馬梓策，于紅博，張巧鳳

(內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010022)

蒸散量(evapotranspiration，ET)指土壤蒸發(fā)和植被蒸騰的總和，包括陸地土壤水分的蒸發(fā)和植物體內(nèi)水分的蒸騰，是評(píng)價(jià)地表熱量和水分平衡的主要指標(biāo)之一，是氣候和自然生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-3]。蒸散在地、氣、水循環(huán)中發(fā)揮重大作用，70%的地表降水可通過土壤的蒸發(fā)與植被的蒸騰作用回到大氣，干旱區(qū)可高達(dá)90%以上，蒸散的大小與變化特征直接關(guān)系到區(qū)域的干濕狀況和水資源的合理利用[4]。因此，準(zhǔn)確地估算區(qū)域的蒸散，分析蒸散的時(shí)空變化特征及其與影響因素的關(guān)系，對(duì)區(qū)域地理、氣象、水文、水利工程及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有重要的意義[5-9]。

由于各種土地利用類型的下墊面條件較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的蒸散觀測(cè)與估算比較困難，因此傳統(tǒng)的蒸散觀測(cè)方法與估算研究只適用于“點(diǎn)”或中小尺度的研究，很難進(jìn)行大區(qū)域蒸散的統(tǒng)計(jì)和分析[10]。相對(duì)于傳統(tǒng)的蒸散觀測(cè)和估算方法，遙感數(shù)據(jù)可以動(dòng)態(tài)、快速地獲取地表狀況，因此遙感技術(shù)為大尺度非均勻地面蒸散量的研究提供了新的途徑[11-13]。以往的研究多基于分辨率較低的NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)，盡管能夠分析大區(qū)域、大尺度范圍、長(zhǎng)時(shí)間序列的蒸散狀況，但其無法精細(xì)地分析蒸散的空間變化情況[14]。2011年美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)研究小組根據(jù)Penman-Monteith(P-M)公式對(duì)MOD16數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正，并以高時(shí)空分辨率和自由訪問方式發(fā)布了全球MOD16數(shù)據(jù)，提供了地表蒸散量的各種特征參數(shù)，并由全球通量塔臺(tái)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，模擬精度達(dá)到 86%，在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用[7,15,16]。阿迪來·烏甫等[1]利用MOD16數(shù)據(jù)分析了新疆地表蒸散量時(shí)空分布及變化趨勢(shì)；吳桂平等[17]基于MOD16產(chǎn)品分析了鄱陽湖流域地表蒸散量時(shí)空分布特征；赫曉慧等[18]基于MOD16數(shù)據(jù)分析了北洛河流域蒸散的空間格局演變特征。這些研究雖然從一定程度上，說明了區(qū)域內(nèi)蒸散量的年際和年內(nèi)變化特征，但是缺少對(duì)不同土地利用類型ET的研究。

基于此，本文以500 m空間分辨率的MOD16A2產(chǎn)品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在探討利用該產(chǎn)品進(jìn)行錫林河流域蒸散量分析的可行性的基礎(chǔ)上，根據(jù)流域土地利用數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)，通過GIS的空間分析技術(shù)，對(duì)流域不同土地利用類型下蒸散量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，深入探討了錫林河流域ET的變化特征，更進(jìn)一步地探尋了ET與各氣象因子、植被覆蓋度和地形因子之間的相關(guān)性，以期更好地揭示錫林河流域蒸散量的變化規(guī)律及其影響因素，為錫林河流域旱澇監(jiān)測(cè)和水資源管理等提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

錫林河流域位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟東部，大興安嶺南端西側(cè)，地處我國(guó)草原從東部半濕潤(rùn)草甸草原區(qū)向西北半干旱典型草原區(qū)過渡地帶。該流域范圍介于43°26′～44°39′ N, 115°32′～117°12′ E，流域范圍內(nèi)涵蓋了4個(gè)完整轄區(qū)和7個(gè)部分轄區(qū)，中心城市為錫林浩特 市，流域總面積約11 184.82 km2。流域內(nèi)地貌形態(tài)復(fù)雜多樣，地勢(shì)由東向西逐漸降低，東南部的嘎順山最高海拔為1 609 m，西北部的錫林河下游，最低處小于900 m，全流域相對(duì)高差達(dá)700 m(圖1)。錫林河流域?qū)俅箨懶詼貛О敫珊禋夂?，四季分明，年均降水量?50～400 mm，但降水和蒸散時(shí)空分布不均，具有明顯的季節(jié)性和區(qū)域性。

