蒸散发变化驱动力分析

四、蒸散发变化驱动力分析

蒸散发是多重自然要素综合作用下的水文过程，其影响机制极为复杂。在时间变化上，它会受风速、气温、降水等自然气候条件影响。在空间分布上，主要受植被覆盖度、地表土壤水分、地表温度、地形以及空间供水条件的影响。

（一）自然驱动因子

蒸散发量是表征气候的因子之一，它的变化是与其相关的气候因子共同作用的结果。为定量分析各个气候因子对蒸散发量变化的贡献，本研究对气温、相对湿度、降水量、风速、太阳辐射、日照时数及日较差进行了相关性分析（表7-8）。

结果表明，对研究区地表蒸散发量而言，由于研究区西北部阿拉山口的存在，其与风速有着最高的正相关性，而与近地面空气相对湿度有最高的负相关性。需要强调的是，气温相较于其他气候因子而言，与研究区蒸散发量正相关性的显著水平虽然较低，但由于其决定着空气中饱和水汽含量和水汽扩散的速度，因此对蒸散发量的直接影响仍不可忽视。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的报告显示，2015—2019年，全球平均气温较工业化前时代升高了1.1℃；对研究区而言，1953—2016年的平均气温以0.33℃/10a的气候倾向率呈显著（α=0.05）上升趋势。而反演结果显示出蒸散发量在1990—2016年持续增加，在一定程度上响应了气候变暖的事实。在2013年出现的低值，则主要是影像日期前一天的天气过程导致气温与风速均较低所致。

选取地表温度（Ts）、地表比辐射率（ε）、地面数字高程（DEM）以及温度植被干旱指数（TVDI）4个地表参数，与研究区蒸散发量进行相关性分析，结果表明：DEM、ε与蒸散发量呈正相关关系。其中海拔超过500 m后，蒸散发量除了在2800 m处由于天山云杉分布会出现小幅度下降外，整体随DEM增加而显著上升。加之，地形能够影响地表辐射能量的吸收状况，故蒸散发量也随ε的增加而增加。由于研究区未利用地多为裸岩石砾地、戈壁、盐碱地，植被覆盖率少，地表升温快，因此Ts与蒸散发量呈负相关关系。而TVDI与蒸散发量的负相关性，表明了表层土壤水分含水量对蒸散发的显著影响，即土壤水分含水量越少，蒸散发量越小（图7-30）。

（二）人文影响因子

不同的土地利用会使土壤湿度和地表温度状况发生改变，进而对区域蒸散发量产生影响。由1990—2016年不同土地利用动态度变化（表7-9）可知，1990—2016年研究区建设用地、水体、耕地整体呈增加趋势；林地、草地、未利用地整体呈减少趋势。其中，在人口不断增长及绿洲农业发展的影响下，耕地面积增长迅速，动态度为12.24％；林草地虽呈减少趋势，但自研究区实施“三北”防护林、退耕还林等林业重点工程及草原生态保护奖补政策以来，面积逐渐恢复。因此，林地、草地、耕地成为蒸散发高值区。由图7-31可看出，牲畜数量随人口总数增加，也呈现增加趋势。牲畜数量作为衡量草场合理利用的重要指标，其增长的快慢可直接导致草场面积变化，说明随着人类对大自然改造能力的大幅度提高，能够直接影响下垫面土地覆被的变化，进而在一定程度上影响下垫面的蒸散发量变化。