北方農牧交錯帶參考作物蒸散量時空變化與成因分析*6

李英杰，延軍平，王鵬濤（陜西浙范大學旅游與環(huán)境學院，西安 710062）

?

北方農牧交錯帶參考作物蒸散量時空變化與成因分析*6

李英杰，延軍平**，王鵬濤
（陜西浙范大學旅游與環(huán)境學院，西安 710062）

摘要：利用北方農牧交錯帶46個氣象站1961-2013年氣象資料，采用Penman-Monteith公式法計算該地區(qū)參考作物蒸散量(ET0)、ET0對氣象因子的敏感性系數、氣象因子對ET0的貢獻率，并通過趨勢分析、GIS空間插值方法對這些指標的時空變化進行分析。結果表明：（1）北方農牧交錯帶年ET0平均值在839～1097mm，近53a來以0.21mm · a-1的速率減小。（2）空間分布上，ET0總體呈現“一高二低”的分布格局：陜北高原為高值區(qū)，大興安嶺北部高緯地區(qū)、青東農區(qū)及隴中片區(qū)為兩大低值中心區(qū)。且陜北高原、隴中及青東農區(qū)61%的站點ET0平均以0.85mm·a-1（P＜0.05）的趨勢遞增，而吉林西部、科爾沁沙地、遼西地區(qū)則呈明顯減小趨勢。（3）氣象因子對ET0的貢獻受ET0對氣象因子的敏感性和氣象因子的相對變化共同影響，其中北方農牧交錯帶ET0對相對濕度最敏感，其次為平均風速；但近53a來風速呈極顯著下降趨勢，下降速率達0.0154m·s-1·a-1（P＜0.001），因此，綜合分析結果表現為風速對ET0的貢獻量最大，說明北方農牧交錯帶ET0下降主要歸因于風速的降低。

關鍵詞：參考作物蒸散量；Penman-Monteith公式；敏感性系數；北方農牧交錯帶

李英杰,延軍平,王鵬濤.北方農牧交錯帶參考作物蒸散量時空變化與成因分析[J].中國農業(yè)氣象,2016,37(2):166-173

在全球氣候變暖的大背景下，區(qū)域氣溫、降水發(fā)生了顯著變化[1]，大氣水循環(huán)的加速，致使區(qū)域水資源時空不均衡性更為嚴重。參考作物蒸散量是表征大氣蒸散能力，健價氣候干旱程度、植被耗水量、農作物需水量、生產潛力以及水資源供需平衡的重要指標[2]。因此，近年來有關氣候變化對參考作物蒸散量影響的研究受到學術界越來越廣泛的關注[2-4]，國外學者研究表明，20世紀60年代以來，除個別國家和地區(qū)ET0呈現增加趨勢外，全球大部分國家和地區(qū)ET0均呈減小趨勢[3,5]。國內學者近年對中國全境及各區(qū)域ET0的變化趨勢進行了探討，結果顯示，全國絕大多數地區(qū)的年ET0呈現減少趨勢，南方地區(qū)減少趨勢更為明顯。

中國北方農牧交錯帶地處半濕潤半干旱地區(qū)，降水較少、蒸發(fā)強烈，生態(tài)環(huán)境脆弱，是中國自然環(huán)境變化的一級敏感帶[6]。近年來，對自然資源的不合理開發(fā)利用，導致該區(qū)域耕地比例增加，林地、草地減少，土壤沙漠化等生態(tài)問題嚴重[7]。有關研究表明，該地區(qū)近50a氣溫呈顯著線性上升趨勢，年平均降水量總體減少40.0mm左右，絕大部分地區(qū)呈持續(xù)暖干化趨勢[8-9]，干旱災害頻率增加[10]，但有關其參考作物蒸散量的時空變化及其成因的研究鮮有報道[4]。因此，本文以北方農牧交錯帶為研究區(qū)，采用FAO推薦的Penman-Monteith公式，利用北方農牧交錯帶及周邊46個氣象站點1961-2013年逐日觀測數據，對ET0的時空變化特征、氣象要素敏感性及對ET0的貢獻率進行分析,以探究華北農牧交錯帶ET0下降的主導氣候因素，從而明晰氣候變化對北方農牧交錯帶水循環(huán)的影響，以期為科學健價該地區(qū)氣候干濕狀況、合理開發(fā)調配水土資源提供參考依據。