圖1 研究區(qū)域地理位置、海拔(m)、樣地及鄉(xiāng)鎮(zhèn)界限圖Fig1. Regional geographical location, elevation (m), sample plots and town boundary

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

(1)MOD16A2和MOD13Q1：蒸散量數(shù)據(jù)(MOD16A2)為2000-2017年8 d合成的MOD16-ET數(shù)據(jù)，歸一化植被指數(shù)為2000-2017年16 d合成的MOD13-NDVI數(shù)據(jù)，衛(wèi)星軌道號(hào)均為h26v04，數(shù)據(jù)均下載于https:∥www.nasa.gov/。然后借助于NASA提供的MRT投影轉(zhuǎn)換工具將原始的采用HDF格式轉(zhuǎn)換為GeoTiff格式，將SIN投影轉(zhuǎn)為WGS-1984/Geographic經(jīng)緯坐標(biāo)系。根據(jù)網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)使用說明，剔除數(shù)據(jù)中的無效值和還原真實(shí)值，最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量裁剪并獲取研究區(qū)每8 d的ET數(shù)據(jù)和16 d的NDVI數(shù)據(jù)，其中ET數(shù)據(jù)通過加權(quán)平均獲得每月ET和每年ET，而NDVI數(shù)據(jù)通過最大值合成每月NDVI和每年NVDI。

(2) DEM、坡位、坡度和landsat4-5 TM/landsat8OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品：均來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)，分辨率為30 m，行列號(hào)為124/29，124/30。然后借助ENVI對(duì)其進(jìn)行鑲嵌、裁剪最終獲取研究區(qū)的DEM、坡位、坡度及l(fā)andsat4-5 TM/landsat8OLI_TIRS衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品。然后依據(jù)錫林河流域主要的土地利用類型和分析精度要求，利用ENVI將landsat四幅遙感影像進(jìn)行預(yù)處理后，通過ArcGIS平臺(tái)，進(jìn)行目視解譯。并將研究區(qū)土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地6個(gè)一級(jí)地類。四幅土地利用數(shù)據(jù)與Google地圖1 m分辨率的高精度影像進(jìn)行對(duì)比，然后在ENVI中進(jìn)行驗(yàn)證，其Kappa系數(shù)均達(dá)到90%以上，符合研究的需求。

(3)氣象數(shù)據(jù)：來源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(http:∥cdc.nmic.cn)，選取2000-2017年研究區(qū)及周邊地區(qū)7個(gè)氣象站點(diǎn)的降水量、年平均氣壓、2 m處風(fēng)速、平均溫度、平均水汽壓、平均相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)。然后以研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù)及氣象站點(diǎn)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，得到錫林河流域及周邊氣象站點(diǎn)柵格格式的經(jīng)度、緯度數(shù)據(jù)，并在ArcGIS環(huán)境下，采用徑向基函數(shù)插值法將氣象要素空間化，進(jìn)而獲取氣象要素柵格數(shù)據(jù)，并將其空間分辨率與MOD16A2/ET數(shù)據(jù)保持一致。

(4)實(shí)測(cè)的ET：對(duì)于樣地的選取考慮到了不同植被地退化程度、不同土壤類型、不同草原群落類型蒸散量的差異，在上游、中游、下游都選取了樣地。然后采用土柱稱重法測(cè)定2017年5-9月8個(gè)樣地(圖1)的日蒸散量共測(cè)得102組(每日測(cè)一次，一共測(cè)102 d)數(shù)據(jù)，通過加權(quán)平均合成8 d的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)集共40組。

1.3 研究方法

1.3.1 年際趨勢(shì)分析

利用線性傾向估計(jì)計(jì)算每個(gè)像元2000-2017年ET時(shí)間線性傾向率。計(jì)算公式為：

(1)

式中：slope為線性傾向率；ti=2000，2001，…，2017；n為年序列總長(zhǎng)度(n=18)；ETi表示第i年的ET值；當(dāng)slope>0時(shí)，隨著時(shí)間t增加，ET呈上升趨勢(shì)，反之，呈下降趨勢(shì)。

1.3.2 相關(guān)性分析

錫林河流域2000-2017年每個(gè)像元的ET值與各種影響因子的相關(guān)性，利用簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)來表達(dá)，計(jì)算公式為：

(2)

