全 文 ：第 ３６ 卷第 １５ 期
２０１６年 ８月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１５
Ａｕｇ．，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（３１１６０４８４，４１４６１０３９）
收稿日期：２０１５⁃０１⁃０６； 　 　 网络出版日期：２０１５⁃１１⁃１６
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｘｉｅｙｚ＠ ｎｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１５０１０６００３５
李媛，谢应忠， 王亚娟．宁夏中部干旱带潜在蒸散量变化及影响因素．生态学报，２０１６，３６（１５）：４６８０⁃４６８８．
Ｌｉ Ｙ， Ｘｉｅ Ｙ Ｚ， Ｗａｎｇ Ｙ Ｊ．Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ａｒｉｄ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ． Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ
Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１５）：４６８０⁃４６８８．
宁夏中部干旱带潜在蒸散量变化及影响因素
李　 媛１，２，谢应忠１，∗， 王亚娟２
１ 宁夏大学， 农学院，银川　 ７５００２１
２ 宁夏大学， 资源环境学院，银川　 ７５００２１
摘要：潜在蒸散量（ＰＥ，Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ）的估算与分析对于研究气候变化、监测农业旱情、提高农业水资源利用率具
有十分重要的意义。 在利用 ＦＡＯ Ｐｅｎｍａｎ⁃Ｍｏｎｔｅｉｔｈ （ＦＰＭ）公式计算研究区 １９７５—２０１２年 ＰＥ日值的基础上，采用去趋势预置白
Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ检验法及敏感性分析探讨了历年来 ＰＥ的变化规律和影响因素，将 Ｍａｔｌａｂ与 ＡｒｃＧＩＳ相结合，研究了 ＰＥ及其时序
趋势的空间特征。 结果显示：研究区多年平均 ＰＥ月值呈现倒 Ｕ形的变化规律，最大值和最小值分别出现在 ７ 月和 １ 月；多年
来，同心县 ＰＥ具有明显的增长趋势，盐池和海原县则表现为微弱的减少。 就影响因素而言，年际尺度上，同心县 ＰＥ 的主导因
素为温度和风速，海原县为风速和水汽压，盐池县则以风速为主；月际水平上，温度的变化幅度最大，特别是在植物的生长季节
（５—９月份）明显高于其他因素。 研究区内 ＰＥ具有明显的空间变化规律，盐池县表现为沿经向递减，同心和海原县则表现为沿
纬向递增；就 ＰＥ变化趋势的空间特征而言，盐池县大部分区域的 ＰＥ变化不明显，显著增加的区域仅占该县总面积的２．５２％，同
心县显著和极显著增加的区域占全县面积的 ６１．９８％，海原县 ＰＥ则以微弱减少和微弱增加为主，显著增加的区域面积比例小于
３０．００％。
关键词：潜在蒸散量；Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ趋势检验；敏感系数
Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ
ｍｉｄｄｌｅ ａｒｉｄ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ
ＬＩ Ｙｕａｎ１，２， ＸＩＥ Ｙｉｎｇｚｈｏｎｇ１，∗， ＷＡＮＧ Ｙａｊｕａｎ２
１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１， Ｃｈｉｎａ
２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ． Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ
ａｎｄ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ⁃ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ⁃ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ （ＰＥ）
ｉｓ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｕｐｐｅｒ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ， ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｗｅａｔｈｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｏｆ ＰＥ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｄｒｏｕｇｈｔ， ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ａｎｄ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｏｔｈｅｒ ｐｕｒｐｏｓｅｓ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，
ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ＰＥ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｂａｓｅｄ ｍｏｓｔｌｙ ｏｎ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ． Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｓ， ｔｈｅ ＦＡＯ
Ｐｅｎｍａｎ⁃Ｍｏｎｔｅｉｔｈ （ＦＰＭ） ｆｏｒｍｕｌａ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｈｕｍｉｄ ａｎｄ ａｒｉｄ ／ ｓｅｍｉａｒｉｄ ａｒｅａｓ． Ｔｈｕｓ， ＦＰＭ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ
ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ＰＥ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄａｉｌｙ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ， ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ２８ ｓｉｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ
ａｒｅａ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ａｒｅａ ｉｎ １９７５—２０１２， ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＦＰＭ． Ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ⁃ｆｒｅｅ ｐｒｅ⁃
ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ （ＴＦＰＷ⁃ＭＫ） ｔｅｓｔ ａｎｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘａｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｌａｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ＰＥ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｙｅａｒｓ． Ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｉｘｅｌ⁃ｂａｓｅｄ ＰＥ ａｎｄ ｉｔｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｗｅｒｅ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ Ｍａｔｌａｂ ａｎｄ ＡｒｃＧＩＳ． Ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｄａｔａ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，
ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ， ａｎｄ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： １） Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ
ａｖｅｒａｇｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ＰＥ ｆｒｏｍ １９７５ ｔｏ ２０１２ ｗａｓ ａｎ ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｕ⁃ｓｈａｐｅｄ ｃｕｒｖｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ａｎｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｖａｌｕｅｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ
Ｊｕｌｙ ａｎｄ Ｊａｎｕａｒｙ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ＰＥ ｏｆ Ｙａｎｃｈｉ ａｎｄ Ｈａｉｙｕａｎ ｃｏｕｎｔｉｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｓｌｉｇｈｔ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｉｎ
１９７５—２０１２， ｂｕｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ＰＥ ｏｆ Ｔｏｎｇｘｉｎ Ｃｏｕｎｔｙ ｇｒｅｗ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｗｉｔｈ ａｎ ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ ＰＥ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ Ｍａｒｃｈ，
Ａｐｒｉｌ， ａｎｄ Ｊｕｎｅ． ２） Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ， ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｎｅｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ
ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｃｈａｎｇｅｄ ｌｉｔｔｌｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｐｅｒｉｏｄ ｉｎ Ｙａｎｃｈｉ Ｃｏｕｎｔｙ． Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｙａｎｃｈｉ Ｃｏｕｎｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｙｅａｒｓ， ｂｕｔ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｅａｋ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥ． Ｉｎ
Ｔｏｎｇｘｉｎ Ｃｏｕｎｔｙ， ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ａｎｄ ｉｔｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗｏｕｌｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＰＥ，
ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗｏｕｌｄ ｈｅｌｐ ｄｅｃｒｅａｓｅ ＰＥ． Ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｒｅｓｕｌｔ
ｏｆ ｂｏｔｈ ａｓｐｅｃｔｓ ｌｅｄ ｔｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ＰＥ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｎｎｕａｌ ｓｃａｌｅ， ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｐｌａｙ
ａ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｒｏｌｅ ｆｏｒ ＰＥ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ． Ｉｎ Ｈａｉｙｕａｎ Ｃｏｕｎｔｙ， ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｙｅａｒｓ，
ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ， ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，
ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ＰＥ． Ａｔ ｔｈｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ｓｃａｌｅ， ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅａｃｈｅｄ ｉｔｓ ｍａｘｉｍｕｍ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ
ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ （ ｆｒｏｍ Ｍａｙ ｔｏ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ）， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ
ｏｔｈｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ． ３） ＰＥ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｈａｄ ａｎ ｏｂｖｉｏｕｓ ｓｐａｔｉａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｌａｗ． ＰＥ ｉｎ Ｙａｎｃｈｉ Ｃｏｕｎｔｙ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ
ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ， ａｎｄ ＰＥ ｉｎ Ｔｏｎｇｘｉｎ ａｎｄ Ｈａｉｙｕａｎ ｃｏｕｎｔｉｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｌａｔｉｔｕｄｅ． Ｆｏｒ
ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＥ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ， ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｚ ｖａｌｕｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｐｉｘｅｌ
ｗａｓ －１．６５—２．４７ ｉｎ Ｙａｎｃｈｉ Ｃｏｕｎｔｙ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ＰＥ ｉｎ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ ｗａｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ． Ｒｅｇｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ＰＥ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ｏｎｌｙ ２．５２％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｙ． Ｉｎ Ｔｏｎｇｘｉｎ Ｃｏｕｎｔｙ， ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｚ ｖａｌｕｅ ｗａｓ ０．５０—
３．７０， ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｎｄ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｒｅａｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ６１．９８％ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｙ． Ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｚ ｖａｌｕｅ
ｉｎ Ｈａｉｙｕａｎ Ｃｏｕｎｔｙ ｗａｓ ｆｒｏｍ －０．７０ ｔｏ ３．７３， ａｎｄ ｔｈｅ ＰＥ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｙ ｗａｓ ａ ｓｌｉｇｈｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｒ ｗｅａｋ ｉｎｃｒｅａｓｅ．
Ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｒｅａｓ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ３０．００％．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ； Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ ｔｒｅｎｄ ｔｅｓｔ； ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
蒸散量包括土壤蒸发和植被蒸腾，是土壤⁃植被⁃大气系统中能量、水分传递和转化的主要途径，地表获得
的 ４０％以上的太阳辐射和 ６０％左右的降水将以蒸散的形式消耗和返回大气中［１］，在干旱区这个比例还会有
所增加，因此，蒸散量是全球能量和水分平衡的重要组成部分。 潜在蒸散（ＰＥ）是蒸散量的理论上限，反映了
天气条件决定下的地表蒸散能力，合理地估算和分析 ＰＥ对于研究气候变化、监测农业旱情、提高农业水资源
利用率具有十分重要的意义。
目前，关于潜在蒸散量的研究，一部分集中于对其时序变化的分析。 例如：孙小舟［２］利用联合国粮食及
农业组织推荐的彭曼⁃蒙蒂斯公式（ＦＰＭ，ＦＡＯ Ｐｅｎｍａｎ⁃Ｍｏｎｔｅｉｔｈ，）对西辽河流域 １１ 个台站的潜在蒸散量进行
计算，指出 １９５２—２００７年该区域 ＰＥ整体呈现上升趋势，周秉荣［３］的文献显示，在 １９６１—２０１２ 年间三江源地
区的 ＰＥ大体上以 ０．６９ ｍｍ ／ ａ 的速率增加。 许杏娟［４］、王晓东［５］等分别在研究凌河流域生长季、淮河流域时
认为 ＰＥ存在一定程度的降低。 也有学者关注于 ＰＥ 的成因分析，冯禹［６］对川中丘陵区 ＰＥ 变化的原因进行
了探讨，表示日照时数和风速是引起该地区 ＰＥ 变化的主要因子。 杨林山［７］在研究中指出洮河流域 １９８１—
２０１０年 ＰＥ的增加源于净辐射和温度的共同作用。 可以看出，不同时期、不同地区，ＰＥ 的变化趋势及主导因
素存在差异，因此，对 ＰＥ的时序变化及影响因素进行地区性分析显得尤为必要。 除此之外，空间分析也是
ＰＥ研究的重要内容之一，就现有的文献而言，多是通过站点插值获得 ＰＥ的空间分布，关于 ＰＥ 时序变化空间
特征的研究则鲜有报道。 实际上气象要素的变化具有复杂的空间差异，它们的不同组合，必将导致潜在蒸散
量的变化趋势也呈现不同的空间特点，这在今后的研究中应予以重视。
１８６４　 １５期 　 　 　 李媛　 等：宁夏中部干旱带潜在蒸散量变化及影响因素 　
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宁夏中部干旱带地处西北内陆，水资源是限制该区域经济发展和生态恢复的主要因素，在全球气候变化
的大背景下，该地区的气候有向暖干化发展的趋势，这必将导致潜在蒸散量的时空变化。 鉴于此，本文利用
ＦＰＭ公式对研究区 １９７５—２０１２ 年的 ＰＥ 进行计算，对其时序变化及影响因素展开分析、特别是将 Ｍａｔｌａｂ 与
Ａｒｃｇｉｓ相结合，在像元水平上运用 Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ检验，对 ＰＥ的变化趋势在空间上实现了定量表达，以期为干
旱、半干旱区生态评估、水资源管理、农业结构调整提供方法和数据支持。
１　 研究区概况
研究区主要包括盐池县、同心县和海原县 ３个典型县，北与沙坡头、中宁县、红寺堡区、灵武市、鄂托克前
旗相邻，南与西吉县、原州区、环县相连，东边为定边县，西侧为靖远县和会宁县，在宁夏自然分区中属于中部
干旱带，在全区整体生态环境的构建与恢复中处于重要地位。 研究区的气候特征主要表现为以下几个方面：
（１）日照充足、年均日照时数为 ２８４２ ｈ，属于太阳辐射资源丰富的地区之一；（２）四季分明，冬季严寒、夏季炎
热，温度 ７月最高，平均为 ２０．０—２３．１℃，１ 月最低，平均为－８．２— －６．６℃；（３）风大沙多，平均风速为 ２．４９—
