第 卷 第 期 年 月 南 水 北 调 与 水 利 科 技 刘 啸 张 一 驰 杜 朝 阳 于 静 洁 中 国 科 学 院 地 理 科 学 与 资 源 研 究 所 陆 地 水 循 环 及 地 表 过 程 重 点 实 验 室 北 京 中 国 科 学 院 大 学 北 京 根 据 年 遥 感 反 演 得 到 的 黑 河 流 域 量 以 及 土 地 利 用 数 据 进 行 土 地 利 用 重 运 用 最 邻 近 法 对 蒸 散 数 据 进 行 了 重 采 样 统 计 了 额 济 纳 三 角 洲 各 土 地 利 用 类 型 各 月 以 及 年 量 并 分 析 了 其 时 空 分 异 特 征 结 果 表 明 额 济 纳 三 角 洲 遥 感 分 析 面 积 为 依 据 水 分 耗 散 和 补 给 特 征 土 地 利 用 类 型 可 分 为 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 和 林 草 绿 洲 等 五 类 年 量 大 小 排 序 为 水 域 农 田 林 草 绿 洲 建 设 用 地 裸 地 年 蒸 散 水 量 为 亿 裸 地 林 草 绿 洲 水 域 依 次 占 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 和 林 草 绿 洲 的 月 最 大 量 分 别 出 现 在 月 月 月 月 月 最 小 分 别 出 现 在 月 月 月 月 月 极 值 比 的 最 大 最 小 值 分 别 为 农 田 水 域 月 月 各 地 类 量 之 和 占 全 年 的 比 例 在 水 域 农 田 月 次 年 月 量 之 和 占 全 年 的 比 例 在 农 田 水 域 同 一 土 地 利 用 类 型 的 量 空 间 变 异 性 也 很 显 著 各 土 地 利 用 类 型 所 属 像 元 年 量 极 值 比 标 准 差 变 异 系 数 的 最 大 值 分 别 为 水 域 像 元 水 域 年 量 空 间 分 异 性 最 大 额 济 纳 三 角 洲 土 地 利 用 现 状 水 分 耗 散 和 补 给 特 征 时 空 分 异 特 征 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 刘 啸 男 陕 西 汉 中 人 博 士 研 究 生 主 要 从 事 方 面 的 研 究 于 静 洁 女 吉 林 四 平 人 研 究 员 博 士 生 导 师 主 要 从 事 流 域 水 循 环 研 究
第 卷 总 第 期 南 水 北 调 与 水 利 科 技 年 月 降 水 径 流 是 自 然 界 水 文 循 环 的 三 大 主 要 过 程 其 中 是 水 圈 大 气 圈 和 生 物 圈 水 分 和 能 量 交 换 的 重 要 过 程 它 是 干 旱 区 内 陆 水 循 环 过 程 中 水 分 耗 散 的 最 终 途 径 干 旱 区 的 时 空 变 异 性 影 响 区 域 水 量 平 衡 进 而 影 响 区 域 水 资 源 的 时 空 分 布 特 征 干 旱 区 水 域 林 草 绿 洲 区 的 生 态 价 值 十 分 重 要 在 内 陆 地 区 荒 漠 化 加 剧 的 背 景 下 研 究 干 旱 区 水 域 林 草 绿 洲 区 等 的 蒸 散 耗 水 量 及 其 时 空 分 异 特 征 对 于 理 解 干 旱 区 水 循 环 规 律 开 展 生 态 修 复 以 及 高 效 合 理 利 用 水 资 源 具 有 重 要 意 义 额 济 纳 三 角 洲 