1.3.3 潛在蒸散量的計(jì)算方法

本文采用世界糧農(nóng)組織1998年修正的Penman-Monteith公式計(jì)算錫林河流域及周邊7個(gè)氣象站點(diǎn)近18 a的逐日潛在蒸散量(ET0)，然后求出年ET0，其計(jì)算過程見參考文獻(xiàn)[19]。

2 MOD16A2的精度驗(yàn)證

為了驗(yàn)證MOD16-ET在錫林河流域地表ET時(shí)空反演的準(zhǔn)確性，將通過加權(quán)平均法合成8 d的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(40組)，與MOD16-ET數(shù)據(jù)在“點(diǎn)”尺度上進(jìn)行驗(yàn)證。

結(jié)果表明，2017年5-9月的實(shí)測(cè)值與MOD16-ET之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，決定系數(shù)R2=0.9236，且通過顯著性檢驗(yàn)P<0.01(圖2)。MOD16-ET精度驗(yàn)證滿足要求，說明MOD16產(chǎn)品在錫林河流域具有適用性，可以用于該研究區(qū)地表ET的時(shí)空分布特征研究。

圖2 實(shí)測(cè)ET數(shù)據(jù)和MOD16-ET的關(guān)系 Fig.2 Relationship between MOD16-ET product and measured ET

3 結(jié)果分析

3.1 錫林河流域年ET時(shí)空分布特征

3.1.1 多年平均ET值的空間特征

2000-2017年，錫林河流域多年平均蒸散量空間分布如圖3所示。多年平均年ET具有較高的空間分異性，呈現(xiàn)出西北部低、東南部高的趨勢(shì)。ET的空間分布不均勻特征，在一定程度上與流域的特殊地理位置有較大的聯(lián)系，流域位于東南部半濕潤(rùn)草甸草原區(qū)向西北半干旱典型草原區(qū)的過渡帶。流域東南部由于降雨量豐沛、氣溫較低，致使植被覆蓋度相對(duì)較高，植物蒸騰作用明顯，從而使得ET較高；低值區(qū)聚集地多為地勢(shì)較低的西北部的典型草原區(qū)，這些區(qū)域年最大NDVI低于0.3，ET較低。

圖3 2000-2017年錫林河流域多年平均ET的空間分布Fig.3 Average ET of Xilin River Basin from 2000 to 2017

由于不同土地利用類型下墊面性質(zhì)的差異，年平均ET及分布特征表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。利用錫林河流域2000、2005、2010和2015年的土地利用數(shù)據(jù)對(duì)MOD16數(shù)據(jù)中不同土地利用類型的ET進(jìn)行提取，并統(tǒng)計(jì)得到不同土地利用類型多年平均ET值(圖4)。其中，林地的年均ET最高，為316.41 mm/a；建設(shè)用地的年均ET最低，為202.93 mm/a。除水體外，流域內(nèi)各種土地利用類型的年均ET大小依次為林地>耕地>未利用土地>草地>建設(shè)用地，地表蒸散的情況主要與土地覆蓋類型、地理位置以及氣候等因素有關(guān)[20]。該流域未利用土地主要為河流兩側(cè)的低濕地植被，土壤水分較好，長(zhǎng)勢(shì)茂密，覆蓋度較高，ET相對(duì)較大。

圖4 不同土地利用類型多年平均ET值Fig.4 Annual mean ET under different land covers

3.1.2ET的年際變化特征

錫林河流域ET值的年際變化特征，以及錫林河流域年ET的相對(duì)變化率的年際波動(dòng)情況如圖5所示。2000-2017年，錫林河流域年ET值在200～300 mm之間波動(dòng)；年ET最高值出現(xiàn)在2003年，蒸散量為287.97 mm；年ET最低值為201.38 mm，出現(xiàn)在2001年；多年平均ET值為235.15 mm，各年ET值整體呈緩慢波動(dòng)上升趨勢(shì)。

2000-2017年ET的相對(duì)變化率的情況也極為復(fù)雜，相對(duì)變化率在-0.25%～0.25%之間波動(dòng)，其中最低為-0.20%(2004年)，最高值為0.21%(2002年)，總體呈下降趨勢(shì)。

將2000-2017年流域各年ET與多年平均ET對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，年ET超出平均值的年份出現(xiàn)在2002-2004年、2008年、2010年和2012-2015年，其他年份均低于平均值。其中，2003年和2012年超出最為明顯，分別比平均值多52.82 mm和47.76 mm；2001年和2017年低于平均值最為突出，分別比平均值低33.77 mm和32.36 mm。由于2003年和2012年均為豐水年，降水量豐沛，蒸散作用較強(qiáng)，而2001年和2017年均為枯水年，降水量較少，蒸散作用較弱。年ET值的年際變化受到氣候復(fù)雜性的影響較大。