２．９５ ｍ ／ ｓ，春季大风日数最多，平均风速最大；（４）降水稀少、平均降水量仅为 ２６２．３—３６３．２ ｍｍ ／ ａ，并且季节分
配不均，夏秋多、冬春少。
２　 研究方法
２．１　 数据来源
气象数据包括 １９７５—２０１２年研究区及周边 ２８个站点的平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度、水汽
压、降水量、风速、本站气压、日照时数的日值数据，１９８７—２０１２ 年银川和固原站的太阳总辐射日值数据。 数
据来源于宁夏气象局及中国气象科学数据共享服务网。
２．２　 研究方法
２．２．１　 潜在蒸散量的计算
利用 ＦＰＭ对研究区潜在蒸散量的日值进行计算，具体计算方法见文献［８］。 在 ＰＥ 的计算过程中，太阳总
辐射是重要的参数之一，由于进行辐射测量的站点有限，对于没有辐射数据的台站，可以利用 Ａｎｇｓｔｒｏｍ⁃
Ｐｒｅｓｃｏｔｔ方程获取，即：
Ｒｓ ＝ （ｃ ＋ ｄｎ ／ Ｎ）Ｒａ （１）
式中，Ｒｓ为太阳总辐射，ｎ ／ Ｎ为日照百分率，是气象台站的常规观测项目，Ｒａ为天文太阳辐射，可通过计算获
得［９］，ｃ、ｄ为拟合参数，推荐值分别为 ０．２５和 ０．５。 然而，不同区域由于地理位置、气候等因素的影响，参数取
值存在空间变异［１０］。 李韧［１１］对青藏高原及周边 ２２个站点进行研究确定适合青藏高原的 ｃ、ｄ值分别为 ０．２１３
和 ０．５６９１． 韩虹等人［１２］利用大同、东胜、太原、延安、侯马、郑州、西安 ７ 个台站的数据拟合得到的黄土高原辐
射量模型中的 ｃ、ｄ分别为 ０．１７７６和 ０．５４７０。 因此，有必要确定适合研究区域特点的拟合方程。
在宁夏，对太阳辐射进行测量的台站有 ２ 个，即银川和固原站。 选用 １９８７—２０１０ 年的数据进行拟合，
２０１１和 ２０１２年的数据进行检验，结果显示平均绝对误差、平均相对误差和标准差分别在 １．６、１１％和 ２．１ 以
内，预测值与实测值相关系数分别为 ０．９７４３和 ０．９６３８． 最终取 ２站 ｃ、ｄ的均值作为各台站太阳总辐射的拟合
参数，拟合模型可表示为 Ｒｓ ＝（０．１９１＋０．５６９２ｎ ／ Ｎ）Ｒａ。 利用该模型可获得各台站的太阳总辐射。
２．２．２　 Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ分析
Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ法是一种非参数统计检验方法，最初由 Ｍａｎｎ 和 Ｋｅｎｄａｌｌ提出，并因此而命名。 其优点在于
不需要样本符合一定的分布，不受少数异常值的干扰。 但是，数据的自相关性会对分析结果产生影响。 因此，
本文选用去趋势预置白处理的方法对数据进行预处理［１３］，以消除自相关性带来的影响。 Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ 趋势
分析的方法如下。
对于待分析序列 Ｘ＝（ｘ１， ｘ２，…， ｘｉ，…， ｘｎ），原假设为该序列无趋势，首先计算 Ｓ＝（ ｓ１， ｓ２，…， ｓｋ，…，ｓｎ）
２８６４ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
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ｓｋ ＝ ∑
ｎ
ｉ ＝ ｋ＋１
ｆ（ｘｉ － ｘｋ） （２）
ｆ（ｘｉ － ｘｋ） ＝
１，（ｘｉ － ｘｋ） ＞ ０
０，（ｘｉ － ｘｋ） ＝ ０
－ １，（ｘｉ － ｘｋ） ＜ ０
ì
î
í
ï
ï
ïï
（３）
ＳＺ ＝∑
ｎ－１
ｉ ＝ １
ｓｋ （４）
Ｚ ＝
ＳＺ － １
Ｖａｒ（ＳＺ）
，ＳＺ ＞ ０
０，ＳＺ ＝ ０
ＳＺ ＋ １
Ｖａｒ（ＳＺ）
，ＳＺ ＜ ０
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
（５）
Ｖａｒ ＝ ｎ（ｎ
－ １）（２ｎ ＋ ５）
１８
（６）
如果，在一定的显著性水平 α下， Ｚ ≥ Ｚ１－α ／ ２ （当 α＝ ０．０５，Ｚ１－ α ／ ２ ＝ １．９６； 当 α＝ ０．０１，Ｚ１－ α ／ ２ ＝ ２．５８），则拒
绝原假设，即在该显著性水平上序列 Ｘ存在明显的上升（Ｚ＞０）或下降（Ｚ＜０）趋势。
２．２．３　 敏感系数的计算
敏感性分析是定量表达模型输入参量对输出参量影响程度的有效方法之一，高敏感性输入参量的变化是
导致输出参量变化的重要原因。 在潜在蒸散量的计算过程中，温度、风速、，水汽压和净辐射等都会对 ＰＥ 产
生影响，为了分析各气象要素对 ＰＥ的影响程度，引入敏感系数的概念，表达式如下：
ｗ ｉ ＝
∂ＰＥ
∂ｘｉ
·
ｘｉ
ＰＥ
（７）
式中，ｗ ｉ为第 ｉ个气象要素的敏感系数；ｘｉ为第 ｉ个气象要素的取值；
∂ＰＥ
∂ｘｉ
为潜在蒸散量对第 ｉ个气象要素的偏
导数。
２．２．４　 空间分析方法
利用宁夏及周边 ２８个站点的气象数据采用 ＦＰＭ公式计算各站点 １９７５—２０１２年 ＰＥ的年值，并加以平均
得到各站点 ＰＥ的多年平均值，在 ＡｒｃＧＩＳ中通过反距离加权插值（ＩＤＷ， Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ）获得研究
区 ＰＥ的空间分布，将其转化为点图后进行空间趋势分析。
为了进一步探究 ＰＥ变化趋势的空间特征，首先，在 Ａｒｃｇｉｓ 中通过 ＩＤＷ 插值及裁剪获得研究区 １９７５—
２０１２年各年 ＰＥ空间分布的栅格图，将其转化为点图后导出数据 ｄａｔａ １；其次，在 Ｍａｔｌａｂ 中导入 ｄａｔａ １，利用
Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ法计算各像元点的 Ｚ值并导出 ｄａｔａ ２；再次，在 Ａｒｃｇｉｓ中对 ｄａｔａ ２进行插值得到研究区 ＰＥ 变化
