王永鋒, 靖娟利, 馬炳鑫

(1.桂林理工大學， 廣西 桂林 541004; 2.廣西空間信息與測繪重點實驗室， 廣西 桂林 541004)

蒸散發(fā)(Evapotranspiration，ET)是植被及地面向大氣輸送的水汽總通量，包括地表土壤水分的蒸發(fā)和植物體內(nèi)水分的蒸騰[1]，它決定著土壤—植被—大氣系統(tǒng)中能量和水分傳輸[2-3]。全球陸地大約60%的降水都會以蒸散的形式返回大氣中，在降水量較少的干旱地區(qū)甚至達到90%[4-5]，可見蒸散發(fā)在全球水分循環(huán)和能量平衡過程中起著關鍵作用[6]。在氣候變化背景下，滇黔桂巖溶區(qū)由于其特殊的地質(zhì)環(huán)境背景，加上人類活動的干擾，旱澇災害頻繁發(fā)生；這意味著該區(qū)水量平衡關系發(fā)生了變化，而蒸散發(fā)對水量平衡具有重要作用[7-8]。因此，準確掌握滇黔桂巖溶區(qū)蒸散發(fā)量，并探索其與氣候因子的關系，對區(qū)域水資源合理開發(fā)利用、旱澇監(jiān)測和預警等研究具有重要意義。

傳統(tǒng)基于觀測站的蒸發(fā)方法只能反映站點周圍的蒸散發(fā)情況，不足以反映區(qū)域蒸散發(fā)的實際情況[9]。遙感技術可以提供豐富的地表參數(shù)信息，具有快捷、經(jīng)濟、宏觀等特點，為準確估算區(qū)域尺度蒸散發(fā)提供了有效途徑[10]。2011年美國NASA團隊基于Penman-Monteith模型和MODIS數(shù)據(jù)，在ET的反演算法上取得重大成果，并發(fā)布了全球陸地蒸散數(shù)據(jù)產(chǎn)品MOD16，該數(shù)據(jù)集已通過全球通量塔數(shù)據(jù)驗證，模擬精度達到86%[11-12]，在全球得到廣泛應用[13-15]。

滇黔桂巖溶區(qū)屬于我國西南巖溶區(qū)核心地帶，自然環(huán)境復雜多變，生態(tài)環(huán)境脆弱。近年來，國內(nèi)學者相繼對該區(qū)地表蒸散發(fā)進行研究。以往研究表明，西南地區(qū)ET整體上表現(xiàn)出隨著緯度的降低而增加的特征，從西北高原地區(qū)向東南沿海區(qū)逐步增加，不同季節(jié)ET空間分布差異較為明顯[16]；基于Penman-Monteith-Leuning遙感模型的ET估算結果顯示，桂西北巖溶區(qū)季節(jié)ET變化顯著，年際ET空間分布不僅受降水的空間分布影響較大，還與人類活動和土地利用類型有關[17]；貴州省ET總體呈西低東高、南高北低態(tài)勢，ET年內(nèi)變化呈單峰型，ET季節(jié)變化空間差異非常顯著，ET年際變化呈弱增加趨勢，呈東、西部減少、中部增加趨勢，不同巖溶地貌類型ET具有差異性[18-19]；ET與同期氣溫和降水量呈正相關關系，與同期日照時數(shù)以正相關為主，降水量是貴州省ET年內(nèi)變化影響最大的氣候因子[20]。

目前，學者們對滇黔桂巖溶區(qū)ET的研究多集中在局部區(qū)域，以滇黔桂巖溶區(qū)為整體，同時考慮生態(tài)地理分區(qū)探討ET時空變化及其與氣候因子關系的研究尚不多見。因此，本文以MOD16 ET數(shù)據(jù)為基礎，結合同期氣象站點數(shù)據(jù)、生態(tài)地理分區(qū)數(shù)據(jù)、植被類型數(shù)據(jù)，探討滇黔桂巖溶區(qū)ET時空變化特征及氣候因子的驅(qū)動機制，并進一步分析不同生態(tài)地理區(qū)、不同植被類型ET變化的差異性。研究結果可為滇黔桂巖溶區(qū)水資源合理開發(fā)利用、旱澇災害成因認識、生態(tài)環(huán)境保護等方面提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