1　數據與方法

1.1研究區(qū)概況

農牧交錯帶又稱為農牧過渡帶，屬半濕潤和半干旱氣候帶的交錯地帶。該區(qū)域以草地和農田大面積交錯而形成典型的景觀特征，是自然群落與人工群落相互鑲嵌的生態(tài)復合體[11]。本文中北方農牧交錯帶[12]北起大興安嶺西麓的呼倫貝爾，向西南延伸，經內蒙古東南、冀北、晉北、陜北、鄂爾多斯高原，直至寧夏南部、甘肅中部和青海東部。地理位置介于100°55′-124°45′E和34°50′-48°30′N，在行政范圍上包括20個市轄區(qū)、177個縣（旗），總面積72.6 萬km2[13]。區(qū)域氣候多變，年平均氣溫2～8℃，年平均降水量300～450mm，年際降水量變化大。研究區(qū)及站點分布見圖1。

圖1　北方農牧交錯帶46個氣象站點（·）分布Fig. 1　Locations of 46 meteorological observation stations(·) in farming-pastroral ecotone of northern China

1.2數據來源與處理

北方農牧交錯帶區(qū)域內及周邊共46個氣象站點1961-2013年的氣象資料及站點經緯度（逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均風速、平均相對濕度、日照時數等）均來自中國氣象科學數據共享服務網地面觀測日值數據集，個別站點缺失的數據按照線性回歸法進行插補。90m分辨率DEM影像數據來自地理空間數據云。文中采用的四季按3-5月為春季、6-8月為夏季、9-11月為秋季、12月-翌年2月為冬季進行劃分。

1.3研究方法

1.3.1參考作物蒸散（ET0）的計算

采用聯合國糧農組織（FAO）1998年Penman-Monteith公式計算參考作物蒸散量[14]。其中取a=0.25，b=0.5[15]，其余參數的計算均采用FAO標準參考文獻[16]。

1.3.2ET0變化趨勢分析及空間插值方法

變化趨勢分析主要采用氣候傾向率法[17]?？臻g插值方法采用ArcGIS10.0中的Kring插值技術[18]。

1.3.3ET0對氣象因子敏感性分析方法

敏感系數是體現ET0對氣象因子敏感性的主要指標，已成為判斷氣象因子對擾動的有效方法，并得到廣泛應用[19-20]。其計算式為

式中，Vi為氣象因子，SVi為相應氣象因子的敏感系數。敏感系數絕對值的大小反映了氣象因子對ET0影響的大小，絕對值越大說明氣象因子對ET0的影響越大[21]。

1.3.4氣象因子對ET0的貢獻率

Yin等[22-25]提出將單個氣象因子的敏感系數ViS與該要素的多年相對變化RCV相乘，得到該要素對ET0變化的貢獻ConVi，即

式中，n為研究年限，本文取值為53，TrendVi為氣象因子Vi的年氣候傾向率。

2　結果與分析

2.1年參考作物蒸散量的時空變化特征

2.1.1年際變化

由圖2a可見，1961-2013年，北方農牧交錯帶內各站年ET0平均值在839～1097mm。該區(qū)存在1個明顯的高值區(qū)和2個低值區(qū)：陜北高原（延安、榆林、運城、鹽池、銀川）為高值區(qū)，參考作物蒸散量在1050mm以上；大興安嶺北部高緯地區(qū)（嫩江、克山、扎蘭屯、安達、齊齊哈爾、西烏珠穆沁旗、烏蘭浩特）、青海高原東部（合作、西吉、西寧、榆中）為兩大低值區(qū)，ET0普遍低于940mm。

年ET0的線性變化趨勢分析結果顯示（圖2b），ET0總體以0.21mm·a-1速率減小，并存在10～20a的波動周期：20世紀60-80年代初ET0呈增加趨勢，80年代中期開始持續(xù)減小，并在1996年達到最低值，此后又呈回升趨勢，在2009年達到極值后又開始下降?？傮w上，ET0年代際變化呈現先增加后減少，近10a又呈增加的趨勢。由年ET0傾向率的空間分布（圖2a）可以看出，陜北高原、隴中及青東農區(qū)61%的站點ET0平均以0.85mm·a-1（P＜0.05）的趨勢遞增，而吉林西部、科爾沁沙地、遼西地區(qū)減小趨勢明顯。

圖2　1961-2013年年ET0傾向率的空間分布（a）及全區(qū)平均年ET0距平值的變化過程（b）Fig. 2　Distribution of annual ET0and its change rate(a) and the annual ET0anomaly(b) in the study area from 1961 to 2013

