全 文 ：松嫩平原潜在蒸散量的时空变化特征*
张永芳1,2 摇 邓珺丽1,2 摇 关德新1 摇 金昌杰1 摇 王安志1**摇 吴家兵1 摇 袁凤辉1,2
( 1 森林与土壤生态国家重点实验室, 中国科学院沈阳应用生态研究所, 110164 沈阳; 2 中国科学院研究生院, 100049 北京)
摘摇 要摇 利用松嫩平原及周边地区 72 个气象站 1961—2003 年逐日气象资料,应用 Penman鄄
Monteith方程计算潜在蒸散量,采用气候倾向率、Mann鄄Kendall突变检验、累积距平法,对松嫩
平原地区潜在蒸散量变化进行定量分析,并应用 ArcGIS 软件的空间分析功能对研究区潜在
蒸散量的空间分布特征进行分析. 结果表明:1961—2003 年,松嫩平原年均潜在蒸散量在
330 ~ 860 mm, 总体呈减小趋势, 空间分布总体特征为西南高、四周低,呈环带状向西南方向
增加;年潜在蒸散量的气候倾向率为-0郾 21 mm·a-1;年潜在蒸散量在 1982 年达最大值,形成
突变点,而后下降,至 1995 年降至最低,此后呈增加趋势;春、夏、秋、冬季潜在蒸散量的气候
倾向率分别为-0郾 19、0郾 01、-0郾 05、0郾 03 mm·a-1,表明春、秋季潜在蒸散量呈微弱减小趋势,
夏、冬呈微弱增加趋势.
关键词摇 松嫩平原摇 潜在蒸散量摇 气候倾向率摇 时空变化摇 Penman鄄Monteith
文章编号摇 1001-9332(2011)07-1702-09摇 中图分类号摇 S16摇 文献标识码摇 A
Spatiotemporal changes of potential evapotranspiration in Songnen Plain of Northeast Chi鄄
na. ZHANG Yong鄄fang1,2, DENG Jun鄄li1,2, GUAN De鄄xin1, JIN Chang鄄jie1, WANG An鄄zhi1, WU
Jia鄄bing, YUAN Feng鄄hui1,2 ( 1State Key Laboratory of Forest and Soil Ecology, Institute of Applied
Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110164, China; 2Graduate University of Chinese
Academy of Sciences, Beijing 100049, China ) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(7): 1702-1710.
Abstract: Based on the daily meteorological data from 72 weather stations from 1961 -2003, a
quantitative analysis was conducted on the spatiotemporal changes of the potential evapotranspiration
in the Plain. The Penman鄄Monteith model was applied to calculate the potential evapotranspiration;
the Mann鄄Kendall test, accumulative departure curve, and climatic change rate were adopted to an鄄
alyze the change trend of the evapotranspiration; and the spatial analysis function of ArcGIS was
used to detect the spatial distribution of the evapotranspiration. In 1961-2003, the mean annual
potential evapotranspiration in the Plain was 330 -860 mm, and presented an overall decreasing
trend, with the high value appeared in southwest region, low value in surrounding areas of south鄄
west region, and a ring鄄belt increasing southwestward. The climatic change rate of the annual po鄄
tential evapotranspiration was -0郾 21 mm·a-1 . The annual potential evapotranspiration was the
highest in 1982, the lowest in 1995, and increased thereafter. Seasonally, the climatic change rate
of the potential evapotranspiration in spring, summer, autumn, and winter was - 0郾 19, 0郾 01,
-0郾 05, and 0郾 03 mm·a-1, respectively, suggesting that the potential evapotranspiration had a
weak increase in winter and summer and a slight decrease in spring and autumn.
Key words: Songnen Plain; potential evapotranspiration; climatic trend rate; spatiotemporal
change; Penman鄄Monteith.
*中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX鄄YW鄄Q06鄄2鄄1)、国
家重点基础研究发展计划项目(2009CB421101)和林业公益性行业
科研专项(200804001)资助.
**通讯作者. E鄄mail: waz@ iae. ac. cn
2010鄄12鄄10 收稿,2011鄄03鄄31 接受.