滇黔桂巖溶區(qū)地理位置為97.07°—112.45°E，20.72°—29.40°N，分布在我國云南、貴州、廣西3省(區(qū))，屬于西南巖溶區(qū)核心地帶(圖1)。地勢總體呈西高東低的分布格局，海拔在0～5 948 m波動。位于熱帶、亞熱帶季風氣候區(qū)，水熱資源充足，年均氣溫大約介于6～24℃，年均降水量介于430～2 015 mm，降水量和氣溫總體呈從西北向東南遞增的趨勢。研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖大面積出露，具有地上地下雙層水文地質(zhì)結構，土壤瘠薄、持水性差；植被具有石生、旱生、喜鈣等特點，以矮小灌木居多，一旦遭到破壞就可能出現(xiàn)石漠化，屬于全球變化的敏感地帶。根據(jù)溫度帶、干濕分區(qū)和生態(tài)地貌類型將研究區(qū)劃分為7個生態(tài)地理區(qū)：云南高原(Ⅰ)、川西藏東高山深谷(Ⅱ)、滇中南亞高山谷地(Ⅲ)、滇南中山谷地(Ⅳ)、貴州高原(Ⅴ)、南嶺山地(Ⅵ)和廣西低山平原(Ⅶ)，其空間分布見圖1。

圖1 研究區(qū)地理位置、生態(tài)地理分區(qū)及氣象站點空間分布

2 數(shù)據(jù)及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及預處理

本研究選用2000—2014年的MOD16A3和MOD16A2產(chǎn)品，時間分辨率分別為年和月，空間分辨率均為1 km，軌道號為h26v06，h27v06和h28v06，數(shù)據(jù)來源于美國蒙大拿大學(https:∥www.ntsg.umt.edu/)。利用MRT(MODIS Reprojection Tool)工具對原始HDF進行拼接，并將正弦曲線(Sinusoidal)投影轉(zhuǎn)為等積圓錐(Albers Equal Area Conic)投影，輸出為GeoTiff格式；然后在ArcGIS平臺中進行無效值去除、真值恢復，并根據(jù)研究區(qū)行政界進行裁剪，獲取1 km分辨率的年和月ET數(shù)據(jù)集。

2000—2014年逐月氣象數(shù)據(jù)來源于國家氣象科學數(shù)據(jù)中心(https:∥data.cma.cn/)，包括滇黔桂地區(qū)72個地面氣象站點(圖1)，主要包括降水量(mm)和月均氣溫(℃)數(shù)據(jù)，采用IDW插值法進行氣象數(shù)據(jù)空間插值。

結合研究區(qū)實際情況，將1∶100萬植被類型數(shù)據(jù)重分類為針葉林、闊葉林、灌木林、草叢、草甸、高山植被和栽培植被。空間分辨率為90 m的SRTM DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(https:∥www.gscloud.cn/)。中國1∶400萬可溶巖分布圖來源于中國科學院巖溶地質(zhì)研究所。中國1∶600萬生態(tài)地理分區(qū)數(shù)據(jù)和1∶100萬植被類型數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心(https:∥www.resdc.cn/)。

2.2 研究方法

2.2.1 趨勢分析 Theil-Sen Median趨勢分析和Mann-Kendall趨勢檢驗方法[21-22]，已成為長時間序列數(shù)據(jù)趨勢分析的重要方法。運用該方法對滇黔桂巖溶區(qū)2000—2014年ET進行趨勢分析和顯著性檢驗，判斷近15 a來ET變化趨勢及其顯著性。當趨勢度β>0時，表示ET時間序列呈上升趨勢，反之則呈下降趨勢；變化趨勢的顯著性用Mann-Kendall方法中統(tǒng)計量Z進行檢驗，在給定置信水平α下，如果|Z|≥Z1-α/2，表示ET時間序列在α水平下變化趨勢顯著；本文選擇α=0.05，Z1-α/2=1.96。

2.2.2 Hurst指數(shù) 基于重標極差分析法(Rescaled Range Analysis Method，R/S)的Hurst指數(shù)，由英國水文學家Hurst在研究尼羅河水文問題時提出，后經(jīng)Mandelbrot對理論補充和完善[23-24]。Hurst指數(shù)H值域范圍為(0，1)，當H=0.5時，表明序列不具有持續(xù)性，對過去的趨勢沒有依賴性；當H>0.5時，意味著未來的變化情況與過去一致，即持續(xù)性；而0

