楊曉慧 于鳳存

（1.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院 2.水利水資源安徽省重點實驗室 合肥 230088）

蒸散發量作為濕地生態特征重要的指標，影響著濕地生態系統物質和能量的循環，不僅可以表征濕地生態系統的發育和演化能力，而且可以為補充濕地生態供水、退化濕地修復提供參考。蘆葦濕地是濕地的一個重要類型，在中國蘆葦濕地廣泛分布。因此，準確評估蘆葦濕地蒸散發量及其影響因素在濕地研究中具有重要意義。

1 研究區域概況

巢湖位于安徽省合肥市中部，東經117°52′，北緯31°57′，環湖為合肥、巢湖、肥東、肥西、廬江二市三縣，是我國五大淡水湖之一，東西長55km、南北寬21km，湖岸線周長176km，平均水深2.89m，水面積780km2，容積20.7 億m3。多年平均氣溫為15℃左右，多年平均無霜期為224d，多年平均降水量980mm，其中汛期5—9月份降水量占年降水量的62%左右。本文以地面觀測資料為基礎，結合野外濕地植物調查，選取巢湖蘆葦濕地作為研究對象，對巢湖蘆葦濕地近年的實際蒸散發量及其影響因素進行了分析，旨在為環湖生態濕地修復與重建工作提供參考依據。

2 研究方法

濕地蒸散發包括濕地水面、土壤、植物的蒸發和濕地植物的蒸騰。目前研究中蘆葦濕地蒸散發測定方法有實測法和模型估算法。本文采用模型估算法中的單作物系數法進行研究，首先利用氣象因子逐日計算參考作物蒸發蒸騰量，然后利用蘆葦各生育階段的作物系數來修正計算得到實際作物蒸發蒸騰量。

式中：ETC為實際蒸散發量，mm/d；ET0為參考作物蒸散發量，mm/d。

2.1 參考作物蒸發量ET0 確定

采用FAOPenman-Monteith 公式計算濕地參考作物蒸散量。

計算公式為：

式中：Δ 為溫度～飽和水汽壓關系曲線在T 處的切線斜率，kPa ?℃-1；Rn為凈輻射量，MJ/（m2·d）；G 為土壤熱通量，MJ/（m2·d）；γ 為濕度表常數，kPa·℃-1；T 為平均氣溫，℃；u2為2m 高處風速，m/s；ea為飽和水汽壓，kPa，ed為實際水汽壓，kPa；

2.2 蘆葦濕地Kc 確定

根據巢湖濕地野外考察和調查，將該地區蘆葦生長期劃分為：3月10日—3月20日為生長初始期，3月21日—7月20日為生長期，7月21日—11月20日為穩定期，11月21日—12月10日為生長末期。

FAO-56 推薦的標準條件下濕地蘆葦的初始生長期、生長中期、生長末期的作物系數分別為Kcini=1.00、Kcmid=1.20、Kcend=1.00。由于巢湖地區與標準條件有一定差異，因此需要通過對標準值的修正來確定作物系數的具體取值。根據FAO-56 計算公式為：

式中：RHmin為每日最小空氣相對濕度平均值，%（20% ≤RHmin≤80%）；u2為2m 高處風速，m/s（1m/s ≤u2≤6m/s）；h 為計算時段內的植物平均株高，m（0.1m ≤u2≤10m）。

2.3 資料來源及數據處理

本研究選取巢湖氣象站2008—2017年10年間逐日的地面氣象觀測數據，包括平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均相對濕度、平均最大相對濕度、平均最小相對濕度、平均風速和日照時數，數據來源于中國氣象數據共享網（https://data.cma.cn/）。

2.4 數據分析方法

本文以氣象因子（溫度、風速、相對濕度、日照時數）為自變量，以實際蒸散發量為因變量，運用SPSS18.0 進行偏相關分析。偏相關分析也稱凈相關分析，其在控制其他變量的線性影響的條件下分析兩變量間的線性相關性。

4 結果與分析

4.1 實際蒸散發量ETC年際變化

巢湖蘆葦濕地實際蒸散發量2008—2017年間的年際變化見圖1。10年平均蒸散發量為796mm，其中，2013年最大為987.7mm，2015年最小為694.5mm，變幅為101.5mm。由圖1可見，近10年巢湖蘆葦濕地實際蒸散發量呈下降趨勢，這種下降趨勢與濕地退化的總體態勢一致。