摇 摇 蒸散既是地表热量平衡和水量平衡的重要组成
部分,又是决定天气和气候条件的重要因子[1],在
全球水循环和气候演变中具有举足轻重的作用. 蒸
散量指通过土壤、水或植被界面进入到大气中的水
量.在水文循环过程中,每年通过蒸散进入大气的水
分约占年均降水量的三分之二,蒸散是陆面过程研
究的重要内容之一[2] .潜在蒸散量反映了区域蒸散
能力的大小,与太阳辐射、气温、相对湿度和风速等
气象因子相关,区域蒸散量的估算在气候变化研究、
水资源规划与管理、节水农业的发展以及许多水利
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 7 月摇 第 22 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2011,22(7): 1702-1710
工程建设中十分重要[3-4] . 潜在蒸散量指从充分供
水下垫面(即充分湿润表面或开阔水体)蒸发 /蒸腾
到空气中的水量,又称可能蒸发量或蒸发能力[5] .
近百年来全球变暖已是一个无可争辩的事实[6],一
般认为气温升高会导致水循环加剧,但近几十年来,
全球一些地方的蒸发量呈显著下降趋势[7-8],有关
研究表明,我国蒸发量整体呈减小趋势[9-13] .
中国东北地区是气候变化较敏感地区,自 20 世
纪中期以来该地区增暖显著,降水呈波动式减
少[14] .松嫩平原位于东北地区中西部. 松嫩流域地
处中高纬度地区,受中低纬度天气系统和中高纬度
西风带系统的影响,该区域天气系统复杂多样;松嫩
流域地处东亚季风的北部边缘,随季风强弱的年际
变化,各年的气候状况存在很大差别[15] .近年来,一
些学者对松嫩平原的气候变化趋势和特征进行了许
多研究,但气候要素主要限于温度、降水[16-17],对于
潜在蒸散量的研究相对较少. 分析松嫩平原潜在蒸
散量的时空变化,是研究松嫩平原气候、水文循环和
人类活动之间相互作用的基础[18] . 为此,本文分析
了 1961—2003 年松嫩平原潜在蒸散量的年、季变化
及其空间分布特征,旨在为保护和治理松嫩平原水
资源的合理开发与利用提供科学依据,以促进松嫩
平原农业和生态环境的可持续发展.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
松嫩 平 原 ( 42毅 30忆—51毅 20忆 N, 121毅 40忆—
128毅30忆 E)地跨黑龙江省和吉林省,总面积 17郾 6 伊
104 km2 .松嫩平原处于温带半湿润鄄半干旱过渡区,
生态环境具有典型的过渡性和脆弱性. 松嫩平原是
位于大、小兴安岭与长白山及松辽分水岭之间的冲
积平原,是东北平原的组成部分,主要由松花江和嫩
江冲积而成.该区地势低平,海拔 120 ~ 300 m;土壤
肥沃,主要为黑土、黑钙土.
1郾 2摇 数据来源
利用松嫩平原 72 个气象站(图 1)1961—2003
年的日均气温、日最高气温、日最低气温、日照时数、
日均相对湿度、日均风速等气象观测资料,计算出各
气象站的日潜在蒸散量,进而算出月、季(3—5 月为
春季,6—8 月为夏季,9—11 月为秋季,12 月至次年
2 月为冬季)、年潜在蒸散量.
1郾 3摇 潜在蒸散量的计算
采 用世界粮农组织 ( FAO ) 1 9 9 8年修正的
图 1摇 松嫩平原气象站点分布
Fig. 1摇 Distribution of weather stations in Songnen Plain.
Penman鄄Monteith模型计算潜在蒸散量(ET0 ). 计算
公式如下[19-20]:
ET0 =
0郾 408驻(Rn - G) + 酌
900
T + 273U2(es - ea)
驻 + 酌(1 + 0郾 34U2)
式中: ET0 为潜在蒸散量(mm·d-1); Rn 为净辐射
(MJ·m-2·d-1); G为土壤热通量(MJ·m-2·d-1);
酌为干湿常数(kPa·益 -1); 驻 为饱和水汽压曲线斜
率(kPa·益 -1); U2 为 2 m高处的风速(m·s-1); es
为平均饱和水汽压(kPa); ea 为实际水汽压(kPa); T
为平均气温(益).
