永定河北京段蒸散发研究对永定河生态走廊建设有着重要的支撑作用。本文采用多种方法计算了永定河北京段的水面蒸发、潜在蒸散发和实际陆面蒸散发,结果显示:北京段水面蒸发为1182 mm,潜在蒸散发为969mm,1999-2009年北京市实际蒸散发494 mm。对各种水面蒸散发计算结果比较,并通过相关分析和RMSE分析发现,利用中国科学院地理研究所方法计算永定河北京段水面蒸散发较为合理,施成熙方法、前苏联扎依可夫方法计算结果相近,但彭曼公式结果偏大。潜在蒸散发采用Presley-Taylor公式,而联合国粮农组织(FAO)修正的彭曼公式和Hargreaves公式结果都偏大。研究区的实际蒸散量使用傅抱璞方法计算,结果得到了相同研究时段北京市水量平衡研究成果的验证。相比而言,张鲁公式和Turc公式结果偏大,而高桥公式所得结果与傅抱璞方法最为接近。

【目的】自20世纪80年代断流以来,永定河下游河道被侵占、破坏严重,2019年和2020年永定河实施生态补水工作。本文选取永定河宛平湖至黄良铁路间河段,模拟不同生态流量和洪水脉冲流量设定下河流形态特征,目的是将补水流量变化与河流形态变化联系,为河流生态修复提供科学支撑。【方法】(1)运用Tennant法计算永定河下游生态流量,并选取3种不同等级的生态流量作为后续模拟输入;(2)使用CAESAR-Lisflood模型模拟3种生态流量和4种洪水脉冲流量下的形态特征。【结果】(1)模拟得到3种生态流量下河道内年平均水面面积为439.29～462.74 hm2,水面高度在40～52 m之间,最大流速为1.49～2.24 m/s。河道内侵蚀区域面积为52.18～77.94 hm2,沉积区域为61.70～101.39 hm2。4种洪水脉冲流量下,河道内年平均水面面积为637.58～769.25 hm2,水面高度在42～55 m之间,最大流速在3.92～5.85 m/s之间。(2)根据不同河段的形态特征,河道内侵蚀/沉积区域范围和5年一遇洪水淹没范围,提出不同河段修复策略,并确定河道内弹性空间范围。【结论】在生态补水工作的促进下,研究河段以及整个永定河北京段断流河段的修复应以自然修复为主,人工修复为辅。在生态修复过程中需要预留充足的河流空间,允许河道形态变化,发挥河道自我修复能力。通过长期的、不间断的人工监测和策略调整,逐渐恢复断流区河流生态系统功能及自然河流景观。

蒸散发过程是水文循环的重要环节,也是全球能量交换的重要组成部分,决定了土壤-植被-大气系统中水、热传输过程,对其进行定量估算是评价陆地生态系统生产力、水源涵养能力、区域耗水及土壤水分运移的基础,是全球气候变化研究的重要内容。本文根据蒸散发测定思路和方法的不同,将蒸散发测定按照实测法和模型法两类方法进行总结,系统回顾了实测法和模型法的不同算法,评述不同方法的原理和优劣,并总结和分析了目前蒸散发测定工作中应重点研究的内容,指出未来蒸散发估算的发展方向,以期为相关研究的开展提供参考。

快速城镇化改变了城市土地利用结构,致使城市区域的蒸散发发生变化。城市区域除了常见下垫面的蒸发,建筑内部的蒸发耗水也不可忽略。根据下垫面的不同功能,城镇建设用地可分为道路、绿地、水面和建筑4种类型,该文以北京市城六区为例,在2000、2015和2018年的城镇化水平下,综合自然蒸散发和建筑内部蒸发耗水,研究了城镇化和非首都功能疏解进程对城市区域蒸散发的影响,结果表明:城镇化进程对城镇建设用地的蒸散发具有显著增强作用,其中人口密度是影响其蒸散发的关键因素;非首都功能疏解降低了城市社会用水的聚集程度,同时也降低了城市区域蒸散发。根据各类下垫面对区域蒸散发的贡献率可知,建筑体和绿地蒸散发占据主体地位。

本文利用MODIS数据,采用SEBS模型的计算方法,结合气象站的实际观测资料,得到海河流域2010年春季、夏季、秋季和冬季的地表反照率、归一化植被指数、瞬时潜热通量和日蒸散量的反演分布图;同时利用传统的Penman-Monteith公式,计算了海河流域近50年的年际和季节的日平均参考作物腾发量(ET0),对其进行了时空分析。时间上,海河流域近50年ET0变化不大,整体呈现下降趋势,四季中,夏季ET0最高,其次是春季、秋季和冬季。空间上,海河流域年际ET0变化显著,整体呈现由东南向西北方向递减趋势;春、夏、秋、冬四个季节整体都呈现出由东南向西北递减趋势。并对遥感反演的精度进行验证,误差大约在10...