圖3　1961-2013年各年代ET0的空間分布Fig. 3　Distribution of the decadal ET0in study area from 1961 to 2013

2.1.2年代際變化

由圖3可見，各年代際ET0的空間分布格局與年ET0（圖2a）相似，均呈現東北地區(qū)、青黃高原東部低，陜北和華北地區(qū)高的特點，但有兩個片區(qū)出現明顯波動變化，一是東北段的遼西地區(qū)及科爾沁沙地，自20世紀60年代開始持續(xù)減小，其中90年代減小幅度最大，而從2001年之后，又呈緩慢增加趨勢。另一個是陜北高原及呂梁山脈區(qū)域，該區(qū)一直以來是ET0高值區(qū)，近53a來經歷了先增大（60-70年代），后減?。?0-80年代），然后又持續(xù)增大（80年代-2013年）的過程。而青東地區(qū)、隴中以及大興安嶺以北高緯地區(qū)年代際變化基本不明顯。

圖4　1961-2013年全區(qū)平均主要氣象因子的變化趨勢Fig. 4　Change trend of four main meteorological factors in the study area from 1961 to 2013

2.2主要氣象因子的時空變化特征

由圖4可見，近53a來，北方農牧交錯帶升溫速率達到0.032℃·a-1（P<0.001），遠高于全國平均增溫水平[23]。氣溫升高，ET0減少，說明北方農牧交錯帶也存在“蒸發(fā)悖論”現象[13]。而相對濕度、平均風速及日照時數均呈極顯著下降趨勢（P<0.001），風速下降趨勢尤為突出，遞減速率達0.0154m·s-1·a-1，高于近50a來中國近地面平均風速0.124m·s-1·a-1的平均水平。

從氣象因子的空間變化看（圖5），溫度高值區(qū)往往也是增溫速率較大的地區(qū)，如陜北高原區(qū)、科爾沁沙地片區(qū)；其次增溫速率較大的地區(qū)為東北大興安嶺以東地區(qū)（圖5a）。相對濕度呈現由東北向西南遞增的空間分布格局，由圖5b可以看出，盡管陜北高原、青海高原東部相對濕度較高，但近53a來其下降速率較快。平均風速呈由西南向東北增大的空間格局，但東北片區(qū)風速下降速率幾近陜北高原、青東農區(qū)的2倍（圖5c）。由圖5d可見，越靠近東北日照時數越長，近53a來大興安嶺以東、呂梁山脈地區(qū)日照時數下降趨勢明顯（P<0.05）。

2.3年ET0對主要氣象因子的敏感性分析

由圖6可見，ET0對不同氣象因子敏感性呈現明顯的空間分異，對平均氣溫的敏感性呈由西北向東南遞增的規(guī)律，對相對濕度和平均風速敏感性從西南向東北遞增，而日照時數敏感性正好相反，呈東北向西南遞增趨勢，這可能與該區(qū)海拔高度自東北向西南遞增有關。同時也可看出，科爾沁沙地既是平均溫度敏感性的高值中心，同時也是相對濕度和平均風速敏感性高值中心，表明ET0在科爾沁沙地地區(qū)對氣候變化最為敏感；4個氣象因子中僅日照時數在研究區(qū)西北段的青東、隴中高海拔地區(qū)及陜北高原區(qū)形成高值中心，這可能與當地海拔高度、地形等有關。

分析近53a 年ET0對主要氣象因子敏感系數可以發(fā)現，（1）ET0對平均氣溫、平均風速、日照時數呈正敏感性，而對相對濕度呈負敏感性；（2）ET0對4個氣象因子敏感系數絕對值的排序為|相對濕度|＞|平均風速|＞|日照時數|＞|平均溫度|，說明相對濕度的變化對ET0影響最大。（3）ET0對平均溫度、平均風速的敏感性呈上升趨勢，且顯著性水平均達到99.8%以上，而對相對濕度的敏感性趨于減小。

圖5 1961-2013年氣象因子多年平均值及其氣候傾向率的空間分布Fig. 5 Spatial distribution of meteorological factors’s mean value and their change rate from 1961 to 2013

圖6　ET0對主要氣象因子變化敏感系數的空間分布Fig. 6　Spatial distribution of meteorological factors’ sensitivity to ET0