2.2.3 相關分析法 氣候變化是影響區(qū)域水熱分布的重要環(huán)境因素，以氣溫和降水量表現(xiàn)最為明顯[25]?；谄嚓P分析法探究降水量或氣溫對滇黔桂巖溶區(qū)ET的影響，并采用t檢驗進行顯著性檢驗。復相關分析是綜合考慮降水量和氣溫對ET的共同影響，并采用F檢驗進行顯著性檢驗。偏相關分析和復相關分析的詳細計算過程參考文獻[26]。

3 結果與分析

3.1 滇黔桂巖溶區(qū)ET時間變化特征

3.1.1 ET年際和年內(nèi)變化特征 2000—2014年滇黔桂巖溶區(qū)年際ET呈不顯著增加趨勢(p>0.05)，變化率為0.2252 mm/a；年際ET在818.44～866.16 mm波動，多年ET均值為846.91 mm，距平相對變化率年際差異較大(圖2A)。研究時段內(nèi)，年際ET超過多年均值的年份有2000年、2003年、2005年、2007年、2008年、2012年、2013年和2014年，其中2003年ET最高，為866.16 mm，超出多年均值19.25 mm，2012年ET超出多年均值最小，僅為2.24 mm；其余年份年際ET均低于多年均值，其中2010年ET最小，為818.44 mm，低于多年均值28.47 mm，而2009年ET值僅低于多年均值0.40 mm。以上分析表明，滇黔桂巖溶區(qū)近15 a的ET變化趨勢呈現(xiàn)出明顯的階段性，2000—2010年ET呈波動減小趨勢，2010年以后呈增加趨勢。2010年ET為近15 a最低值，主要與2009—2010年西南地區(qū)大旱致使植被破壞密切相關。

滇黔桂巖溶區(qū)年內(nèi)ET呈單峰變化趨勢，ET多年月均值介于36.40～112.42 mm，均值為70.57 mm(圖2B)。ET年內(nèi)變化特征與氣候條件密切相關，研究區(qū)3月份開始，隨著氣溫的回升ET逐漸上升；7月份水熱條件充足，ET達到年內(nèi)的最大值，8月份開始ET呈逐漸下降趨勢，10月份以后隨著氣溫降低，蒸散量也隨著減小；12月—次年2月份，研究區(qū)處于冬季，ET達到全年最低值。

3.1.2 不同生態(tài)地理區(qū)ET年際變化特征 不同生態(tài)地理區(qū)年均ET差異顯著，其中滇南中山谷地(Ⅳ)ET最高，大致在1 100 mm左右波動；川西藏東高山深谷(Ⅱ)ET最小，大約在490～580 mm波動，云南高原(Ⅰ)ET為次低，其值介于630～720 mm；其他分區(qū)ET大約在850～1 050 mm波動(圖3)。近15 a來，各生態(tài)地理區(qū)ET變化趨勢具有一定差異性，滇南中山谷地(Ⅳ)年際ET增加趨勢顯著(p<0.05)，變化速率為2.25 mm/a；川西藏東高山深谷(Ⅱ)年際ET減少趨勢顯著(p<0.05)，變化速率為3.09 mm/a；其他生態(tài)地理區(qū)ET變化趨勢均未通過0.05顯著性檢驗。

圖2 年際(A)和年內(nèi)(B) ET變化特征

圖3 不同生態(tài)地理區(qū)年際ET變化特征

以上分析可知，不同生態(tài)地理區(qū)年際ET變化特征具有差異性。究其原因主要是不同生態(tài)地理區(qū)ET的大小是植被、土壤、氣候、地貌等因子的綜合體現(xiàn)。滇南中山谷地(Ⅳ)ET最高，其位于邊緣熱帶濕潤地區(qū)，海拔介于1 000～2 000 m，地形起伏不大，植被類型主要以闊葉林為主，植被蒸騰作用較強。川西藏東高山深谷(Ⅱ)處于滇黔桂巖溶區(qū)的西北部地區(qū)，屬于高原溫帶濕潤—半濕潤地區(qū)，海拔高、地形起伏大，植被類型以針葉林為主，植被蒸騰作用相對較弱。