位 于 我 国 西 北 腹 地 的 河 西 走 廊 内 蒙 古 自 治 区 境 内 处 在 黑 河 流 域 下 游 三 角 洲 南 接 甘 肃 省 鼎 新 盆 地 西 与 马 鬃 山 剥 蚀 山 地 东 麓 相 邻 东 接 巴 丹 吉 林 沙 漠 北 延 伸 至 中 蒙 边 界 属 于 典 型 的 温 带 大 陆 性 干 旱 气 候 区 降 水 量 少 蒸 发 能 力 强 额 济 纳 三 角 洲 多 年 平 均 降 水 量 年 蒸 发 能 力 ª 蒸 发 皿 观 测 值 属 于 极 端 干 旱 区 结 冰 期 为 月 至 次 年 月 目 前 量 的 估 算 方 法 主 要 包 括 区 域 水 量 均 衡 法 面 积 定 额 法 潜 水 蒸 发 法 改 进 后 彭 曼 公 式 法 基 于 遥 感 与 技 术 的 区 域 蒸 散 计 算 方 法 等 郭 晓 寅 进 行 了 黑 河 流 域 的 研 究 赵 捷 等 占 车 生 等 讨 论 了 流 域 蒸 散 发 量 时 空 变 化 的 特 征 刘 文 娟 韩 惠 吴 海 涛 进 行 了 流 域 土 地 利 用 类 型 与 量 关 系 的 研 究 周 茅 先 等 侯 兰 功 马 宁 进 行 了 额 济 纳 绿 洲 的 相 关 研 究 杨 永 民 等 运 用 模 型 和 数 据 产 品 估 算 了 黑 河 流 域 的 结 果 表 明 遥 感 反 演 估 算 黑 河 流 域 蒸 散 精 度 较 好 基 于 前 人 在 计 算 流 域 时 空 变 异 性 以 及 流 域 土 地 利 用 类 型 与 关 系 等 方 面 的 研 究 本 文 选 择 黑 河 下 游 流 域 额 济 纳 三 角 洲 作 为 研 究 区 依 据 遥 感 图 像 反 演 得 到 的 年 黑 河 流 域 日 蒸 散 数 据 并 从 水 气 耗 散 和 补 给 特 征 出 发 进 行 土 地 利 用 重 得 到 三 角 洲 各 土 地 利 用 类 型 对 应 的 各 月 全 年 蒸 散 值 并 研 究 额 济 纳 三 角 洲 各 土 地 利 用 类 型 的 量 及 其 时 空 分 异 特 征 为 合 理 分 配 三 角 洲 有 限 的 水 资 源 提 供 参 考 依 据 研 究 方 法 本 次 研 究 使 用 由 遥 感 图 像 根 据 地 表 能 量 平 衡 方 程 反 演 得 到 的 黑 河 流 域 年 量 以 水 分 耗 散 和 补 给 特 征 为 依 据 进 行 额 济 纳 三 角 洲 土 地 利 用 类 型 的 提 取 和 重 运 用 最 邻 近 插 值 法 对 蒸 散 数 据 进 行 重 采 样 获 取 各 土 地 利 用 类 型 对 应 的 年 日 蒸 散 数 据 进 而 累 加 得 到 各 月 以 及 全 年 的 量 分 析 其 逐 月 差 异 以 及 相 应 的 统 计 特 征 值 平 均 值 标 准 差 变 异 系 数 得 到 其 时 间 分 布 和 变 化 特 征 研 究 同 时 段 不 同 土 地 利 用 类 型 的 量 及 同 一 土 地 利 用 类 型 的 蒸 散 发 量 差 异 得 到 三 角 洲 量 的 空 间 分 布 和 变 化 特 征 数 据 源 本 研 究 的 数 据 源 主 要 有 年 黑 河 流 域 土 地 利 用 数 据 由 遥 感 图 像 反 演 得 到 的 流 域 蒸 散 数 据 分 辨 率 引 自 黑 河 计 划 数 据 管 理 中 心 提 供 的 黑 河 流 域 地 表 蒸 散 发 数 据 集 额 