基于SEBAL模型的盘锦湿地日蒸散估算及其分布特征

为了验证SEBAL模型对湿地蒸散量估算的准确性,本研究基于Landsat 8卫星数据和SEBAL模型,以盘锦湿地生态系统野外观测站的涡动相关实测数据为检验,估算盘锦湿地2013-2015年典型晴天卫星过境时刻的瞬时蒸散量,并利用正弦函数法将遥感反演订正后的蒸散瞬时值转换为日尺度的蒸散值,分析芦苇和稻田湿地的日蒸散量分布特征.结果表明:SEBAL模型反演的盘锦湿地瞬时蒸散量比实测值偏高,平均相对误差为31.6％,但相关系数达0.79,为了提高反演精度,利用线性方程进行订正,订正后的遥感估算值与实测值平均相对误差为6.4％,提高了25.2％;芦苇湿地日蒸散量集中在3.4～4.0 mm/d之间,占总面积的64.7％～82.4％;稻田湿地日蒸散量集中在3.6～4.1mm/d之间,占总面积的67.4％ ～86.6％;稻田湿地日蒸散量普遍比芦苇湿地高0.1 ～0.2mm/d.应用订正后的SEBAL模型反演湿地蒸散量,可为湿地区域蒸散估算及湿地水资源管理提供依据.     

基于MODIS产品和SEBAL模型的三江平原日蒸散量估算

在SEBAL模型的基础上,集成MODIS产品和气象数据进行了三江平原的日蒸散量估算,然后以2005年6月22日的蒸散量估算结果为例,在ArcGIS空间分析模块的支持下对不同土地覆盖类型的日蒸散量进行统计分析。结果表明:遥感估算的蒸散量与利用涡度相关系统实测的蒸散量的相对误差较小且相关性较好,平均相对误差为11.2%;不同土地利用类型的日蒸散量间差别显著。水体和林地的蒸散量较大,平均蒸散量分别为8.2mm和6.5mm;湿地和水田次之,平均分别为5.2mm和4.8mm;旱田的蒸散量最低,平均仅为3.7mm,基本符合蒸散规律。     

基于SEBAL模型的疏勒河流域蒸散量时空动态

蒸散发(Evapotranspiration,ET)是重要的生态水文过程,尤其是在干旱和半干旱地区,对环境变化起着至关重要的作用。以疏勒河流域为例,利用DEM,MODIS和气象数据,基于能量平衡原理的SEBAL(Surface Energy Balance Algorithms for Land)模型,运用ArcGIS软件在栅格尺度上反演出该流域的地表蒸散量,并探究其时空变化特征。结果显示:(1)疏勒河流域2000—2015年8月基于栅格的地表多年平均日蒸散量变化范围为0～8.52mm,空间差异十分显著,从东南向西北呈现逐渐减少趋势,上游蒸散量大于中下游区域;(2)2000—2015年疏勒河流域大部分地区的8月份地表月蒸散量呈减小趋势;(3)疏勒河流域2000—2015年8月份地表月蒸散量时空变异显著,中、上游地区蒸散量较大且时间稳定性差;(4)2015年4个月份地表月蒸散量变化显著(7月>4月>10月>1月),但其空间分布格局相似。研究蒸散量的时空动态定量评价结果对于疏勒河流域的环境模拟、气候变化研究、灌溉和水资源管理,以及深入了解我国干旱半干旱气候区水循环机理具有重要意义。     

基于SEBAL模型的漓江流域蒸散量变化分析

基于1993年、1999年、2006年和2010年Landsat TM/ETM+影像,应用SEBAL模型估算了漓江流域四期不同时相的日蒸散量,并应用P-M公式对估算结果进行验证。通过对研究区蒸散量结果进行分析,得出以下结论:（1）日蒸散量分布受到季节及气候的影响,植被生长季的蒸散量明显高于其他季节;（2）漓江流域的蒸散分布具有明显的空间差异性,不同土地利用类型的蒸散均值相差较大,不同时期的蒸散量均表现出林地 > 水体 > 灌木/草地 > 耕地 > 建设用地的规律;（3）近20 a来漓江流域土地利用变化显著,除去气候及降水量等因素的影响,蒸散量受到土地利用变化的影响明显。随着漓江水源林地的减少与退化,日蒸散量呈现下降的趋势,进一步揭示了经济发展与人类活动对漓江流域生态环境及水热平衡的影响。     