2.4主要氣象因子對ET0的貢獻率

計算表明，平均氣溫、相對濕度、平均風速、日照時數對ET0的貢獻率分別為2.7%、3.6%、-6.9%、-1.5%，可見，風速對該地區(qū)ET0的貢獻率最大，其次為相對濕度，說明北方農牧交錯帶引起ET0變化的主導因素是風速。由上分析可知，盡管ET0對相對濕度的變化最敏感，但由于其多年相對變化較小，故并不是該地區(qū)ET0下降的主導因素。4個主要氣象因子對ET0的綜合貢獻率為-2.1%，故ET0呈下降趨勢。研究區(qū)各站點平均氣溫對ET0均呈正貢獻，且呈明顯的東北西南走向，即越往西南貢獻率越大（圖7a）；絕大多數區(qū)域相對濕度對ET0也呈正貢獻，僅遼西、陜北高原以西部分地區(qū)呈負貢獻（圖7b）；平均風速對ET0的負貢獻率絕對值高值主要集中在東北部（圖7c），由圖5c和圖6c亦知東北部平均風速下降速率最大且對ET0的敏感性最為顯著；日照時數對ET0的負貢獻主要集中在呂梁山脈地區(qū)，而在其西北部和東北部貢獻率絕對值則較低（圖7d），這與圖5d所呈現的趨勢也一致。

圖7　各氣象因子對ET0貢獻率(%)的空間分布Fig. 7　Spatial distribution of meteorological factors’s contribution rate (%) to ET0

3　結論與討論

（1）北方農牧交錯帶ET0多年平均值在839～1097mm，高于全國但低于西北和華北地區(qū)。受復雜地理環(huán)境和氣候條件的影響，ET0空間上總體呈現“一高二低”分布格局：陜北高原為高值區(qū)，大興安嶺北部高緯地區(qū)、青東農區(qū)及隴中片區(qū)為兩大低值中心區(qū)。

（2）近53a來北方農牧交錯帶年ET0以平均0.21mm·a-1的速率下降，并存在10～20a的波動周期?？臻g上，科爾沁沙地及遼西片區(qū)和陜北高原及呂梁山脈片區(qū)兩個片區(qū)ET0年代際波動變化頻繁且顯著，是研究農牧交錯帶氣候變化的重點關注區(qū)。

（3）近53a來北方農牧交錯帶增溫趨勢極顯著（P ＜0.001），相對濕度、平均風速及日照時數均呈極顯著下降趨勢（P＜0.001）。增溫速率較大的地區(qū)集中在陜北高原區(qū)、科爾沁沙地片區(qū)；相對濕度和日照時數減小速率最明顯的區(qū)域集中在東北大興安嶺以東、陜北高原及呂梁山脈一帶；平均風速減小幅度最明顯的區(qū)域則主要集中在東北地區(qū)。

（4）在4個氣象因子中，ET0對相對濕度的變化最敏感，風速次之，對平均氣溫變化的敏感性最小。ET0對平均溫度和平均風速的敏感性呈上升趨勢（P ＜0.05），而對相對濕度的敏感性趨于減小。風速對ET0的貢獻率最大且主要集中在東北部，其次為相對濕度，說明北方農牧交錯帶ET0變化的主導因素是風速。

參考作物蒸散量是健價區(qū)域農業(yè)氣候干旱程度以及水資源供需平衡的重要指標，敏感系數法為定量研究ET0變化的驅動機理提供了參考。國內諸多學者也從氣象因子敏感性的角度進行了積極探索，研究表明，不同區(qū)域ET0對氣象因子的敏感性存在明顯差異，其中東北地區(qū)[25]對氣溫最敏感，而西北地區(qū)[26]則對太陽總輻射最敏感，黃土高原區(qū)[19]對水汽壓敏感性最強。然而，氣候敏感性僅從一方面反映了氣象因子在同等變化程度條件下對ET0的擾動情況，另一方面氣象因子的相對變化率對ET0變化也有重要影響。因此將氣候敏感性與氣象因子的相對變化相結合來定量分析北方農牧交錯帶ET0變化的原因則具有特殊意義，并被證明用以解釋區(qū)域參考作物蒸散量變化的原因具有可行性。引起ET0變化的原因具有多樣性和復雜性，除氣候因素外，還與人類活動、土地利用變化等有關，因此，還有待結合遙感影像資料從更加綜合的視角作進一步研究分析。

參考文獻References

[1]劉憲鋒,潘耀忠,張錦水,等.1960-2011年西北五省潛在蒸散的時空變化[J].應用生態(tài)學報,2013,24(9):2564-2570.