济 纳 三 角 洲 边 界 范 围 土 地 利 用 重 根 据 原 始 黑 河 流 域 土 地 利 用 数 据 和 额 济 纳 三 角 洲 边 界 在 软 件 上 完 成 了 三 角 洲 土 地 利 用 数 据 的 切 割 提 取 主 要 土 地 利 用 类 型 有 如 下 类 草 本 湿 地 湖 泊 草 原 稀 疏 林 地 稀 疏 灌 木 稀 疏 草 地 落 叶 阔 叶 林 落 叶 灌 木 林 旱 地 居 住 地 裸 岩 裸 土 沙 地 盐 碱 地 基 于 水 分 耗 散 和 补 给 特 征 对 上 述 土 地 利 用 类 型 进 行 重 得 到 如 下 类 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 林 草 绿 洲 见 表 图 一 级 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 林 草 绿 洲 二 级 草 本 湿 地 湖 泊 面 积 比 例 旱 地 裸 岩 裸 土 沙 地 盐 碱 地 水 分 耗 散 和 补 给 特 征 水 面 蒸 发 及 无 水 季 蒸 散 发 降 水 河 水 补 给 农 田 生 长 季 非 生 长 季 土 壤 蒸 发 降 水 补 给 地 表 河 水 及 地 下 水 灌 溉 补 给 地 表 蒸 发 降 水 地 下 水 补 给 居 住 地 地 表 蒸 发 降 水 补 给 草 原 稀 疏 林 地 稀 疏 灌 木 稀 疏 草 地 落 叶 阔 叶 林 落 叶 灌 木 林 林 草 降 水 河 水 地 下 水 补 给 不 考 虑 灌 溉 补 给 注 一 级 为 土 地 利 用 重 二 级 为 原 始 土 地 利 用 类 型 额 济 纳 三 角 洲 遥 感 分 析 面 积 为 其 中 裸 地 面 积 占 总 面 积 的 包 括 裸 土 沙 地 裸 岩 等 主 要 为 地 表 蒸 发 耗 水 补 给 源 为 降 水 地 下 水 林 草 绿 洲 面 积 占 总 面 积 的 是 三 角 洲 绿 洲 的 核 心 主 要 包 括 稀 疏 草 地 落 叶 灌 木 林 草 原 等 呈 现 两 线 一 片 的 分 布 形 态 即 沿 东 河 西 河 以 及 位 于 额 济 纳 冲 积 平 原 分 布 主 要 为 林 草 耗 水 补 给 源 为 降 水 地 表 水 地 下 水 水 域 面 积 占 总 面 积 的 主 要 是 三 角 洲 出 口 东 北 角 的 东 居 延 海 在 林 草 绿 洲 片 区 中 也 零 星 散 布 一 些 水 体 草 本 湿 地 主 要 为 水 面 蒸 发 耗 水 补 给 源 为 降 水 地 表 河 水 农 田 面 积 占 总 面 积 的 主 要 为 灌 溉 旱 地 分 布 在 西 河 下 游 沿 岸 和 林 草 绿 洲 片 区 内 的 额 济 纳 旗 周 围
刘 啸 等 额 济 纳 三 角 洲 土 地 利 用 现 状 及 其 量 时 空 分 异 特 征 占 这 与 植 物 夏 天 蒸 腾 作 用 非 常 旺 盛 直 接 相 关 月 次 年 月 冬 季 封 冻 期 的 量 相 对 较 小 占 全 年 总 蒸 散 发 量 的 比 例 在 这 与 封 冻 期 温 度 低 植 物 生 长 活 动 弱 蒸 散 作 用 较 弱 有 关 此 时 段 内 水 域 的 量 最 大 占 全 年 总 量 的 农 田 的 量 最 少 占 全 年 总 量 的 此 外 裸 地 与 建 设 用 地 各 月 量 相 差 很 小 季 节 变 化 