Rn = (1 - 琢)(a + b
n
N )Rso - 滓 / 2(Tmax k
4 +
Tmin k4)(0郾 56 - 0郾 08 ea )(0郾 1 + 0郾 9
n
N )
式中: Rso为晴天辐射; N为最大日照时数(h); n为
实际日照时数 (h); 滓 为波尔兹曼常数 (4郾 90 伊
10 -9 MJ·K -4·m -2·d -1); Tmax k 为最高绝对气温
(K); Tmin k 为最低绝对气温(K); a 为云全部遮盖
下(n = 0) 大气外界辐射到达地面的分量; b为晴天
(n = N)时大气外界辐射到达地面的分量; 琢为地表
反射度,取值 0郾 23. 参考左大康等[21] 研究结果,本
文中 a、b分别取值为 0郾 25、0郾 75.
Rso = (0郾 75 + 2 伊 10 -5h)Ra
式中: Ra为大气顶层的太阳辐射(MJ·m -2·d -1); h
为海拔高度.
G = 0郾 14(Ti - Ti -1)
式中: Ti为第 i月的平均气温; Ti -1为第 i - 1月的平
30717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张永芳等: 松嫩平原潜在蒸散量的时空变化特征摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
均气温.
酌 =
CpP
着姿 =
1郾 013 伊 10 -3P
0郾 622姿
式 中: P 为 大 气 压 (kPa),P = 101郾 0 伊
(293 - 0郾 0065h293 )
5郾 26, h为海拔高度; 姿为蒸发的潜
热系数,姿 = 2郾 501 - 0郾 002361T, T 为平均气温
(益); Cp 为标准大气压下特定的热量值; 着为水蒸
气和干空气的分子质量比,取值 0郾 62.
驻 =
4096[0郾 6108exp( 17郾 27TT + 237郾 3)]
(T + 237郾 3) 2
es =
e0(Tmax) + e0(Tmin)
2
e0(Tmax) = 0郾 6108exp(
17郾 27Tmax
Tmax + 237郾 3
)
e0(Tmin) = 0郾 6108exp(
17郾 27Tmin
Tmin + 237郾 3
)
式中: Tmax为最高气温(益); Tmin为最低气温(益);
e0(Tmin)为最小饱和水汽压; e0(Tmax)为最大饱和水
汽压.
ea =
RH 伊 es
100
式中,ea 为实际水汽压; RH为相对湿度.
Ra =
24 伊 60
仔 Gscdr(棕s sin渍sin啄 + cos渍cos啄sin棕s)
式中: Gsc 为太阳常数,取值 0郾 08 MJ·m -2·min -1;
dr 为日地距离订正值; 棕s 为日落时角(弧度); 渍为
纬度(弧度); 啄为太阳高度角(弧度) .
N = 24仔 棕s
1郾 4摇 数据处理
采用气候学中常用的气候倾向率[22]分析潜在
蒸散量的年际和季节变化.运用 ArcGIS 地学统计模
块中的反距离加权法 ( inverse distance weighted,
IDW) [23]进行空间插值,分析潜在蒸散量年际和季
节变化的空间分布特征. 采用 Mann鄄Kendall 突变检
验法[22]、累积距平法,综合分析潜在蒸散量变化的
阶段性.运用多元相关分析法对影响潜在蒸散量的
主导因素进行探讨.