圖5 2000-2017年錫林河流域ET的年際變化Fig.5 Annual variation of ET in Xilin River Basin from 2000 to 2017

3.1.3ET的年際趨勢(shì)分析

2000-2017年ET值變化趨勢(shì)如圖6所示。近18 a流域內(nèi)大部分地區(qū)的ET值變化趨勢(shì)不顯著，多年ET值的年際變化趨勢(shì)均值為4.16 mm/(10 a)。依據(jù)顯著性檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)(R)的臨界值，當(dāng)00.56時(shí)，為明顯增加或減少，共六種情況。年ET呈明顯減少、較明顯減少的區(qū)域主要分布在流域中游錫林浩特市周圍的極少部分區(qū)域，極有可能是人為活動(dòng)例如大量開采煤礦、新建工礦區(qū)造成的；錫林河流域中上游河流流經(jīng)地段及周邊形成的低濕地植被，呈明顯或較為明顯的增加趨勢(shì)，這些區(qū)域地勢(shì)較低、植被覆蓋較密集且植物種類繁多，以及下游河流周邊的沼澤灘地，地勢(shì)低凹，受降水的影響較大，而近18 a錫林河流域降水量呈增加趨勢(shì)，降水補(bǔ)充了河流水量，周邊土壤水分較好，ET值呈明顯或較明顯增加趨勢(shì)；剩余的大部分區(qū)域ET為輕微變化，上游為輕微減少趨勢(shì)，下游為輕微增加趨勢(shì)，這些區(qū)域主要為草原區(qū)，變化趨勢(shì)相對(duì)較為穩(wěn)定。

圖6 錫林河流域2000-2017年ET值變化趨勢(shì)空間分布圖Fig.6 Change tendency of ET in Xilin River Basin during 2000-2017

3.2 錫林河流域ET與影響因子的相關(guān)性分析

3.2.1ET與氣象因子、NDVI、ET0的相關(guān)性分析

錫林河流域2000-2017年年ET與各種影像因子的相關(guān)系數(shù)見表1。由表可知，研究區(qū)ET受多種影響因素共同作用，年平均氣壓、年均溫、年ET0和年ET呈負(fù)相關(guān)，其余影響因素均與年ET呈正相關(guān)關(guān)系。ET受NDVI和降水量的影響最大，受風(fēng)速和平均氣溫的影響最小。因此，本文重點(diǎn)研究降水量和NDVI對(duì)錫林河流域ET的影響。

表1 2000-2017年錫林河流域年ET與各影響因子的相關(guān)性Tab.1 Correlation of annual ET with various influencing factors in Xilin River Basin from 2000 to 2017

錫林河流域的降水量和NDVI的空間分布表現(xiàn)為：降水量從西北方向東南方逐漸增加，高值區(qū)出現(xiàn)在流域東南部；NDVI在流域上游和下游的差異較為明顯，上游為高值區(qū)，多年平均NDVI達(dá)0.7以上，下游為低值區(qū)，多年平均NDVI低于0.4[圖7(a)、7(b)]。

利用相關(guān)系數(shù)分析法分析2000-2017年年ET值與年降水量、年NDVI在像元尺度上的相關(guān)性，其空間分布如圖7(c)、7(d)所示，ET與降水量和NDVI的平均相關(guān)系數(shù)r分別為0.65和0.72，ET與NDVI的相關(guān)性更強(qiáng)。ET與降水量、NDVI正相關(guān)的面積占流域總面積的比例分別為84.72%和87.90%；ET與降水量、NDVI負(fù)相關(guān)的面積占流域總面積的比例分別為15.28%和12.10%。ET與降水量的正相關(guān)關(guān)系尤其以西北部最為明顯，少數(shù)地區(qū)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，集中分布于錫林浩特市及周邊地區(qū)，以及白音錫勒牧場(chǎng)東部小部分地區(qū)。ET與NDVI的正相關(guān)關(guān)系以流域中游西部地區(qū)最為明顯，流域下游的裸地和東南方的小部分區(qū)域，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。NDVI和降水量的耦合作用是影響錫林河流域ET的重要因素。

圖7 錫林河流域2000-2017年ET與降水量及NDVI的相關(guān)性空間分布Fig.7 Correlation between ET and precipitation, NDVI of Xilin River Basin during 2000-2017