规 律 也 基 本 一 致 土 地 利 用 类 型 年 蒸 散 发 量 月 最 大 值 月 份 月 最 小 值 月 份 极 值 比 标 准 差 变 异 系 数 水 域 主 要 为 作 物 生 长 季 非 生 长 季 土 壤 蒸 发 耗 水 补 给 源 为 降 水 地 表 河 水 和 地 下 水 灌 溉 建 设 用 地 面 积 占 总 面 积 的 主 要 是 以 额 济 纳 旗 政 府 为 中 心 的 居 住 用 地 道 路 交 通 用 地 等 主 要 为 地 表 水 蒸 发 耗 水 补 给 源 为 降 水 不 同 土 地 类 型 量 的 时 间 变 异 性 年 额 济 纳 三 角 洲 各 土 地 利 用 类 型 的 逐 月 量 见 图 表 农 田 裸 地 建 设 用 地 林 草 绿 洲 此 外 分 析 各 土 地 利 用 类 型 的 逐 月 全 年 量 可 以 发 现 除 农 田 外 水 域 裸 地 建 设 用 地 和 林 草 绿 洲 全 年 月 最 大 量 都 出 现 在 月 除 水 域 外 农 田 裸 地 建 设 用 地 和 林 草 绿 洲 全 年 月 最 小 量 都 出 现 在 月 各 土 地 类 型 全 年 月 最 大 值 与 最 小 值 的 比 极 值 比 最 大 的 是 农 田 林 草 绿 洲 次 之 最 小 的 是 水 域 各 土 地 利 用 类 型 月 量 年 内 的 变 异 性 很 大 全 年 各 月 蒸 散 发 量 的 标 准 差 最 大 的 是 水 域 最 小 的 是 裸 地 变 异 系 数 最 大 的 是 农 田 最 小 的 是 水 域 综 合 比 较 各 统 计 特 征 值 发 现 水 域 和 农 田 的 量 年 内 变 异 性 较 大 裸 地 的 年 内 变 异 性 较 小 土 地 利 用 类 型 的 量 空 间 变 异 性 不 同 土 地 利 用 类 型 的 量 空 间 变 异 性 依 据 土 地 利 用 的 一 级 及 其 量 绘 制 了 图 所 示 的 各 地 类 全 年 量 空 间 分 布 图 和 蒸 散 耗 水 量 分 配 图 土 地 利 用 类 型 年 蒸 散 发 量 日 平 均 量 月 月 月 次 年 月 量 占 全 年 量 占 全 年 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 林 草 绿 洲 由 表 可 知 年 三 角 洲 各 土 地 利 用 类 型 月 最 大 蒸 散 发 量 出 现 在 月 水 域 水 域 的 各 月 量 明 显 高 于 其 他 土 地 利 用 类 型 的 月 量 月 月 夏 季 绿 色 植 物 生 长 旺 盛 期 各 地 类 的 量 较 大 占 全 年 蒸 散 发 量 的 比 例 在 农 田 此 时 段 内 的 量 总 量 最 大 占 全 年 总 量 的 林 草 绿 洲 此 时 段 的 量 年 额 济 纳 三 角 洲 蒸 散 耗 水 总 量 为 亿 大 部 分 区 域 年 平 均 量 为 属 于 裸 地 面 积 约 为