趋势的空间分布，并根据 Ｚ的大小将其划分为 ６ 个区间，即（－∞ ，－２．５８］、（ －２．５８，－１．９６］、（ －１．９６，０］、（０，
１．９６）、［１．９６，２．５８）、［２．５８，∞ ），分别对应变化趋势的极显著减少、显著减少、弱减少、弱增加、显著增加和极
显著增加；最后，统计各区间所占面积。
３　 结果分析
３．１　 潜在蒸散量的时序变化
３．１．１　 月际变化
图 １中，曲线上的各点表示 １９７５—２０１２年盐池站、同心站和海原站各月份 ＰＥ 的多年平均值，可以看出，
ＰＥ具有明显的月际变化特征，１月 ＰＥ处于全年的最低水平，约为 ２５．５５—３１．０８ ｍｍ，之后 ＰＥ 逐渐增加，在 ７
月达到最大值（１４６．７５—１７０．９７ ｍｍ），８月开始又逐渐减小，整体呈现出倒 Ｕ形的变化规律。 ３个县在 ５—８月
３８６４　 １５期 　 　 　 李媛　 等：宁夏中部干旱带潜在蒸散量变化及影响因素 　
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月均蒸散量差异明显，其中，同心县的潜在蒸散量最大，其次为盐池县，海原县最小。
图 １　 研究区潜在蒸散量的月际变化
Ｆｉｇ．１　 Ｍｏｎｔｈｌｙ ｌｅｖｅｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ
３．１．２　 年际变化
图 ２显示，盐池县的潜在蒸散量大致经历了 ２ 次明
显的上升和下降过程，即 １９７５—１９８２ 年和 １９８８—１９９７
年 ＰＥ 呈现上升趋势，增加幅度分别为 ６２． ６３ ｍｍ 和
１９３．４０ ｍｍ；１９８２—１９８６年和 １９９７—２０１２ 年 ＰＥ 呈现下
降趋势，减少幅度分别为 ８２．４３ ｍｍ 和 １９１．４８ ｍｍ；１９８７
年由于温度的显著增加导致 ＰＥ 的异常升高。 总体而
言，３８年来盐池县平均潜在蒸散量为 １０７５．５４ ｍｍ ／ ａ。
同心县的潜在蒸散量表现为波动上涨的趋势，最低值出
现在 １９８５ 年为 １０７７．２３ ｍｍ，最高值出现在 ２００５ 年为
１２５０．８０ ｍｍ，平均值为 １１５９．８８ ｍｍ ／ ａ。 海原县的 ＰＥ 在
２０００年以前在中间值附近震荡，２００１ 年开始出现持续
下降，同样由于温度的影响在 １９８７年出现异常升高，多
年平均 ＰＥ为 １０５８．１２ ｍｍ ／ ａ。
图 ２　 研究区潜在蒸散量年际变化
Ｆｉｇ．２　 Ｉｎｔｅｒａｎｎｕａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ
Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ趋势分析表明（表 １），盐池县和海原县的潜在蒸散量整体趋于减少，但趋势不明显，Ｚ 值均
未通过显著性水平为 ０．０５的检验，同心县则表现为显著的增长趋势。 进一步分析 １９７５—２０１２ 年各月 ＰＥ 的
变化特征，可知看出，盐池县各月份 ＰＥ未出现明显变化，同心县除 １ 月份外，各月 ＰＥ 均表现为增加的倾向，
特别是在 ３ 月、４ 月和 ６ 月增加趋势明显，这在一定程度上促进了该县潜在蒸散量年值的持续增长。 与之相
反，海原县多数月份 ＰＥ有减少的倾向，其中，１２月的减少趋势明显，其余月份未通过检验。
表 １　 １９７５—２０１２年 ＰＥ年值及月值的Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ趋势分析结果（Ｚ）
Ｔａｂｌｅ １　 Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ ｔｒｅｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ （Ｚ） ｏｆ ＰＥ ａｎｎｕａｌ ａｎｄ ｍｏｎｔｈｌｙ ｖａｌｕｅ ｆｒｏｍ １９７５ ｔｏ ２０１２
研究区
Ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ
ＰＥ年值的分析结果
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ
ａｎｎｕａｌ ｖａｌｕｅ
ＰＥ月值的分析结果 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｍｏｎｔｈｌｙ ｖａｌｕｅ
１月
Ｊａｎ
２月
Ｆｅｂ
３月
Ｍａｙ
４月
Ａｐｒ
５月
Ｍａｙ
６月
Ｊｕｎ
７月
Ｊｕｌ
８月
Ａｕｇ
９月
Ｓｅｐ
１０月
Ｏｃｔ
１１月
Ｎｏｖ
１２月
Ｄｅｃ
盐池 －１．６６ －１．３６ ０．５３ １．７１ ０．０８ －０．３８ ０．１３ －１．３３ －０．６８ －１．７９ －０．１８ ０．３８ －０．７５
同心 ３．７２∗∗ －０．２０ １．６６ ３．１２∗∗ ２．０６∗ １．４３ ２．０４∗ １．０１ ０．８５ ０．３８ ０．４０ １．８６ ０．４０
海原 －０．７０ －１．８４ －０．４８ ０．７５ ０．５８ －１．２１ ０．９１ －０．５８ －０．８８ －１．８１ －１．４１ －１．１３ －２．１１∗
　 　 ∗α＝ ０．０５时趋势明显（双侧），∗∗α＝ ０．０１时趋势明显（双侧），无标记表示 α＝ ０．０５时趋势不明显
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３．２　 潜在蒸散量的影响因素分析
图 ３　 １９７５—２０１２年 ＰＥ影响因素敏感系数的平均值
　 Ｆｉｇ．３　 Ａｖｅｒａｇｅｓ ｏｆ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＰＥ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
ｆａｃｔｏｒｓ ｆｒｏｍ １９７５ ｔｏ ２０１２