Liu X F,Pan Y Z,Zhang J S,et al.Spatiotemporal variation patterns of potential evapotranspiration in five provinces of Northwest China in 1960-2011[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2013,24(9): 2564-2570. (in Chinese)

[2]倪廣恒,李新紅,叢振濤,等.中國參考作物騰發(fā)量時空變化特性分析[J].農業(yè)工程學報,2006,22(5):1-4.

Ni G H,Li X H,Cong Z T,et al.Temporal and spatial characteristics of reference evapotranspiration in China[J]. Transactions of the CSAE,2006, 22(5):1-4.(in Chinese)

[3]Michael L Roderick,Graham D Farquhar.The cause of decreased pan evaporation over the past 50 years[J]. Science,2002,298(5597):1410-1411.

[4]李志.黃土高原1961-2009年參考作物蒸散量的時空變異[J].生態(tài)學報,2012,32(13): 4139-4145.

Li Z.Spatiotemporal variations in the reference crop evapotranspiration on the Loess Plateau during 1961-2009[J]. Acta Ecologica Sinica,2012,32(13): 4139-4145.(in Chinese)

[5]Brutsaert W,Parlange M B.Hydrologic cycle explains the evaporation paradox[J].Nature,1998,396(6706): 30-30.

[6]延軍平,鄭宇.秦嶺南北地區(qū)環(huán)境變化響應比較研究[J].地理研究,2001,20(5):576-582.

Yan J P, Zheng Y.A comparative study on environmental change response over the northern and the southern regions of the Qinling Mountains [J].Geographical Research,2001,20(5): 576-582.(in Chinese)

[7]劉軍會,高吉喜.氣候和土地利用變化對中國北方農牧交錯帶植被覆蓋變化的影響[J].應用生態(tài)學報,2008,19(9): 2016-2022.

Liu J H,Gao J X.Effects of climate and land use change on the changes of vegetation coverage in farming-pastoral ecotone of Northern China[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2008, 19(9):2016-2022.(in Chinese)

[8]陳海,梁小英,李立新.近40年中國北方農牧交錯帶氣候時空分異特征[J].西北大學學報(自然科學版),2007,37(4): 653-656.

Chen H,Liang X Y,Li L X.Analysis on the spatial differentiation pattern of climate of the farming-pastoral zone in North China in the recent 40 years[J].Journal of Northwest University(Natural Science Edition),2007,37(4): 653-656.(in Chinese)

[9]劉亞南,潘志華,李超,等.近50年北方農牧交錯帶氣候月季變化和空間分布規(guī)律[J].中國農業(yè)大學學報,2012, 17(4):96-102.

Liu Y N,Pan Z H,Li C,et al.Characteristics of climate change in seasons and months and the spatial distribution in northern farming-pastoral transition zone in recent 50 years[J].Journal of China Agriculture University,2012,17(4): 96-102.(in Chinese)

[10]杜華明,延軍平,王鵬濤.北方農牧交錯帶干旱災害及其對暖干氣候的響應[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2015,29(1):124-128. Du H M,Yan J P,Wang P T.The drought disaster and its response to the warming-drying climate in the farmingpastoral ecotones in northern China[J].Journal of Arid Land Resources and Environment,2015,29(1): 124-128.(in Chinese)

[11]劉洪來,王藝萌,竇瀟,等.農牧交錯帶研究進展[J].生態(tài)學報,2009,29(8):4420-4425.

Liu H L,Wang Y M,Dou X,et al.Progress and perspective of agro-pasturage ecotone[J].Acta Ecologica Sinica,2009, 29(8): 4420-4425.(in Chinese)

[12]陳云浩,蘇偉,武永峰,等.中國北方農牧交錯帶土地利用格局演變與模擬[J].中國科學E輯:技術科學,2006,36(S1): 124-132.

Chen Y H,Su W,Wu Y F,et al.The pattern and simulation of land use change in in Farming-Pastroral ecotone of northern China[J].Science in China Ser.E:Technological Sciences, 2006,36(S1):124-132.(in Chinese)

[13]李敏敏,延軍平.“蒸發(fā)悖論”在北方農牧交錯帶的探討[J].資源科學,2013,35(11):2298-2307.