第 卷 总 第 期 南 水 北 调 与 水 利 科 技 年 月 年 蒸 散 耗 水 量 亿 占 总 量 的 为 三 角 洲 内 蒸 散 耗 水 量 最 大 的 土 地 利 用 类 型 下 游 出 口 处 的 东 居 延 海 湖 面 年 量 最 大 达 到 了 水 域 的 面 积 约 为 年 蒸 散 耗 水 量 为 亿 占 总 量 的 东 河 西 河 河 岸 带 量 依 次 为 属 于 林 草 绿 洲 和 农 田 面 积 分 别 为 蒸 散 耗 水 量 依 次 为 亿 的 亿 占 总 量 同 一 土 地 利 用 类 型 的 量 空 间 变 异 性 根 据 最 邻 近 插 值 法 重 采 样 得 到 的 额 济 纳 三 角 洲 研 究 区 范 围 内 的 像 元 数 共 个 分 析 各 土 地 利 用 类 型 像 元 的 年 量 统 计 学 特 征 值 见 表 一 级 像 元 数 像 元 年 量 最 大 值 最 小 值 极 值 比 标 准 差 变 异 系 数 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 林 草 绿 洲 年 研 究 区 各 土 地 利 用 类 型 所 属 像 元 的 年 量 变 异 性 很 大 像 元 的 年 量 最 大 最 小 分 别 出 现 在 水 域 裸 地 所 属 像 元 中 极 值 比 为 各 像 元 极 值 比 最 大 为 水 域 最 小 为 建 设 用 地 标 准 差 最 大 最 小 值 分 别 为 水 域 建 设 用 地 变 异 系 数 最 大 最 小 值 分 别 为 水 域 建 设 用 地 水 域 所 属 各 像 元 的 年 量 的 统 计 特 征 值 都 较 大 反 映 了 水 域 年 量 的 空 间 变 异 性 较 大 相 应 的 建 设 用 地 各 统 计 特 征 值 都 较 小 反 应 了 其 年 量 的 空 间 变 异 性 较 小 额 济 纳 三 角 洲 研 究 区 面 积 从 水 分 耗 散 和 补 给 特 征 角 度 将 现 状 土 地 类 型 划 分 为 水 域 农 田 裸 地 建 设 用 地 林 草 绿 洲 五 类 其 中 裸 地 为 研 究 区 内 最 主 要 的 景 观 类 型 分 布 面 积 最 大 占 总 面 积 的 具 有 生 态 功 能 的 林 草 绿 洲 和 水 域 的 分 布 面 积 则 很 小 占 总 面 积 的 研 究 区 脆 弱 的 生 态 环 境 与 植 被 分 布 稀 疏 裸 地 分 布 广 阔 有 密 切 关 系 各 土 地 利 用 类 型 的 蒸 散 量 空 间 分 异 性 显 著 水 域 的 年 蒸 散 量 最 大 裸 地 的 最 小 年 研 究 区 蒸 散 耗 水 量 为 亿 裸 地 的 年 蒸 散 耗 水 量 最 大 亿 占 建 设 用 地 的 最 小 亿 占 同 一 土 地 利 用 类 型 的 空 间 分 布 不 同 决 定 了 温 度 光 照 等 气 候 因 素 及 蒸 散 水 量 来 源 不 同 进 而 决 定 了 蒸 散 量 的 差 异 裸 地 虽 蒸 散 量 较 小 但 由 于 分 布 面 积 大 刚 性 水 量 消 耗 不 容 忽 视 遏 制 荒 漠 化 进 程 可 以 有 效 控 制 无 效 耗 水 量 的 增 大 农 田 虽 蒸 散 耗 水 总 量 不 大 但 量 较 大 仅 次 于 水 域 必 须 严 格 控 制 其 分 布 面 积 水 域 的 蒸 散 量 最 大 为 了 减 少 水 分 耗 散 量 必 须 维 持 合 理 的 水 域 面 积 各 土 地 利 用 类 型 蒸 散 量 的 时 间 差 异 性 明 显 月 蒸 发 量 最 大 最 小 值 分 别 出 现 在 月 水 域 月 裸 地 同 一 土 地 利 用 类 型 的 月 量 年 内 变 化 也 很 明 显 农 田 的 年 内 蒸 散 量 变 化 最 大 极 值 比 水 域 的 年 内 蒸 散 量 变 化 最 小 极 值 比 各 土 地 利 用 