研究显示［１４⁃１５］，不同区域 ＰＥ的时序变化趋势不尽
相同，这种差异主要来源于影响 ＰＥ 的主导气象因素及
其变化规律的不同，因此，要探究研究区 ＰＥ 随时间变
化的内在根源，还必须从各因素的影响程度入手。 对潜
在蒸散量产生直接影响的气象因素有净辐射、温度、风
速、水汽压，计算其敏感性系数有助于对引起 ＰＥ 变化
的主导因素进行定量分析。 如图 ３ 所示，净辐射、温度
和风速的敏感系数均为正值，这 ３ 个因素对 ＰＥ 起到正
向推动的作用，即它们的增加会促进 ＰＥ 的增加，相反，
水汽压则起到负向作用。
就影响程度而言，各因素敏感系数多年平均值的排
列顺序为：温度＞净辐射＞水汽压（绝对值） ＞风速。 可
见，温度对研究区潜在蒸散量最为敏感，在其它气象条
件不变的情况下，温度升高 １０％，ＰＥ 将增加 ６．４０％—
７．００％。 如表 ２所示，从单一要素敏感系数的变化趋势
来看，３８年间，同心县温度的敏感系数有所增加，水汽
压的敏感系数则显著减少，说明温度对 ＰＥ 的影响在不
断增大，由于水汽压的敏感系数为负值，减少表明其对 ＰＥ 的削减作用有所加强，同时，该县在研究时段内温
度、风速、水汽压的增势明显。 一方面风速、温度及其敏感系数的增加会促进 ＰＥ 的上升，另一方面，水汽压的
增加及其敏感系数的下降有助于 ＰＥ的减少，两方面的博弈结果最终导致 ＰＥ在年际尺度的显著增加，说明温
度和风速在该区域对 ＰＥ起到主导作用。 海原县净辐射、温度和风速的敏感系数分别通过了显著性水平为
０．０１和 ０．０５的 Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ检验，呈现明显的上升和下降，与此同时，由于风速随时间大幅减少，水汽压逐渐
增加，即使温度持续升高，ＰＥ总体上表现为微弱的减少趋势。 盐池县除净辐射外各因素的敏感系数均未有明
显趋势，且净辐射多年来变化不大，因此，在风速减少的影响下 ＰＥ趋于下降但趋势不明显。
表 ２　 １９７５—２０１２年气象要素及其敏感系数的Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ趋势分析结果（Ｚ）
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ ｔｒｅｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ （Ｚ） ｏｆ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｆｒｏｍ １９７５ ｔｏ ２０１２
研究区
Ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ
气象要素
Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ
气象要素敏感系数
Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ
净辐射
Ｎｅｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ
温度
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
风速
Ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ
水汽压
Ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
净辐射
Ｎｅｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ
温度
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
风速
Ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ
水汽压
Ｖａｐｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
盐池 －０．９３ １．２１ －３．６５∗∗ １．６６ ２．３４∗ ０．１０ －１．４８ －０．６３
同心 ０．８３ ３．１２∗∗ ３．０７∗∗ ３．１２∗∗ －１．６６ ３．１７∗∗ －０．４８ －２．９４∗∗
海原 ０．６０ ４．０５∗∗ －５．９８∗∗ ２．０４∗ ４．００∗∗ －２．４６∗ －２．３９∗ １．８４
　 　 ∗α＝ ０．０５时趋势明显（双侧），∗∗α＝ ０．０１时趋势明显（双侧），无标记表示 α＝ ０．０５时趋势不明显
图 ４是盐池县各气象要素敏感系数多年月均变化曲线，其中，水汽压的值为负，为了更加清楚地反映该要
素与其它要素在数值上的大小关系，绘制了水汽压绝对值的逐月变化曲线，见图 ４中虚线部分，可以看出水汽
压敏感系数的绝对值始终大于风速，并且在 ４—１０ 月均小于温度和净辐射。 净辐射的敏感系数为 ０．３０—
０．６９，从 １月开始逐渐增加，在 ８月达到最大值然后降低，７—９月的值明显高于其他月份。 风速的敏感系数的
月际变化也有一定规律，从 １月份开始逐渐下降到 ８月份达到最低值，然后逐步上升到 １２ 月份达到最大值。
与其它因素相比，温度敏感系数的月际变化幅度最大，约为 ０．７７，在 ３—１１月形成明显的单峰曲线。 从各因素
的比较可以看出，在植物的生长季节（５—９月份）温度的敏感系数明显高于其他因素，也就是说在研究区生长
５８６４　 １５期 　 　 　 李媛　 等：宁夏中部干旱带潜在蒸散量变化及影响因素 　
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图 ４　 盐池县 ＰＥ影响因素敏感系数的月际变化