基于SEBAL模型的农牧交错区蒸散演变及生态需水规律

[目的]对典型农牧交错区的蒸散格局、演变特征及其生态系统需水规律进行研究,为区域生态治理和水资源管理提供科学依据。[方法]以宁夏回族自治区盐池县为例,选择2000—2017年的4期Landsat遥感数据和气象资料等辅助数据,利用SEBAL模型反演该县不同时期秋季初的日蒸散,结合同期土地利用类型数据进行分析研究。[结果]①秋季初的日蒸散量由2000年的0.89 mm/d增加到了2017年的1.71 mm/d,增幅为92.1%,增强趋势显著。②日蒸散具有较强的空间异质性,总体呈南高北低的格局,尤以东南部的黄土丘陵区蒸散最高;近17 a蒸散的年增幅也表现出南高北低的特征,但不同时段的年增幅空间格局存在较大差异。③不同地类的蒸散存在差异,耕地、林地和草地的平均蒸散量分别为1.42,1.33,1.27 mm/d,但蒸散量年增幅最大的是草地。④近17 a盐池县生态需水总量和各地类的生态需水量都在增加,各地类生态需水量由高到低依次是草地、耕地和林地,但单位生态需水量最高的是耕地,最小的是草地;近17 a耕地和林地的生态需水量占总生态需水量的比例在下降,而草地生态需水量的比例则呈上升趋势。[结论]在盐池县大力实行生态治理工程的背景下,区域蒸散显著增强,植被生态系统的需水量明显增加,不同地类的蒸散和需水结构也发生变化。     

锡林河流域蒸散量遥感反演

以锡林河流域为研究区,利用遥感对合成的MODIS影像数据进行处理,结合同期气象资料估算出流域日蒸散量。结果表明,反演得到的日蒸散量分布与地表状况比较吻合,上游地区日蒸散量高于中下游地区,其中低湿地植被、草甸草原蒸散量较大,锡林河流经区域的地段形成的湿地植被日蒸散量较大,植被密集的地方如耕地蒸散值较大,明显高于植被稀疏的地区。日蒸散量分布曲线基本为正态分布,主值区间为2～7 mm/d,流域平均蒸散量为4.51 mm/d。运用FAO推荐式进行了验证,误差在允许范围之内,说明该遥感方法具有一定的适用性。     

秦淮河流域土地利用/覆被变化对蒸散量变化的贡献

为评估城市化造成的土地利用/覆被类型变化（Land use/cover change,LUCC）对流域尺度蒸散量变化的影响,选取长三角地区秦淮河流域为研究区,基于Landsat系列卫星数据和站点气象数据,构建决策树模型,提取2000年和2013年土地利用/覆被类型数据,同时借助SEBAL模型估算研究区四季典型日（春季：2014-05-26、夏季：2013-08-11、秋季：2013-10-14、冬季：2014-01-02）栅格尺度蒸散,探讨2000?2013年秦淮河流域主要土地利用/覆被类型间转化过程对流域尺度日蒸散量变化的贡献。结果表明：（1）相较于2000年,2013年秦淮河流域不透水面增加183.8%,而水稻田、旱地、林地和水域分别减少19.1%、10.7%、12.8%和9.5%。2000-2013年主要土地利用/覆被类型转化方向包括水稻田→不透水面、旱地→不透水面、水稻田→旱地和旱地→水稻田,转化面积分别为208、168、282和232km2;（2）仅考虑LUCC的影响,对比2000年,2013年研究区流域尺度日蒸散总量在四季典型日分别减少134万、109万、60万和5万m3。在春、夏、秋三季典型日,水稻田和旱地向不透水面转化过程造成的贡献率分别为-58.5%、-59.5%、-54.4%和-35.1%、-36.3%、-39.8%,负贡献会抵消旱地向水稻田转化过程造成的正贡献（分别为16.8%、16.3%、5.7%）,导致春、夏、秋三季典型日流域尺度日蒸散量下降;而在冬季典型日,水稻田向不透水面、旱地向不透水面和水稻田向旱地转化过程造成的负贡献（分别为-48.8%、-20.5%和-31.8%）会抵消旱地向水稻田转化过程造成的正贡献（26.1%）,导致冬季典型日流域尺度日蒸散量下降。总体而言,2000?2013年秦淮河流域城市化带来土地利用/覆被的显著变化,使蒸散较高的水稻田和旱地向蒸散较低的不透水面大面积转化,导致流域尺度日蒸散量在四季均呈下降趋势。     

用涡度相关法测定网室内香蕉树蒸散量

为了研究涡度相关法在网室内的适用性,于2005年6月在一个长、宽、高分别为352m、228m和6m的香蕉树种植网室内进行试验,测定的参数主要有网室内的潜热和感热、网室内的净辐射,土壤热通量和表层土壤热量.研究发现涡度相关法测定的能量和和小气候仪器测定的能量一致,说明涡度相关法可用来准确测定网室内作物的蒸散量.在试验期间(6月7日-20日),涡度相关法测定的网室内香蕉树的蒸散量在4.83～6.50 mm/d之间,考虑到当地每年4～10月之间气象要素变化较小,则该文测定的蒸散量可用来指导当地网室内香蕉树的灌溉.     