3.2.2ET與地形因子的響應(yīng)分析

研究區(qū)高程如圖8(a)所示，最低高程為899 m，最高為1 609 m。根據(jù)ArcGIS中的自然間斷法和研究區(qū)自然地理狀況，將高程重分類為6個(gè)等級(jí)，即等級(jí)1：899～1 001 m，等級(jí)2：1 001～1 097 m，等級(jí)3：1 097～1 176 m，等級(jí)4：1 176～1 261 m，等級(jí)5：1 261～1 357 m，等級(jí)6：1 357～1 609 m。利用ArcGIS空間分析技術(shù)提取各高程等級(jí)上的ET值，計(jì)算18 a的平均分布值，得到圖8(a)所示的ET分布。由圖8(a)可知，隨著高程等級(jí)的增加，ET值呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，尤其等級(jí)5～6增加最為明顯，增加了40.01 mm。通過擬合高程數(shù)據(jù)和ET數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩者具有較強(qiáng)的相關(guān)性，且符合指數(shù)曲線：

y=184.02 e0.018 3 xR2=0.962 1

(3)

式中：y為ET值，mm；x為高程，m。

研究區(qū)坡度如圖8(b)所示，坡度在0°～25°之間，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況和研究目的，對(duì)坡度進(jìn)行重分類得到5個(gè)等級(jí)，即等級(jí)1：0°～5°，等級(jí)2：5°～10°，等級(jí)3：10°～15°，等級(jí)4：15°～20°，等級(jí)5：20°～25°。

ET在各坡度上的分布為單峰曲線，如圖9(b)所示，等級(jí)4ET值最大，多年平均ET為254.40 mm。等級(jí)1～2增加最為明顯，增加了16.61 mm；等級(jí)3～4增加較小，僅增加了2.30 mm；等級(jí)4～5略有下降。坡度對(duì)ET的分布具有較大影響，尤其在區(qū)間0°～10°，坡度越大，ET值越高。通過擬合坡度數(shù)據(jù)和ET數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩者也具有較強(qiáng)的相關(guān)性，符合二次曲線：

圖8 地形因子分級(jí)Fig.8 Topographic factor classification

y=-0.151 4x2+4.328 1x2+224.66R2=0.946 3

(4)

式中：y為ET值，mm；x為坡度，°。

研究區(qū)坡位如圖8(c)所示，坡位分為6級(jí)，即等級(jí)1：山脊，等級(jí)2：上坡，等級(jí)3：中坡，等級(jí)4：平坡，等級(jí)5：下坡，等級(jí)6：谷底。由圖9(c)可知，中坡的ET值明顯高于其他坡位，多年平均ET為246.29 mm；平坡的ET值最小，多年平均ET為229.58 mm。

圖9 各高程、坡度、坡位等級(jí)上的ET分布Fig.9 Distribution of ET at various elevation levels

4 討 論

錫林河流域地處我國(guó)草原從東部半濕潤(rùn)草甸草原區(qū)向西北半干旱典型草原區(qū)的過渡地帶。加強(qiáng)流域ET監(jiān)測(cè)，對(duì)流域水量平衡、防止草地退化、加強(qiáng)水土保持、監(jiān)測(cè)旱澇災(zāi)害等具有重要意義。通過本文分析，錫林河流域的ET具有較強(qiáng)的空間分異性，而且變化規(guī)律與其土地利用類型、氣候因素、植被覆蓋度以及地形因子密切相關(guān)。

針對(duì)不同土地利用類型ET值的研究，與于紅博等[21]利用地表能量平衡原理反演錫林河流域地表蒸散量并提取了不同土地利用類型ET值的結(jié)果相一致，其大小依次為林地>耕地>未利用土地>草地>建設(shè)用地。這種現(xiàn)象是由于林地位于海拔較高的地區(qū)，降雨量豐沛且具有良好的涵養(yǎng)水分的能力，所以ET值最高；耕地由于灌溉用水的補(bǔ)給，其ET值較高；草地和未利用土地較林地和耕地而言，植株矮小，蒸散作用較弱，其ET值偏低；建設(shè)用地的植被覆蓋度低，ET值最低。

