水河流域2000、2010、2020年的植被生态需水进行估算;对清水河流域植被生态需水量的时空变化趋势进行分析。结果表明：(1)研究区植被生态需水量总体上呈稳步增长的趋势;空间上,整体呈现发源地需求少、流经区需求多的特征。(2)研究区内各县区生态缺水量呈减少态势,南部山区降水补给较大,因此生态缺水量呈现由南向北增长的趋势。(3)研究区内植被面积整体上呈增加态势,植被潜在蒸散发在空间上呈由南部向北部递增的趋势。     

植被恢复影响下黄河上游北川河流域蒸散发量变化及成因分析

针对黄河上游水源涵养区植被恢复的水循环影响问题,结合北川河流域的植被覆盖和蒸散发遥感数据以及土壤蒸发野外观测数据,分析植被恢复影响下蒸散发这一关键水循环要素的变化趋势及成因,阐明高寒山区植被恢复对流域蒸散发量变化的潜在影响途径。结果表明：2000-2019年,随着北川河流域植被覆盖度的持续增加,流域年蒸散发量减少了33.23 mm,其中,7、8月份植被主要生长季内蒸散发量减少最为明显,对年蒸散发量的降低具有决定作用;2019年6-9月期间,典型植被恢复区林下土壤蒸发量为207.38 mm,比林外土壤蒸发量减少了157.73 mm,林下土壤蒸发量减少是引起流域蒸散发量减少的一个重要因素,植被作用于地表风速、辐射强度等气象因子而引起的变化对减小流域潜在蒸散发强度具有促进作用。高寒山区蒸散发量随植被恢复而减少的变化趋势与黄土高原及东部地区存在一定差异,这与其寒冷的气候特征及以针叶林为主的植被类型具有一定关系,体现了黄河上游生态涵养林建设的水源涵养功能。     

基于SEBAL模型的浙江省区域蒸散发量估算研究

地表蒸散发(ET)是地气相互作用中水分平衡的重要部分.利用新一代对地观测数据MODIS,基于地表能量平衡的SEBAL模型,对浙江省2006年8月2日和11月4日的蒸散发进行了反演.结果表明,蒸散发具有明显的时空差异性,由于温度更高,夏季的日蒸散发量明显高于冬季,可达到10 mm/d以上.另外,在地表水含量丰富、风速较大处以及水体周围蒸散发量相对较高.     

基于水文模型与遥感信息的植被变化水文响应分析

针对地表覆被改变带来的流域水文响应存在不确定性这一问题,为了探索我国南方山区植被变化下的水文过程时空演变规律,依据东江流域的土地覆被类型,结合野外调查试验与遥感数据提取典型植被特征信息,利用考虑水文、地形、土壤、植被等多要素综合的分布式水文模型DHSVM,对流域内各种典型覆被情景下的水文过程进行模拟,进而分析植被变化引起的径流、蒸发、土壤水变化的响应关系。结果表明:大面积人工种植桉树林,将会对流域水文过程产生较大影响,地表径流深比现状针叶林增大17.5%,蒸散发量减小18.1%,洪峰流量也有所增加,流域洪水灾害发生概率加大;当流域现有针叶林生态系统退化为草地时,多年平均径流量增加24.4%,蒸散量减少25.3%,不利于自然流域的水源含蓄;针叶林、阔叶林和混交林三类森林植被更替对流域的水文过程影响相比其他植被类型要小。研究成果为分析流域变化环境下的水文过程时空演变规律及其生态环境效应提供参考,对我国南方山区水资源管理规划和生态环境保护具有实际意义。     

应用遥感技术反演流域尺度的蒸散发

利用MODIS遥感数据结合地表气象观测,在对SEBS模型物理参数进行计算和灵敏度分析的基础上,得到黑河流域春、夏、秋、冬四季不同气象条件和不同下垫面条件下的地表蒸散发。依靠黑河流域综合研究站—临泽站蒸散发仪观测的蒸散发验证遥感反演的精度,结果表明遥感反演的地表蒸散发精度较高,模型参数方案可行。这一方法可以在流域尺度上揭示出流域不同下垫面的蒸散发随季节变化的空间特征。最后,利用遥感反演的蒸散发与地面站点蒸发器实测的水面蒸发量和Penman-Monteith公式计算的蒸发量进行对比分析不同下垫面条件不同季节地表潜在蒸发能力和干湿状况。