3.2 滇黔桂巖溶區(qū)ET空間變化特征

3.2.1 ET年際及季節(jié)均值空間分布特征 受氣候、植被類型、地形地貌等因子的影響，滇黔桂巖溶區(qū)年際ET均值空間分布表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異性(圖4)。多年平均ET小于600 mm的低值區(qū)主要位于云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)；貴州高原西北部和云南高原部分地區(qū)ET介于600～800 mm；貴州高原中部、滇中南亞高山谷地東部和廣西低山平原中部地區(qū)ET在800～1 000 mm波動；滇中南亞高山谷地中部和西部、廣西低山平原大部分地區(qū)ET在1 000～1 200 mm波動變化；ET大于1 200 mm的高值區(qū)集中分布在滇南中山谷地。結合研究區(qū)高程分布情況進一步分析發(fā)現(xiàn)，ET低值區(qū)(<600 mm)集中分布在海拔大于2 000 m的地區(qū)，而ET高值區(qū)(>1 200 mm)主要分布在海拔為500～1 000 m的地區(qū)，表明研究區(qū)ET的大小與高程空間分布密切相關。

圖4 年際ET均值空間分布特征

為了研究滇黔桂巖溶區(qū)2000—2014年季節(jié)ET的變化分異規(guī)律，將研究區(qū)3—5月劃歸為春季，6—8月劃歸為夏季，9—11月劃歸為秋季，12月—次年2月劃歸為冬季。從圖5可以看出，季節(jié)ET表現(xiàn)出顯著空間差異性，其從大到小排序依次為：夏季(320.84 mm)>秋季(211.08 mm)>春季(200.17 mm)>冬季(114.63 mm)。

圖5 季節(jié)ET均值空間分布特征

春季，ET均值介于35.17～463.63 mm，廣西低山平原、南嶺山地、貴州高原中部和滇中南亞高山谷地東南部ET在200 mm以上，貴州高原西部、云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)ET在200 mm以下。夏季，ET均值在94.35～585.63 mm波動，整體較春季有較大上升，廣西低山平原、南嶺山地和貴州高原ET值在300 mm以上，云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)ET值介于200～300 mm，云南高原北部和川西藏東高山深谷北部和南部局部地區(qū)ET小于200 mm。秋季，ET均值介于72.94～471.63 mm，整體較夏季有所下降，ET大于300 mm的高值區(qū)集中分布在廣西低山平原西南部和滇南中山谷地，云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)ET低于200 mm。冬季，ET均值為全年最低，其值介于10.35～276.59 mm，廣西低山平原、貴州高原和滇中南亞高山谷地ET在100～200 mm之間，而云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)ET低于100 mm。

季節(jié)ET變化差異顯著，其主要影響因子也各有差異。冬季，水熱條件配置較差，植被生長受限，ET值在四季中最?。淮杭?，隨著氣溫逐漸上升，降水量逐漸增加，植被開始進入生長季，蒸騰作用增強，ET逐漸升高；進入夏季，水熱條件配置達到最優(yōu)，ET達到最大；秋季氣溫開始逐步下降，降水量減少，ET相較于夏季相對減弱?？傮w而言，滇黔桂巖溶區(qū)季節(jié)ET空間分布異質(zhì)性顯著，夏季ET最強，春秋季次之，冬季最弱。

3.2.2 ET年際變化趨勢及其持續(xù)性 為了進一步了解滇黔桂地區(qū)2000—2014年ET年際變化趨勢，基于Theil-Sen Median趨勢分析和Mann-Kendall檢驗方法逐像元計算ET的年際變化趨勢β，并判斷當α=0.05，Z=1.96時，ET變化趨勢的顯著性。計算結果顯示，趨勢度β介于-40.40～56.17，統(tǒng)計量Z介于-4.45～4.65。根據(jù)β和Z組合，將ET變化趨勢分為以下4類：顯著減少(β<0，|Z|>1.96)、不顯著減少(β<0，|Z|≤1.96)、不顯著增加(β>0，|Z|≤1.96)和顯著增加(β>0，|Z|>1.96)。

年際ET變化趨勢計算結果表明，ET變化趨勢存在顯著的空間差異(圖6A)。呈增加趨勢的區(qū)域占比(50.79%)略高于呈減少趨勢的區(qū)域占比(49.21%)；其中，呈顯著增加趨勢的區(qū)域占比5.28%，主要分布在南嶺山地、廣西低山平原、貴州高原南部、云南高原西部、滇中南亞高山谷地和滇南中山谷地地帶；呈顯著減少趨勢的區(qū)域占比4.99%，集中分布在云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)、廣西低山平原也有片狀分布。云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)地勢高，全年氣溫較低，不利于地表的蒸散發(fā)；廣西低山平原ET顯著減少的區(qū)域主要與城市建設和人類活動影響密切相關；而ET顯著增加的區(qū)域主要與國家和地方政府的生態(tài)恢復政策有關，對石漠化地區(qū)植被恢復起到了積極作用，增加了植被覆蓋率，從而增加地表蒸散發(fā)量。