基于5种人工智能模型计算重庆地区参考作物蒸散量

为获得计算重庆地区参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的最优模型,选用支持向量机模型(SVM)、高斯指数模型(GEM)、随机森林模型(RF)、极限学习机模型(ELM)和广义回归神经网络模型(GRNN)5种人工智能模型,以丰都、奉节、沙坪坝、万州、酉阳共5个站点19...     

计算农田蒸散量的冠层温度法研究

目前,测算农田蒸散的方法有许多种,但都难以准确地求出大面积范围内的平均蒸散.红外测温技术由蒸散的估算提供了一种新的方法,本文在对几种冠层温度——蒸散模型评述的基础上,由实测资料用Brown-Rosenbefg模型计算了冬小麦郁闭地面后的农田蒸散并与波文比方法计算的蒸散做了比较.结果表明,该模型可以较好地用于计算作物郁闭地面后的农田蒸散.     

扎龙湿地生态系统服务功能及恢复的研究

扎龙湿地具有巨大的经济价值，其生态系统服务功能主要包括：调蓄洪水、净化水体、保护生物多样性、旅游服务、调节局地气候、补充地下水等。近50多年来，在人类活动和区域气候的相互作用下，扎龙湿地生态特征发生负面变化。具体表现如下：水资源严重不足；水环境恶劣、水体净化功能降低；生物多样性减少及生产能力的不可持续性；调蓄洪水能力降低等。为了阻止湿地的进一步退化，针对湿地的退化原因，提出了恢复湿地的具体措施。     

季节性冻融对扎龙湿地演化的影响

通过野外定位观测和室内分析,探讨了冻融季节扎龙湿地的物质迁移和转变规律.结果表明:季节性冻融对扎龙湿地的演化有有明显的影响.扎龙湿地在小尺度内常常表现为盐化沼泽土-碱化草甸土-浅位柱状碱土-白盖苏打碱土-风沙土的微域格局.不同土壤类型的温度特征和冻融过程都存在一定差异.芦苇沼泽的冻融时间长达9个多月,羊草草甸草原的冻融时间仅8个月左右,且芦苇沼泽的冻融深度比羊草草甸草原深24 cm.消融期间芦苇沼泽土的含水率变化不明显,而其它土壤类型的含水率都迅速减少.消融期间部分芦苇沼泽土表层的残积根层逐渐分解,使得表层的有机质增加幅度达55%,0-70 cm土层的总氮增加幅度达52.8%.     

基于RS和GIS扎龙湿地土地利用景观格局演变的研究

利用1995年、2000年和2004年三期遥感资料,在RS和GIS技术支持下,通过土地利用变化幅度、特定转移过程贡献率、土地利用程度综合指数、景观格局指数等研究土地利用的时空演变,揭示各类土地利用数量变化的幅度、空同格局变化和分布特征,探讨土地利用转移过程中的驱动机制与土地利用动态变化与自然生态过程的关系.研究结果表明:区域内各类土地利用在面积及空间位置都发生了不同程度的变化,总体的格局没有发生变化.呈现未利用地(沼泽地)主体的草地、耕地等相对为主体的交错湿地格局;滥牧、滥垦等不合理的人为活动,造成部分草地利用类型的转变和退化,草地区域生态环境恶化;整体景观多样性、均匀度先小幅度减少而后较大幅度增加,土地利用趋于多样化和均匀化,生态环境状况在逐步改善,但完整性较差;对土地的利用一般应按照一定的规划原则进行,做到土地的合理利用.实现土地资源的永续利用和区域可持续发展.     

扎龙湿地生态水文格局特征及水环境功能分析

应用生态水文学理论，描述了扎龙湿地景观的生态水文格局形成特征．揭示了水文情势和人为干扰对生态水文格局脆弱性的影响，指出湿地生态水文格局外在的整体性和内在的脆弱性是扎龙湿地景观的主要特征．并试举了湿地具有的环境效应．以说明多种因素影响下的湿地生态水文格局功能和脆弱性表现。     

人为扰动下扎龙湿地土壤环境对水质变化的影响

通过野外定位观测和室内分析,探讨了人为扰动对扎龙湿地土壤性质及对湿地水质退化的影响和湿地的演替规律。结果表明:湿地退化的现状是受多种因素影响综合作用下演替的结果。湿地以粉砂质为主的土壤质地特征决定了湿地生在受到干旱胁迫下水体很容易发生污染。近20年来整个湿地水体富营养化程度较为严重。汇入湿地的径流量持续减小导致湿地水环境质量明显下降。含磷和含氮物质的富集是导致湿地水体富营养化程度不断增加的主要原因。湿地水质指数呈现从核心区向外逐渐增加的变化趋势;除了极少部分区域的水质为贫营养化水平外,大部分缓冲区域的水质已经处于富营养化水平,位于湿地东部的缓冲区地带的水体大部分都已经处于重富营养化状态。鉴于扎龙湿地地表水富营养化污染的严重性,有必要把水体当中的含磷和含氮物质污染防治作为治理湿地水环境的重点加以考虑。