客观评价与分析河流生态系统服务价值对于水环境和生态系统的保护、修复和管理都具有重要意义。本文提出适用于北京市永定河生态系统服务价值的评价指标,采用相关方法从供给、调节、文化和支持4方面对2007至2012年的北京市永定河生态系统服务做出货币化价值评估。在此基础上,运用因子分析法从15个指标中筛选出影响生态系统服务的4个主成分,并通过复合权重法对4个主成分的得分赋权重,综合评价出2007—2012年北京市永定河的生态系统服务情况。结果表明:传统的货币化价值评估方法中,永定河的生态系统服务价值在不断提高,这与永定河实施的修复工程有关;而在生态系统服务得分上,2007—2012年整体呈上升趋势,但存...

论文基于北京站1951—2009年的气象资料,采用Penman-Monteith公式估算潜在蒸散发,并对其年际年内的变化特征进行辨析。结果表明:北京1951—2009年年均潜在蒸散发量呈显著上升趋势;气象要素的敏感性从强到弱依次为:空气相对湿度、温度、太阳辐射和风速;论文提出实测变幅均值法,基于此方法考虑气象要素年内变化特征,估算温度、饱和差、风速和太阳辐射的贡献率分别为13%、58%、17%和11%;对气象因子的年际变化趋势进行分析,平均气温在0.05显著水平下增加趋势显著,太阳辐射和空气相对湿度在0.05显著水平下减少趋势显著,风速变化趋势没有通过显著性检验;综合考虑年际变化和敏感性的去趋...

基于考虑了水资源开采利用方案和农作物生长的新型陆面模式CLM_CERES,利用CMIP5多模式集合数据集驱动该模式,使用基于全球通量观测网络(FLUXNET)的地表蒸散发估算数据("MTE"数据)对模拟结果进行验证,系统分析了中国典型山地(太行山地、横断山地、黔桂喀斯特山地)基准期(1951-2005年)和预估期(2006-2060年)蒸散量时空变化。结果显示:三个区域CLM_CERES模拟蒸散量与MTE数据在月尺度上均具有较好的相关性,相关性均在0.76~0.88之间。1951-2060年太行山地和横断山地总蒸散量呈显著增加趋势,增幅分别为0.9806和0.7569mm/a(P<0.001),以植被蒸散为主,黔桂喀斯特山地总蒸散量无显著增加趋势,以土壤蒸发为主;三个区域蒸散量的季节变化均呈现单峰曲线,峰值位于5-9月。太行山地和横断山地蒸散量的空间分布主要受气候和地形影响,黔桂喀斯特山地受其特殊的地表、地下水二元结构影响,对蒸散量的响应机制相对复杂。

蒸散发(Evapotranspiration,ET)包括植被蒸腾与土壤蒸发,是地表能量平衡与水量平衡的重要组成部分,也是陆面过程研究的关键参数。卫星遥感技术的兴起,使获取大尺度非均匀下垫面的地表特征参数成为可能,一系列旨在精确估算地表实际蒸散量的遥感模型由此应运而生,以满足局地、区域乃至全球尺度蒸散发估算的需求。通过分析净辐射通量和地表与近地面大气层湍流热通量交换的方式,将遥感蒸散发模型分为单层模型和双层模型,总结其模型原理,讨论典型模型的优缺点及适用条件,分析蒸散发反演存在的遥感模型精度的图像范围依赖性和分辨率依赖性、时间尺度扩展及不确定性、模型验证以及地表辐射温度和阻抗5个问题。指出今后应...

[目的]蒸散发是影响陆地和大气系统能量交换过程的关键因素，也是评价陆地生态系统的重要指标。文章运用MODIS MOD16A2和MOD13A1产品数据，并结合中国气象数据共享网的气象数据，估算了2008—2017年呼伦贝尔植被的蒸散发量，并在年度和季节两个时间尺度开展了植被蒸散发时空变化分析。[方法]运用变异系数和Mann-Kendall检验法，研究2008—2017年呼伦贝尔地区年际和季节蒸散发时空变化趋势。使用Pearson相关分析法，对呼伦贝尔地区季节尺度的蒸散发与NDVI、各气象要素进行相关分析。[结果] 2008—2017年呼伦贝尔地区蒸散发呈上升趋势，蒸散发值较大的月份为3月、8月和11月，蒸散发主要集中在5—10月份。变异系数的空间分布较均匀，平均变异系数为0.38，变异系数变化幅度较大的区域主要集中在呼伦贝尔北部，CV值均在1～2.65。CV变化幅度较小的区域主要分布在呼伦贝尔中部和南部，CV值在0.41～0.84。从年际变化趋势来看，2013年为一个蒸散发突变年；根据呼伦贝尔月份变异系数的计算，从1—12月变异系数幅度变化较大，说明呼伦贝尔ET变异剧烈。呼伦贝尔月份平均CV值是1，草原区的CV平均值是0.96，森林区的CV平均值是1.04，农区的CV平均值0.97。植被蒸散发与气象要素关系分析表明：蒸散发与气温、水汽压、NDVI、降水、日照时数呈显著正相关关系。[结论] 2008—2017年呼伦贝尔地区蒸散发总体呈上升趋势，从整个季节变化来看，蒸散发起伏变化趋势明显，波动变化较大。从空间分布上来看，总体表现为呼伦贝尔南部的蒸散发大于北部。蒸散发主要集中在4—10月份，多年的低值出现在5月。不同区划类型平均蒸散发量由大到小依次为草原区＞农区＞森林区，全区的蒸散发变化趋势与农区变化趋势较为一致。正相关性强度依次为气温＞水汽压＞NDVI＞降水＞日照时数＞风速＞相对湿度。