圖6 年際ET變化趨勢(A)和Hurst指數(shù)(B)空間分布

基于滇黔桂巖溶區(qū)2000—2014年ET數(shù)據(jù)，逐像元計算Hurst指數(shù)，得到年際ET變化趨勢的持續(xù)性空間分布圖(圖6B)。計算結果顯示Hurst指數(shù)值介于0.21～0.99，均值為0.68。Hurst指數(shù)H<0.5的反持續(xù)性區(qū)域僅占8.86%，H>0.5的持續(xù)性區(qū)域占比為91.14%，其中H>0.75的強持續(xù)性分布區(qū)占比30.97%。ET變化趨勢的持續(xù)性區(qū)域遠大于反持續(xù)性區(qū)域，表明整個研究區(qū)ET變化趨勢處于持續(xù)狀態(tài)。圖6B顯示，Hurst指數(shù)總體上呈中間低、四周高的空間分布格局；低值區(qū)集中分布在云南高原和貴州高原接壤地區(qū)，川西藏東高山深谷地區(qū)也有連片分布；而高值區(qū)域在研究區(qū)其他區(qū)域均有連片分布。因此，反持續(xù)性區(qū)域的植被變化應受到重點關注。

3.2.3 不同植被類型ET年際變化特征 受地形地貌、氣候、土壤等因子影響，不同植被類型ET具有差異性。滇黔桂巖溶區(qū)不同植被類型ET從大到小排序為(圖7A)：闊葉林(965.14 mm)>灌木林(885.19 mm)>草叢(846.88 mm)>栽培植被(827.47 mm)>針葉林(793.76 mm)>草甸(641.60 mm)>高山植被(601.61 mm)。不同植被類型在研究區(qū)的占比排序為：灌木林(33.01%)>栽培植被(27.78%)>草叢(17.37%)>針葉林(15.02%)>闊葉林(4.52%)>草甸(2.14%)>高山植被(0.16%)。進一步對比發(fā)現(xiàn)，不同植被類型ET分布規(guī)律與其對應的占比排列不具有一致性，其原因主要有以下幾點：闊葉林面積雖然僅占4.52%，但其主要分布在廣西低山平原、南嶺山地、貴州高原、滇中南亞高山谷地和滇南中山谷地等水熱條件相對較好的區(qū)域，因此相較于其他植被類型而言，其ET比較大；針葉林占比為15.02%，其ET在310.81～1 442.25 mm波動，廣泛分布在研究區(qū)，水熱條件差異較大，因而整體ET較低；灌木林是研究區(qū)主要植被類型之一，在貴州、云南和廣西分布面積占比分別為40.98%，29.94%和29.08%，地表土壤相對于闊葉林分布區(qū)瘠薄，保水能力較差，其ET小于闊葉林；栽培植被區(qū)土壤條件良好，人工灌溉可以有效補給表層土壤水分，其ET稍低于灌木林；草叢分布區(qū)在貴州、云南和廣西的占比分別為54.19%，27.85%和17.96%，云南高原、川西藏東高山深谷和貴州高原水熱條件相對較差，植被蒸騰作用相對較弱。

研究時段內(nèi)，不同植被類型多年ET均值變化趨勢具有一定差異性(圖7B)。其中，闊葉林、灌木林和草叢ET均呈波動增加趨勢，其他植被類型ET均呈波動減小趨勢，變化趨勢均未通過p<0.05顯著性檢驗。除高山植被外，其他植被類型ET最小值均出現(xiàn)在2010年，ET變化趨勢表現(xiàn)出明顯的階段性，2000—2010年呈波動減小趨勢，2010年以后呈增加趨勢，這與研究區(qū)2009年秋至2010年春的干旱有一定相關性。