Mann鄄Kendall检验方法(简称 M鄄K 检验)定量
化程度较高,且不需要样本遵从一定的分布,适于顺
序变量的统计分析[20] . 通过 M鄄K 检验得到潜在蒸
散统计量的顺序(UF)、逆序变化曲线(UB),取显著
性水平 琢=0郾 05 对应的置信区间.当 UB 和 UF曲线
超过置信区间时,表明变化趋势显著,超过置信区间
的范围为出现突变的时间区域.当 UB和 UF出现交
点,且交点在临界线之间,那么该交点对应的时刻便
是突变开始的时间.如果 UF和 UB两条曲线完全落
在置信区间内,那么原系列不存在显著变化趋势,反
之,存在显著变化趋势. 本文采用 M鄄K 检验对全区
平均年、季潜在蒸散量进行突变检验,此外,通过累
积距平法、滑动 t检验法来验证M鄄K检验结果,判定
出突变点,分析潜在蒸散量变化的阶段性.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 松嫩平原年均潜在蒸散量的空间分布
1961—2003 年,松嫩平原地区年均潜在蒸散量
在 330 ~ 860 mm(图 2),相差较大.松嫩平原西部干
旱地区为潜在蒸散量最大值地带(700 ~ 860 mm),
形成以泰来-白城-通榆为核心的高值区;大兴安
岭、小兴安岭、张广才岭和长白山等山区的潜在蒸散
量相对较小;博克图-阿尔山-小二沟一线的潜在蒸
散量最低,在 330 ~ 430 mm,其中小二沟地区最低;
松嫩平原东部的孙吴-伊春-尚志-蛟河一线次低,
潜在蒸散量在 400 ~ 500 mm.松嫩平原年均潜在蒸
散量空间分布的总体特征表现为:北部和东部低,向
西南方向递增,呈半环状梯度分布.松嫩平原年均潜
在蒸散量空间分布特征与研究区海陆位置和地形结
构密切相关. 松嫩平原西侧距海较远,相对湿度较
低,潜在蒸散量比东部地区高;环抱平原的大兴安
岭、小兴安岭和长白山等地区由于海拔较高,气温较
低,潜在蒸散量较平原地区低.
图 2摇 松嫩平原年均潜在蒸散量的空间分布
Fig. 2摇 Spatial distribution of the average potential evapotranspi鄄
ration in Songnen Plain (mm).
4071 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
摇 摇 松嫩平原春、夏、秋和冬季潜在蒸散量分别在
120 ~ 330 mm、 121 ~ 370 mm、 59 ~ 180 mm 和
5 ~ 40 mm,分别占年潜在蒸散量的 41郾 7% 、38郾 0% 、
19郾 7% 、3郾 4% ,且各季节潜在蒸散量的空间分布与
年潜在蒸散量的空间分布基本一致.一年中,春季潜
在蒸散量最大,5 月的潜在蒸散量达峰值,这是由春
季回暖快、风大、降水少、气候干旱等原因所决定.
2郾 2摇 松嫩平原潜在蒸散量的年代际变化
20 世纪 60、70、80、90 年代和 2000—2003 年松
嫩平原年均潜在蒸散量分别与研究期间年潜在蒸散
量的平均值相差-5、20、-1、-26、27 mm,表明 20 世
纪 60 年代的潜在蒸散量偏低,20 世纪 70 年代达到
最高值,20 世纪 80 年代开始逐渐降低, 20 世纪 90
年代达到最低值,2000 年之后开始快速上升 (表
1).研究期间,松嫩平原年潜在蒸散量呈减小-增加
-减小-减小-增加的趋势. 春季和秋季潜在蒸散量
在 20 世纪 70 年代达最高值,夏季潜在蒸散量在
2000—2003 年达最高值,冬季潜在蒸散量在 20 世
纪 90 年代达最高值.松嫩平原各季节潜在蒸散量的
年代际变化幅度依次是:夏季>冬季>秋季>春季.
摇 摇 松嫩平原年潜在蒸散量的时空分布差异明显
(图 3). 20 世纪 60、80 和 90 年代年潜在蒸散量呈减
小趋势,其中 20 世纪 60 年代低于多年平均值的区
域面积较小,但其减幅较大;20 世纪 80 年代低于多
年平均值的区域面积较大,但其减幅较小;20世纪
表 1摇 松嫩平原年及季节潜在蒸散量的年代际变化
Table 1 摇 Interdecadal change of the annual and seasonal
potential evapotranspiration in Songnen Plain from 1961 to
2003 (mm)
季节
Season
1961—
1969
1970—
1979
1980—
1989
1990—
1999
2000—
2003
春季 Spring 252 258 250 244 254
夏季 Summer 224 238 232 213 253
秋季 Autumn 117 125 117 115 120
冬季 Winter 20 20 19 22 20
全年 Whole year 597 624 602 577 630
90 年代低于多年平均值的区域面积进一步增大,其
减幅也增大. 20 世纪 70 年代和 2000—2003 年研究
区年潜在蒸散量呈增加趋势,其中,20 世纪 70 年代
高于多年平均值的区域面积较大,但其增幅较小;
2000—2003 年高于多年平均值的区域面积较小,但
其增幅较大.