基于蒸散发观测数据,通过优化Si B2模型参数研究巨菌草的蒸散发过程及影响因素.研究表明:(1)巨菌草蒸散发在0.5～7.0 mm·d~(-1)区间波动,平均蒸散量为4 mm·d~(-1),总蒸散量为257.55 mm,蒸腾占蒸散发的比例为0.78;(2)灌溉和深层土壤水分是蒸散发季节动态的关键因素;(3)敏感性分析表明,巨菌草高度、叶面积指数和根系深度等形态学参数和气孔导度—光合作用截距、气孔导度—光合作用斜率、量子效率、光合作用高温抑制函数的1/2点等生理学参数对蒸散发影响比较显著;(4)单纯灌溉量增加对蒸散发的影响较小,巨菌草形态学和生理学特征响应灌溉量增加的变化是蒸散发增加的主要机制.

基于考虑了水资源开采利用方案和农作物生长的新型陆面模式CLM_CERES,利用CMIP5多模式集合数据集驱动该模式,使用基于全球通量观测网络(FLUXNET)的地表蒸散发估算数据("MTE"数据)对模拟结果进行验证,系统分析了中国典型山地(太行山地、横断山地、黔桂喀斯特山地)基准期(1951-2005年)和预估期(2006-2060年)蒸散量时空变化。结果显示:三个区域CLM_CERES模拟蒸散量与MTE数据在月尺度上均具有较好的相关性,相关性均在0.760.88之间。1951-2060年太行山地和横断山

【目的】永定河作为北京西北部水源涵养区河流主脉，经过近年来一系列修复措施后，河流生态状况恢复显著。但由于对河流生态本底模糊不清，导致河流目前仍存在河道断流、水质不达标等问题，影响了其生态服务功能的发挥。为摸清其生态本底状况和生态服务功能，本研究开展了永定河北京门头沟河段本底调查，并对河流水生态质量进行了评价。【方法】基于分区分类分级的原则，采用层次分析法构建了涵盖水文、生境、水体、水生物和社会服务5方面14项指标的水生态质量评价体系。针对山峡段和平原段指标间重要程度的差异，采用主客观相结合的方法分别赋予了两套权重值，来对河流水生态质量进行评价。【结果】本底调查结果表明：永定河门头沟段存在个别地区水质指标超标、底泥营养物质含量普遍较高的情况。其中下游雁翅-三家店段、三家店-卢沟桥段在一年内断流时间较长，分别达到324和309 d；上清水-斋堂段处于全年无水的状态。评价结果表明：各有水河段均处于“较健康”状况，河流整体生态状况较好。【结论】山峡段基本满足生态涵养功能区的要求，平原段在维持其基本生态功能基础上具有一定的社会服务功能。整体来看，河流水生态质量具有明显的空间分布变异特征，由上游至下游逐渐变差。

【目的】随着流域城镇化进程加快，自然资源的开发及城镇用地扩张，导致流域生态环境逐步恶化，生态系统服务功能也随之减弱。构建生态网络对于改善和修复流域生态系统结构与功能，进一步实现流域生态的可持续发展具有重要意义。【方法】以永定河流域北京段为例，对流域水源涵养、土壤保持、生境质量3种生态系统服务进行定量评估，利用Getis-Ord GI~*热点分析法识别生态源地，运用最小累积阻力模型提取生态廊道及生态节点，最终构建生态网络。并使用网络闭合度（α指数）、线点率（β指数）和网络连接度（γ指数）评价其生态网络完善程度，进一步探讨绿色生态发展目标下的生态网络优化策略。【结果】研究表明：永定河流域内共识别出16个生态源地，23条生态廊道，19个生态节点。其中：生态源及生态节点分布在研究区北部及中部，主要由林地、耕地组成；生态廊道总长度为52.03 km，成网状沿农田、林地及河流分布。基于对生态网络分析评价，设置生态源及生态廊道的生态缓冲区，并识别生态节点盲区，对生态网络空间结构进行优化。【结论】本文通过对永定河流域北京段生态网络的构建与优化，明确了流域内生态保护与修复的重点区域，以期为流域未来的生态建设及修复规划提供空间指引。

为准确估算东北地区春玉米不同生育阶段内的蒸散发量,本研究基于锦州农田生态系统野外观测站2007—2008年涡度相关系统的春玉米蒸散发数据,利用相关系数、平均偏差和均方根误差等量化指标,结合线性加权和法,综合评价了6种日尺度蒸散发模型(组合法:FAO 56-Penman-Monteith;温度法:Hargreaves-Samani、Blaney-Criddle;辐射法:Makkink、Jensen-Haise、Priestley-Taylor)在春玉米不同生育阶段的适用性。结果表明:1)春玉米不同生育阶段内