圖7 不同植被類型ET均值和年際變化特征

3.3 滇黔桂巖溶區(qū)ET與氣候因子的關系分析

3.3.1 ET與氣候因子的偏相關分析 滇黔桂巖溶區(qū)ET與降水量的偏相關系數(shù)空間分布差異顯著(圖8A)；正相關的區(qū)域占比53.02%，主要分布在云南高原、貴州高原和廣西低山平原，其中呈顯著正相關(t>0.05)的區(qū)域占比5.59%，集中分布在畢節(jié)地區(qū)、昭通市、六盤水市、曲靖市、貴陽市、大理白族自治州等地區(qū)；呈負相關的區(qū)域占比為46.98%，主要分布在貴州高原西南部、廣西低山平原北部、滇中南亞高山谷地、云南高原和川西藏東高山深谷地區(qū)，呈顯著負相關(t>0.05)的地區(qū)占比僅為2.41%，零星分布于黔西南布依族苗族自治州、文山壯族苗族自治州、迪慶藏族自治州等地區(qū)。

研究區(qū)ET與氣溫的偏相關系數(shù)總體呈東部和西南部以正相關為主、中部和西北部以負相關為主的空間分布格局(圖8B)。呈正相關的地區(qū)(42.73%)略少于呈負相關的地區(qū)(57.27%)，表明研究區(qū)ET與氣溫以負相關為主。其中，呈顯著負相關(t>0.05)的區(qū)域占比15.23%，集中分布在云南高原中部、貴州高原中部、滇中南亞高山谷地和川西藏東高山深谷地區(qū)；而呈顯著正相關(t>0.05)的地區(qū)僅占3.87%，主要分布在貴州高原東部、廣西低山平原中部以及滇南中山谷地。

進一步統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，ET與降水量和氣溫在不同生態(tài)地理區(qū)的偏相關系數(shù)差異顯著(表1)，統(tǒng)計結果顯示ET與降水量的偏相關系數(shù)總體上小于其與氣溫的偏相關系數(shù)。當氣溫一定的情況下，川西藏東高山深谷(Ⅱ)、滇中南亞高山谷地(Ⅲ)和嶺南山地(Ⅵ)ET與降水量呈不顯著負相關，說明這些地區(qū)降水量的增加會降低氣溫，減小植被蒸騰作用；而當降水量一定的情況下，云南高原(Ⅰ)、川西藏東高山深谷(Ⅱ)以及滇中南亞高山谷地(Ⅲ)ET與氣溫呈負相關，當氣溫升高會引發(fā)干旱，對植被生長具有一定的抑制作用，從而不利于ET的增加。

以上分析表明，滇黔桂巖溶區(qū)ET與降水量和氣溫的偏相關關系總體以不顯著為主導，ET與降水量和氣溫的偏相關系數(shù)通過t>0.05顯著性檢驗的區(qū)域占比分別為8.01%和19.10%，說明氣溫對ET的影響大于降水量。

圖8 年際ET與降水量和氣溫偏相關系數(shù)空間分布

表1 不同生態(tài)地理區(qū)ET與降水量和氣溫的偏相關系數(shù)

3.3.2 ET變化的氣候因子驅(qū)動分區(qū) 年際ET與降水量和氣溫的復相關系數(shù)介于0～0.98(圖9A)，復相關系數(shù)高值區(qū)集中分布在云南高原、川西藏東高山深谷和滇中南亞高山谷地，復相關顯著性水平達到0.05的區(qū)域占比18.90%。

進一步統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，不同生態(tài)地理區(qū)復相關系數(shù)在0.33～0.66波動；其中，川西藏東高山深谷ET與降水量和氣溫的復相關系數(shù)最高，其次是云南高原，最低值出現(xiàn)在南嶺山地。

圖9 年際ET與降水量和氣溫的復相關系數(shù)(A)和氣候因子驅(qū)動分區(qū)(B)空間分布

氣候因子是區(qū)域水熱空間分布存在差異性的重要影響因素，為了進一步揭示滇黔桂巖溶區(qū)ET的氣候因子驅(qū)動機理，在偏相關與復相關分析的基礎上，結合研究區(qū)實際情況，參考徐光來等[27]研究制定研究區(qū)氣候驅(qū)動準則(表2)。