摇 摇 20 世纪 60 年代,松嫩平原绝大部分地区的年
潜在蒸散量低于多年平均值,减幅在 6 ~ 108 mm,其
中西北部的减幅最大;仅克东地区高于多年平均值,
增幅在 5 ~ 44 mm. 20 世纪 70 年代,松嫩平原绝大
部分地区的年潜在蒸散量高于多年平均值,增幅在
7 ~ 78 mm,其中安达-哈尔滨地区的增幅最大;仅克
东和西南边缘小范围区域低于平均值,减幅在
6 ~ 60 mm. 20 世纪 80 年代,松嫩平原绝大部分地区
年潜在蒸散量低于平均值,减幅在1 ~ 56 mm;仅松
图 3摇 松嫩平原年潜在蒸散量距平的空间分布
Fig. 3摇 Spatial distribution of the potential evapotranspiration departure of the Songnen Plain (mm).
50717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张永芳等: 松嫩平原潜在蒸散量的时空变化特征摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
嫩平原南部边缘区域高于平均值,增幅在 1 ~
115 mm. 20 世纪 90 年代,松嫩平原绝大部分地区年
潜在蒸散量低于平均值,减幅在 15 ~ 146 mm;仅明
水地区高于平均值,增幅在 0 ~ 30 mm. 2000—2003
年,松嫩平原西北部地区年潜在蒸散量高于平均值,
增幅在 11 ~ 130 mm;东南部地区基本低于平均值,
减幅在 2 ~ 168 mm,期间年潜在蒸散量增加的面积
稍多于减少的面积.
20 世纪 60—70 年代,嫩江地区年潜在蒸散量
的变幅最大,约增加 100 mm;20 世纪 70—80 年代,
哈尔滨鄄安达地区的变幅最大,减幅约 100 mm;20 世
纪 80—90 年代,通榆地区的变幅最大,减幅约
70 mm;20 世纪 90 年代到 2000—2003 年,齐齐哈尔
地区的变幅最大,增幅在 150 mm.研究期间,年潜在
蒸散量在空间上的大幅变化主要分布在松嫩平原西
部.
2郾 3摇 松嫩平原潜在蒸散量的年际变化
研究期间,松嫩平原潜在蒸散量年均值在
602郾 81依100 mm,1982 年达到最高值(706郾 32 mm),
1993 年为最低值(542郾 52 mm),潜在蒸散量的气候
倾向率为-0郾 21 mm·a-1(图 4),全区年潜在蒸散量
呈小幅下降趋势.春、夏、秋、冬季潜在蒸散量的气候
倾向率分别为-0郾 19、0郾 01、-0郾 05、0郾 03 mm·a-1,
表明春、秋季潜在蒸散量呈微弱减小趋势,夏、冬季
呈微弱增加趋势.
摇 摇 1961—2003 年,松嫩平原大部分地区的年潜在
蒸散量呈减小趋势(图 5),其中,西南部前郭尔罗斯
地区的减幅(-1郾 59 ~ -5郾 81 mm·a-1)较大,其他地
区的气候倾向率在-0郾 29 ~ -1郾 59 mm·a-1;嫩江-
孙吴一线地区的年潜在蒸散量呈增加趋势,增幅在
0郾 11 ~ 3郾 79 mm·a-1 .