类 型 的 蒸 散 量 在 植 物 生 长 期 月 月 所 占 全 年 比 例 很 大 超 过 在 封 冻 期 月 月 占 比 例 很 小 不 足 林 草 绿 洲 和 农 田 的 量 呈 现 很 强 的 季 节 性 夏 季 较 多 冬 季 较 少 裸 地 和 建 设 用 地 全 年 持 续 向 大 气 输 送 水 分 蒸 散 量 四 季 变 化 不 大 这 与 建 设 用 地 面 积 权 重 小 硬 化 不 透 水 与 非 硬 化 不 透 水 地 面 共 存 有 关 水 域 的 水 分 消 耗 途 径 主 要 为 水 面 蒸 发 集 中 在 非 冻 期 月 月 本 论 文 主 要 研 究 了 额 济 纳 三 角 洲 各 土 地 利 用 现 状 及 其 量 时 空 分 异 特 征 林 草 绿 洲 和 水 域 是 三 角 洲 生 态 修 复 和 保 护 的 重 点 掌 握 其 蒸 散 耗 水 量 的 时 空 分 异 性 有 利 于 进 行 水 资 源 的 按 时 按 需 分 配 可 以 为 三 角 洲 生 态 修 复 计 划 的 制 定 和 实 施 提 供 参 考 依 据 张 守 平 蒲 强 李 丽 琴 等 基 于 可 控 的 狭 义 水 资 源 配 置 水 资 源 保 护 马 宏 伟 王 乃 昂 朱 金 峰 等 石 羊 河 流 域 主 要 生 态 类 型 现 状 耗 水 分 析 水 电 能 源 科 学 甄 婷 婷 徐 宗 学 程 磊 等 蓝 水 绿 水 资 源 量 估 算 方 法 及 时 空 分 布 规 律 研 究 以 卢 氏 流 域 为 例 资 源 科 学 王 国 华 赵 文 智 遥 感 技 术 估 算 干 旱 区 研 究 进 展 地 球 科 学 进 展 吴 洪 涛 武 春 友 郝 芳 华 等 绿 水 的 多 角 度 评 估 及 其 在 碧 流 河 上 游 地 区 的 应 用 资 源 科 学
刘 啸 等 额 济 纳 三 角 洲 土 地 利 用 现 状 及 其 量 时 空 分 异 特 征 李 宝 富 陈 亚 宁 李 卫 红 等 基 于 遥 感 和 模 型 的 塔 里 木 河 干 流 区 估 算 郭 晓 寅 黑 河 流 域 分 布 的 遥 感 研 究 自 然 科 学 进 展 赵 捷 徐 宗 学 左 德 鹏 黑 河 流 域 潜 在 量 时 空 变 化 特 征 分 析 北 京 师 范 大 学 学 报 自 然 科 学 版 占 车 生 李 玲 王 会 肖 等 台 湾 地 区 的 遥 感 估 算 与 时 空 分 析 遥 感 技 术 与 应 用 刘 文 娟 应 用 遥 感 方 法 估 算 区 域 实 际 蒸 散 量 的 时 空 变 异 性 咸 阳 西 北 农 林 科 技 大 学 韩 惠 基 于 遥 感 技 术 的 祖 厉 河 流 域 土 地 利 用 土 地 覆 盖 变 化 与 研 究 兰 州 兰 州 大 学 吴 海 涛 海 河 流 域 下 垫 面 研 究 南 京 河 海 大 学 周 茅 先 肖 洪 浪 张 小 由 等 额 济 纳 绿 洲 柽 柳 群 落 蒸 散 特 征 的 初 步 分 析 中 国 沙 漠 侯 兰 功 肖 洪 浪 额 济 纳 绿 洲 草 地 蒸 散 系 数 研 究 水 土 保 持 研 究 马 宁 王 乃 昂 王 鹏 龙 等 黑 河 流 域 参 考 蒸 散 量 的 时 空 变 化 特 征 及 影 响 因 素 的 定 量 分 析 自 然 资 源 学 报 杨 永 民 冯 兆 东 周 剑 基 于 模 型 的 黑 河 流 域 兰 州 大 学 学 报 自 然 科 学 版