　 Ｆｉｇ．４　 Ｍｏｎｔｈｌｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＰＥ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ Ｙａｎｃｈｉ ｃｏｕｎｔｙ
季温度过高会正向推动潜在蒸散量，加剧植被生长受到
水分胁迫的影响程度。 同心与海原县气象要素敏感系
数的月际变化规律与盐池县相似。
３．３　 潜在蒸散量及其变化趋势的空间分布特征
图 ５显示了研究区潜在蒸散量的空间分布特征，图
中 ｘ、ｙ 和 ｚ 分别代表经度、纬度和 ＰＥ，点表示 ＰＥ 在面
ｘｏｚ、ｙｏｚ和 ｘｏｙ上的投影，曲线是对投影点进行二项式拟
合的结果。 可以看出，盐池县的 ＰＥ 随经度的增加呈现
减少的趋势，高值区主要分布在西南部的惠安堡，东北
部地区是低值相对集中的区域。 同心县 ＰＥ 在经度方
向分布较为分散，总体趋势不明显，在纬度方向有明显
的变化规律，即随着纬度的减少，ＰＥ先小幅增加后持续
降低，东北部的韦州镇附近是 ＰＥ 相对较大的区域，南
部 ＰＥ最小。 海原县与同心县相似，ＰＥ 在纬向的变化
显著，在 ｙｏｚ面上投影点分布在趋势线两侧很窄的区域
内，ＰＥ与纬度几乎呈线性递减的关系。
表 ３反映了 １９７５—２０１２ 年 ＰＥ 变化趋势的空间分
布特征，盐池县各像元 Ｍａｎｎ⁃Ｋｅｎｄａｌｌ 分析中 Ｚ 值的范
围为－１．６５—２．４７，大部分区域的 ＰＥ变化不明显，其中，微弱减少的区域主要集中在花马池镇附近，其余大部
分区域为微弱增加，显著增加的区域仅占该县总面积的 ２．５２％，主要分布在高沙窝和惠安堡的西北角。 同心
县的 Ｚ值范围为 ０．５０—３．７０，ＰＥ 均表现为一定程度的增加，其中，显著和极显著增加的区域占全县面积的
６１．９８％，分别位于该县的西部和南部地区。 海原县 Ｚ值在－０．７０—３．７３变动，全县 ＰＥ以微弱减少和微弱增加
为主，显著增加的区域面积比例小于 ３０．００％，分布在该县的北部地区。
图 ５　 研究区 ＰＥ的空间分布
Ｆｉｇ．５　 Ｓｐａｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ
表 ３　 １９７５—２０１２年研究区潜在蒸散量变化趋势的空间分布
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ ｆｒｏｍ １９７５ ｔｏ ２０１２
Ｚ值区间
Ｉｎｔｅｒｖａｌｓ ｏｆ Ｚ
变化特征
Ｃｈａｎｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
各区间所占的面积比例 Ａｒｅａ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｔｅｒｖａｌｓ ／ ％
盐池 同心 海原
［－∞ ，－２．５８］ 极显著减少 ０ ０ ０
（－２．５８，－１．９６］ 显著减少　 ０ ０ ０
（－１．９６，０］ 微弱减少　 ２２．３６ ０ ９．０８
（０，１．９６） 微弱增加　 ７５．１２ ３８．０２ ６１．１６
［１．９６，２．５８） 显著增加　 ２．５２ ２９．４４ １４．９９
［２．５８， ∞ ］ 极显著增加 ０ ３２．５４ １４．７７
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４　 结论与讨论
本文采用 ＦＰＭ计算潜在蒸散量，从月际和年际两个尺度，分析了 ＰＥ 的时序变化规律、探讨了各气象因
素对 ＰＥ的影响程度，并对 ＰＥ及其变化趋势的空间特征进行了研究，得到如下结论：
（１）研究区多年平均 ＰＥ月值呈现倒 Ｕ 形的变化规律，最大值和最小值分别出现在 ７ 月和 １ 月；１９７５—
２０１２年间，盐池和海原县 ＰＥ表现为微弱的减少趋势，同心县 ＰＥ 的年增势显著，突出表现为 ３、４、６ 月 ＰＥ 的
明显增加。 说明由于估算潜在蒸散量的各气象要素受区域、地形等因素的影响，具有复杂的时空分布差异，它
们的不同组合最终将导致 ＰＥ年际变化趋势的地域性差异。
（２）年际尺度上，各影响因素的敏感性分析显示：温度对 ＰＥ 的敏感性最强。 然而，３８ 年来，盐池和海原
县年均温度均有不同程度的增加，但 ＰＥ却呈微弱减少，说明仅从比较敏感系数本身来解释 ＰＥ的变化原因是
不够全面的，应将各气象要素的变化趋势、敏感系数及其变化特征相结合，系统地探讨区域 ＰＥ 变化的缘由。
研究期内，在除净辐射外各气象要素敏感系数变化不大的情况下，虽然盐池县的温度有一定升高，但风速的显
著下降成为促使 ＰＥ呈现微弱减少的主要动因。 这与曹雯［１６］、尹云鹤［１７］等的研究结果相一致。
一般而言，风速增大，地表或植被表层的蒸汽压降低，将促进蒸散的发生。 在过去 ３０—５０年里，全球范围
内中纬度地区地表风速呈现减少，而高纬度地区则表现为增加。 与 ５０ 年代相比，９０ 年代中国平均风速减少
了大约 １６％，这种趋势在西北地区更为显著［１８］。 越来越多的研究显示部分地区风速的减少是导致潜在蒸散
量减少的主导因素。 而风速的变化与大气环流有着密不可分的联系［１９］，就西北地区而言，北半球大气活动中
心和西风急流北移，加之气候变暖导致的冬、夏季风的减弱，可以在一定程度上解释风速减少的原因。 除此之
外，人类活动造成的下垫面改变以及局部地形等也会对风速构成影响。
海原县虽多年来温度的增加显著，但风速的大幅降低、水汽压的增加以及温度敏感系数的下降最终导致
了 ＰＥ的略微减少。 同心县风速、温度及其敏感系数的显著增加决定了 ＰＥ 的显著上升。 各因素在月际水平
上的影响规律有所差异，其中，温度敏感系数的月际变化幅度最大，特别是在植物的生长季节影响程度明显高
于其他因素。
３）就研究区内部 ＰＥ的空间分布规律而言，盐池县表现沿经向递减，同心和海原县主要是沿纬向递增。
基于像元点的 ＰＥ趋势分析显示，ＰＥ的时序变化存在一定的空间差异。
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