研究期间,春季潜在蒸散量在松嫩平原南部地
区呈减小趋势,其中,前郭尔罗斯和哈尔滨地区的变
化较大,气候倾向率在-1郾 02 ~ -2郾 24 mm·a-1;松
嫩平原北部地区呈增加趋势,其中,嫩江地区变化较
大,增幅在 0郾 04 ~ 1郾 59 mm·a-1 . 夏季潜在蒸散量
在松嫩平原中部呈减小趋势,气候倾向率在
-0郾 11 ~ -2郾 29 mm·a-1;在松嫩平原西北、东南部
呈增加趋势,增幅在 0郾 02 ~ 1郾 43 mm·a-1 . 秋季潜
在蒸散量在松嫩平原大部分地区呈减少趋势,气候
倾向率在-0郾 10 ~ -1郾 21 mm·a-1, 其中,嫩江-孙
吴的增幅最大,在 0郾 18 ~ 1郾 42 mm·a-1 . 冬季潜在
蒸散量在松嫩平原东北部呈减小趋势,气候倾向率
在-0郾 05 ~ -1郾 27 mm·a-1;松嫩平原西南部呈增
加趋势,增幅在 0郾 01 ~ 0郾 41 mm·a-1 .
2郾 4摇 松嫩平原潜在蒸散量变化的阶段性分析
全区平均年潜在蒸散量 M鄄K检验结果表明,UF
线在 1995 年超出 琢=0郾 05 的信度线(y= 依1郾 96),原
系列存在显著变化趋势,UF、UB 曲线相交于信度线
之间,交点在 1982 年. 累积距平曲线显示:1961—
1973 年呈减小趋势,1973—1982 年呈增加趋势,
1982 年达到最大值而后下降,到 1995 年达最低值,
继而开始增加(图 6).综合 M鄄K检验、滑动 t检验和
累积距平曲线分析结果表明,1982年是松嫩平原年
图 4摇 松嫩平原年及季节潜在蒸散量的年际变化
Fig. 4摇 Interannual change of the potential evapotranspiration in
Songnen Plain from 1961 to 2003.
6071 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
图 5摇 松嫩平原潜在蒸散量气候倾向率的空间分布
Fig. 5摇 Spatial distribution of the climatic trend rate of potential evapotranspiration in the Songnen Plain (mm·a-1).
表 2摇 松嫩平原年及季节潜在蒸散量与气候因子的相关系数
Table 2 摇 Correlation coefficients of the annual and seasonal potential evapotranspirations with meteorological factors in
Songnen Plain
季节
Season
平均风速
Average
wind speed
平均气温
Air
temperature
日照时数
Sunshine
duration
相对湿度
Relative
humidity
降水
Precipitation
气温日较差
Daily range
of air
temperature
春季 Spring 0郾 58** 0郾 62** 0郾 48** -0郾 82** -0郾 30 0郾 73**
夏季 Summer 0郾 52** 0郾 34 0郾 61** -0郾 81** -0郾 29 0郾 63**
秋季 Autumn 0郾 67** 0郾 19 0郾 60** -0郾 73** -0郾 23 0郾 26
冬季 Winter 0郾 67** 0郾 75** 0郾 29 -0郾 69** -0郾 32 0郾 19
全年 Whole year 0郾 61** 0郾 51** 0郾 42* -0郾 59** -0郾 06 0郾 59**
*P<0郾 05; ** P<0郾 01.
潜在蒸散量突变下降的开始点.
春季全区平均潜在蒸散量不存在显著变化趋
势,没有突变. 1961—1973 年,松嫩平原春季潜在蒸
散量缓慢增加,1973—1982 年大幅增加,到 1982 年
达最大值,而后下降,到 1995 年降至最低,此后开始
波动式增加,其变化的阶段性与年潜在蒸散量一致.
夏季全区平均潜在蒸散量存在显著变化趋势,
突变点为 1982 年,与年潜在蒸散量的突变点一致.
1961—1973 年,研究区夏季潜在蒸散量呈减小趋
势,1973—1982 年呈增加趋势,1982 年达最大值,而
后下降,到 1995 年降至最低,而后开始增加,与年潜
在蒸散量的变化一致.