ET與氣候因子驅(qū)動類型空間分布見圖9B，其中氣溫驅(qū)動型主要分布在云南高原和川西藏東高山深谷，占比11.85%；降水驅(qū)動型主要分布在云南高原的大理白族自治州和貴州高原，占比3.33%；氣溫降水強驅(qū)動型主要散布在云南高原東北部和川西藏東高山深谷北部，占比為2.37%；氣溫降水弱驅(qū)動型主要零星分布在云南高原北部地區(qū)，占比僅為1.90%；非氣候因子驅(qū)動型占比為80.55%。不同生態(tài)地理區(qū)ET氣候因子驅(qū)動統(tǒng)計見圖10，其中川西藏東高山深谷(Ⅱ)以氣溫驅(qū)動為主，占該生態(tài)地理區(qū)總面積的50%，其次為非氣候因子驅(qū)動，占比39%；其他生態(tài)地理區(qū)均以非氣候因子驅(qū)動為主。以上分析說明，2000—2014年滇黔桂巖溶區(qū)ET變化驅(qū)動力表現(xiàn)為非氣候因子驅(qū)動。

表2 ET氣候驅(qū)動準則

4 討 論

2000—2014年滇黔桂巖溶區(qū)年際ET呈不顯著增加趨勢，年內(nèi)ET變化呈單峰分布，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征，此結論與鐘昊哲等[17]基于Penman-Monteith-Leuning遙感模型對西南喀斯特區(qū)域蒸散發(fā)估算結果一致。但與李匯文[16]用CRU4.0及GLDAS Noah 2.1數(shù)據(jù)集，采用隨機森林算法反演的1966—2016年中國西南實際蒸散發(fā)數(shù)據(jù)時空變化特征具有一定差異性；究其原因主要與ET分析采用的數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)空間分辨率、分析時段、研究區(qū)域等因素有關。

圖10 不同生態(tài)地理區(qū)ET氣候因子驅(qū)動

滇黔桂巖溶區(qū)ET的氣候因子驅(qū)動主要表現(xiàn)為氣溫驅(qū)動型，占比11.85%，非氣候因子驅(qū)動型占比為80.55%，因此，ET變化總體表現(xiàn)為非氣候因子驅(qū)動。此結論與王煥和梅再美[20]對貴州省ET變化的驅(qū)動力分區(qū)有一定差異，其分析表明貴州省ET的氣候因子驅(qū)動表現(xiàn)為降水驅(qū)動型。通過對比發(fā)現(xiàn)，王煥和梅再美[20]主要分析年內(nèi)ET與同期氣候因子的偏相關和復相關關系，并參考葉紅等[25]氣候驅(qū)動分區(qū)準則；而本文主要分析年際ET與同期氣候因子的偏相關和復相關關系，氣候驅(qū)動分區(qū)準則參考徐光來等[27]方法。

蒸散發(fā)是水文循環(huán)的重要組成部分，氣候因子是影響區(qū)域水熱分布的重要環(huán)境因子。已有研究表明溫度、風速、降水、相對濕度、太陽輻射等氣候因子對蒸散發(fā)具有重要影響，不同地區(qū)、不同時段，影響蒸散發(fā)的主要因子不同[28]。本文僅討論了降水量和氣溫對滇黔桂巖溶區(qū)蒸散發(fā)的影響，未能考慮風速、相對濕度、太陽輻射等氣候因子的影響作用，在后續(xù)的研究中將深入分析以上氣候因子與ET的相關性，并進一步開展氣候因子對ET的相對重要性分區(qū)研究。

5 結 論

(1) 2000—2014年滇黔桂巖溶區(qū)年際ET總體呈不顯著增加趨勢，ET年內(nèi)分布呈單峰型分布，ET在7月份最大，12月份最小。不同生態(tài)地理區(qū)ET年際變化差異顯著，滇南中山谷地ET最高，川西藏東高山深谷ET最小。

(2) 多年ET均值空間差異顯著，總體呈西北低、東南高的空間分布格局；ET季節(jié)變化表現(xiàn)出顯著的差異性。近15 a來，ET年際變化呈增加趨勢的區(qū)域略多于呈減少趨勢的區(qū)域。Hurst指數(shù)H>0.5的持續(xù)性區(qū)域占比為91.14%，表明研究區(qū)ET變化趨勢處于持續(xù)狀態(tài)。不同植被類型ET大小具有差異性，但年際波動基本一致。

(3) ET與降水量以正相關為主，而與氣溫以負相關為主；顯著性統(tǒng)計結果表明氣溫對ET的影響大于降水量。ET受氣溫驅(qū)動的區(qū)域占比11.85%，受非氣候因子驅(qū)動的區(qū)域占比為80.55%，不同生態(tài)地理區(qū)驅(qū)動類型具有差異性。