圖1 2008—2017年實際蒸散發量圖

4.2 實際蒸散發量ETC年內分布

巢湖蘆葦濕地近10年平均實際蒸散發量年內變化見圖2。由圖2可見，ETC多年平均年內動態變化為雙峰曲線，5—7月為快速生長期，實際蒸散發量7月份最高，均值為127.9mm；8月和5月次之，分別為115.1mm 和117.2mm；6月由于平均相對濕度較大，實際蒸散發量較5月和7月偏小。

圖2 巢湖濕地實際蒸散發量年內變化圖

4.3 實際蒸散發量的環境影響因素分析

蒸散發量是水量平衡計算中重要的一項，也是能量流動循環和水循環的重要組成，又能體現出風速、氣溫、濕度、日照時數等氣候因子的綜合影響。本文選擇10年間旬平均氣溫、平均風速、平均相對濕度、平均日照時數4 個因素分析其對巢湖蘆葦濕地實際蒸散發量的影響。

由圖3～圖6可見旬平均實際蒸散發量整體呈現出先增加后減少的趨勢，3月中旬—5月下旬平均實際蒸散發量隨時間增大，6月上旬—7月中旬實際蒸散發量隨時間波動，在7月下旬達到最高值，為52.18mm，8月上旬—12月下旬平均實際蒸散發量隨時間下降。由圖3可見，旬平均氣溫隨時間逐步升高，同樣在7月下旬達到最高值，為29.34℃，而后逐步降低。旬平均實際蒸散發量變化與旬平均氣溫變化趨勢整體一致。圖4可見，平均風速整體呈現一定的下降趨勢，平均風速最大為3月下旬2.99m/s，平均風速最小為10月下旬2.10m/s。圖5可見，平均相對濕度隨時間波動，整體呈現一定的上升趨勢，平均相對濕度最大為8月中旬82%，平均相對濕度最小為4月下旬67%。圖6可見，平均日照時數隨時間波動，整體變化趨勢與旬平均實際蒸散發量大體一致，平均日照時數最大值同樣為7月下旬6.68h，平均日照時數最小值為9月下旬2.97h。

圖3 多年旬平均實際蒸散發量與平均氣溫隨時間變化圖

圖4 多年旬平均實際蒸散發量與平均風速隨時間變化圖

圖5 多年旬平均實際蒸散發量與平均相對濕度隨時間變化圖

圖6 多年旬平均實際蒸散發量與平均日照時數隨時間變化圖

研究期間巢湖蘆葦濕地快速生長期和穩定期平均實際蒸散發量756.9mm，占全年95%，因此對多年、快速生長期和穩定期旬尺度實際蒸散發量與氣象因素的偏相關系數進行分析，見表1。多年旬尺度實際蒸散發量與平均氣溫、平均風速、平均相對濕度和平均日照時數的偏相關系數分別為0.819、0.345、-0.409 和0.173，其中平均氣溫的偏相關系數最高，表明氣溫與實際蒸散發量有顯著的正相關性，溫度升高對實際蒸散發量有促進作用。在快速生長期和穩定期平均氣溫均與實際蒸散發量有顯著的正相關性，且穩定期的旬平均氣溫相關性更高，說明穩定期平均氣溫對實際蒸散發量影響更大。

表1 2008-2017年旬尺度實際蒸散發量與氣象因素的偏相關系數表

5 結論

通過分析多年平均旬尺度下不同氣象因素平均氣溫、平均風速、平均相對濕度、平均日照時數與實際蒸散發量的偏相關系數，明確了多年旬尺度對實際蒸散發量影響大小依次為平均氣溫、平均相對濕度、平均風速和平均日照時數。隨著氣溫、風速和日照時數的增加，實際蒸散發量增大，而隨著平均相對濕度的增加將會使實際蒸散發量減少。快速生長期對實際蒸散發量影響大小依次為平均氣溫、平均相對濕度，平均風速和平均日照時數在快速生長期影響不顯著。穩定期對實際蒸散發量影響大小依次為平均氣溫、平均日照時數、平均相對濕度和平均風速。平均氣溫、平均相對濕度、平均風速和平均日照時數對實際蒸散發量均有影響，但不同生育期對實際蒸散發量影響因素及影響力大小不同。本文研究結論可為巢湖蘆葦濕地修復提供科學依據和參考■