秋季全区平均潜在蒸散量不存在显著变化趋
势,没有突变. 1961—1973 年,研究区秋季潜在蒸散
量呈减小趋势,1973—1985 年呈增加趋势,1985 年
达最大值,然后下降,1995 年降至最低,而后开始增
加,其变化的阶段性与年潜在蒸散量基本一致.
冬季全区平均潜在蒸散量不存在显著变化趋
势,没有突变. 1961—1970 年,研究区冬季潜在蒸散
量的起伏很大,1970—1990 年波动减小,到 1990 年
降至最低值,而后开始增加.
研究期间,松嫩平原年和夏季潜在蒸散量突变
显著,且突变点一致,春、秋、冬季的突变不显著,表
明潜在蒸散量年变化的贡献主要来自夏季.春、夏和
秋季潜在蒸散量变化的阶段性与年潜在蒸散量一
致.
2郾 5摇 松嫩平原潜在蒸散量变化的影响因素
1961—2006 年,松嫩平原相对湿度、风速、日照
时数和平均气温的变化均较明显(图 7).风速、日照
时数和相对湿度呈下降趋势,气温呈显著上升趋势.
70717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张永芳等: 松嫩平原潜在蒸散量的时空变化特征摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 6摇 松嫩平原年、季潜在蒸散量 M鄄K曲线(A)和累积距平曲线(B)
Fig. 6摇 M鄄K (A) and cumulative departure curves (B) of potential evapotranspiration in Songnen Plain.
摇 摇 由于影响潜在蒸散量的因素众多(包括气温、
风速、日照时数、相对湿度、饱和水汽压差和云量
等),且不同因素之间也相互影响,所以潜在蒸散量
的变化成因十分复杂.由表 2 可以看出,风速、气温、
气温日较差、日照时数与松嫩平原潜在蒸散量呈正
相关;相对湿度、降水与潜在蒸散量呈负相关关系.
不同气候因子对潜在蒸散量的影响程度不同,对春
季潜在蒸散量影响较大的因素是气温、风速;夏季是
日照时数、风速;秋季是日照时数、风速和相对湿度;
冬季是气温、风速、日照时数;全年是风速、气温、日
照时数.
3摇 结摇 摇 论
1961—2003 年,松嫩平原年潜在蒸散量在
330 ~ 860 mm,这与吴绍洪等[19]的研究结果一致.
年均潜在蒸散量的空间分布表现为环状梯度变化,
8071 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
图 7摇 1961—2003 年松嫩平原相对湿度、风速、日照时数和气温的变化趋势
Fig. 7摇 Trends of relative humidity, wind speed, sunshine duration and air temperature in Songnen Plain from 1961 to 2003.
其中北部和东部低,向西南方向递增.各季节潜在蒸
散量的大小依次为:春季>夏季>秋季>冬季. 20 世纪
70 年代,研究区年均潜在蒸散量达到最高值,之后
逐渐降低,20 世纪 90 年代降到最低,2000—2003 年
开始迅速增加.不同年代的潜在蒸散量距平值在空
间上存在一定差异.研究区年潜在蒸散量在 1982 年
达最高,与曾丽红等[24]的研究结果一致,在 1993 年
达最低.全年以及春、夏、秋、冬季潜在蒸散量的气候
倾向 率 分 别 为 - 0郾 21、 - 0郾 19、 0郾 01、 - 0郾 05、
0郾 03 mm·a-1,年、各季潜在蒸散量的变化趋势在空
间上存在差异.
研究期间,松嫩平原年、夏季潜在蒸散量均在
1982 年出现显著下降的突变点. 1961—1973 年,年
潜在蒸散量呈缓慢减小趋势,1973—1982 年大幅增
加,1982—1995 年下降,1995—2003 年增加,这与孙
力等[25]和王亚平等[14]的研究结果一致.
影响潜在蒸散量的气候因素很多,不同的气象
因素在不同季节所占权重有所差异. 风速是影响研
究区潜在蒸散量的主导因素.
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作者简介摇 张永芳,女,1982 年生,博士研究生.主要从事生
态气候、生态水文研究. E鄄mail: yongfangzhang@ 126. com
责任编辑摇 杨摇 弘
0171 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