年ET與年平均氣溫相關(guān)性小且呈負(fù)相關(guān)，看似有悖于常識(shí)，主要是因?yàn)楸疚南嚓P(guān)性分析所用數(shù)據(jù)均為年數(shù)據(jù)，其中年氣溫在1.98 ℃～5.23 ℃范圍內(nèi)，年際間差異極小，不可能得到很好的相關(guān)性。由于錫林河流域地處干旱、半干旱區(qū)，降水是影響植被生長(zhǎng)的主要限制因素，ET與降水呈正相關(guān)，而降水越少的年份，氣溫越高，反之亦然，因此年ET與年氣溫呈負(fù)相關(guān)。另有文獻(xiàn)表明，氣溫超過植被生長(zhǎng)所需要的閾值將抑制植被生長(zhǎng)[22]。

本文探索了ET與地形因子的響應(yīng)，由于考慮到目前ET與地形因子的響應(yīng)的研究尚不多見，而NDVI與ET相關(guān)性最強(qiáng)，因此本文為了更好地說明地形因子對(duì)ET的影響，建立了各地形因子與2000-2017年多年年均NDVI的關(guān)系(圖10)。研究結(jié)果表明，NDVI隨地形的變化趨勢(shì)與ET隨地形的變化趨勢(shì)相一致。隨著高程的增加，NDVI增加[圖10(a)]，主要因?yàn)殄a林河流域東南緣與大興安嶺南端西側(cè)相連，海拔較高，降水量豐沛、氣溫相對(duì)適中，有利于植被生長(zhǎng)，植被覆蓋度較高，因此ET值較大。坡度在15°～20°之間時(shí)，NDVI最大[圖10(b)]，ET最大，大于這個(gè)區(qū)間，NDVI下降，ET值下降，其原因是由于坡度太大，水分容易通過淋溶、徑流和下滲等方式散失，不利于植被生長(zhǎng)，植被覆蓋度較低，因此蒸散的水分相對(duì)較少。中坡的NDVI明顯高于其他坡位[圖10(c)]，植被最為茂密，可能是由于中坡氣溫和降水量較為適中，易于植被生長(zhǎng)，因此ET值高于其他坡位；平坡NDVI值最小，主要是因?yàn)槠狡掠欣诮ㄖ季?，綠化面積較小，因此ET值低于其他坡位。

圖10 各地形因子與年均NDVI的關(guān)系Fig.10 Relationships between topographic factors and annual average NDVI

本文尚存在一些不足之處，雖然錫林河流域的MODIS數(shù)據(jù)與野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明精度較高，此外MODIS數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)范圍廣且易于獲取，在研究過程中具有一定的優(yōu)勢(shì)，但與氣象數(shù)據(jù)相比，其產(chǎn)品最早產(chǎn)生于2000年，時(shí)間尺度短，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間而言，本文的研究結(jié)果有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，還需進(jìn)一步研究流域內(nèi)其他氣象因子與ET之間的關(guān)系，以及人為因素對(duì)流域ET的影響，更深探討影響流域ET的主導(dǎo)因子，以便加強(qiáng)水資源的利用與管理，改善流域氣候環(huán)境。

5 結(jié) 論

(1)錫林河流域多年平均ET為235.15 mm，呈現(xiàn)出西北部低、東南部高的趨勢(shì)。不同土地利用類型下ET存在明顯差異，ET由大到小依次為林地>耕地>未利用土地>草地>建設(shè)用地。此外，錫林河流域ET年均值呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。相對(duì)變化率在-0.25%～0.25%之間波動(dòng)，其中最低為-0.20%(2004年)，最高值為0.21%(2002年)。流域內(nèi)大部分區(qū)域的ET值變化趨勢(shì)不顯著，多年ET值的年際變化趨勢(shì)均值為4.16 mm/10 a，總體呈現(xiàn)北部增加，南部減少的趨勢(shì)，表明流域內(nèi)北部地區(qū)水分增加，南部具有干旱化傾向。

(2)錫林河流域年ET與年降水量、年均風(fēng)速、年均水汽壓、年均相對(duì)濕度、年均日照時(shí)數(shù)和年均NDVI呈正相關(guān)，與年均氣溫、年均氣壓和年ET0呈負(fù)相關(guān)。其中降水量和NDVI相關(guān)系數(shù)最高，說明降水量和NDVI對(duì)地表蒸散量的影響最大。高程、坡度和坡位等地形因子對(duì)ET值分布也具有較大影響，高程越高，ET值越大；隨著坡度的增加，ET先增加后減小，最大值出現(xiàn)在15°～20°；坡位表現(xiàn)為中坡的ET值最大，平坡的ET值最小。

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