Li M M,Yan J P.The Evaporation Paradox in the farming-pastoral ecotone of Northern China[J].Resources Science,2013,35(11):2298-2307.(in Chinese)

[14]姬興杰,朱業(yè)玉,顧萬龍.河南省參考作物蒸散量變化特征及其氣候影響分析[J].中國農業(yè)氣象,2013, 34(1):14-22.

Ji X J,Zhu Y Y,Gu W L.Analysis on trends in annual reference crop evapotranspiration and its impact climatic factors in Henan province during 1971 to 2010[J].ChineseJournal of Agrometeorology,2013,34(1):14-22.(in Chinese)

[15]Zheng H X,Liu X M,Liu C M,et al.Assessing contributions to panevaporation trends in Haihe River Basin,China[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984-2012), 2009,114(D24).

[16]蔣沖,王飛,穆興民,等.秦嶺南北潛在蒸散量時空變化及突變特征分析[J].長江流域資源與環(huán)境,2013,22(5):573-581.

Jiang C,Wang F,Mu X M,et al.Spatial-temporal variations andmutations of potential evapotranspiration in the northern andsouthern regions of the Qinling Mountains[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2013,22(5): 573-581.(in Chinese)

[17]魏鳳英.氣候統(tǒng)計診斷與預測方法研究進展:紀念中國氣象科學研究院成立50周年[J].應用氣象學報,2006, 17(6): 736-742.

Wei F Y.Progresses on climatological statistical diagnosis and prediction methods:in commemoration of the 50 anniversaries of CAMS establishment[J].Journal of Applied Meteorological Science,2006,17(6):736-742.(in Chinese)

[18]彭思嶺.氣象要素時空插值方法研究[D].長沙:中南大學,2010:78-96.

Peng S L.Developments of spatio-temporal interpolation methods for meteorological elements[D].Changsha:Central South University,2010:78-96.(in Chinese)

[19]張調風,張勃,梁蕓,等.黃土高原地區(qū)生長季參考作物蒸散量對主要氣象要素的敏感性分析[J].中國農業(yè)氣象,2013, 34(2):162-169.

Zhang T F,Zhang B,Liang Y,et al.Sensitivity analysis of reference crop evapotranspiration to key meteorological factors during growing season in Loess Plateau[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2013,34(2):162-169.(in Chinese)

[20]普宗朝,張山清.近48年新疆夏半年參考作物蒸散量時空變化[J].中國農業(yè)氣象,2011,32(1):67-72.

Pu Z C,Zhang S Q.Study on spatial-temporal variation characteristic of summer half year ET0in recent 48 years in Xinjiang[J].Chinese Journal of Agrometeorolog,2011,32(1): 67-72.(in Chinese)

[21]梁麗喬,李麗娟,張麗,等.松嫩平原西部生長季參考作物蒸散發(fā)的敏感性分析[J].農業(yè)工程學報,2008,24(5):1-5.

Liang L Q,Li L J,Zhang L,et al.Sensitivity of the reference crop evapotranspiration in growing season in the West Songnen Plain[J].Transactions of CSAE,2008,24(5):1-5.(in Chinese)

[22]尹云鶴,吳紹洪,戴爾阜.1971-2008年我國潛在蒸散時空演變的歸因[J].科學通報,2010,55(22):2226-2234.

Yin Y H,Wu S H,Dai E F.Determining factors in potentialevapotranspiration changes over China in the period 1971-2008[J].Chinese Science Bulletin,2010,55(22):2226-2234.(in Chinese)

[23]施雅風.全球和中國變暖特征及未來趨勢[J].自然災害學報,1996,5(2):5-14.

Shi Y F.Features and tendency of global warning and its implications for China[J].Journal of Natural Disasters, 1996,5(2):5-14.(in Chinese)

[24]王曉東,馬曉群,許瑩,等.淮河流域參考作物蒸散量變化特征及主要氣象因子的貢獻分析[J].中國農業(yè)氣象,2013,34 (6):661-667.

Wang X D,Ma X Q,Xu Y,et al.Variation of reference crop evapotranspiration and contribution of main factors in the Huaihe Basin[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2013,34(6):661-667.(in Chinese)

[25]曾麗紅,宋開山,張柏,等.東北地區(qū)參考作物蒸散量對主要氣象要素的敏感性分析[J].中國農業(yè)氣象,2010,31(1): 11-18.

Zeng L H,Song K S,Zhang B,et al.Sensitive analysis onreference evapotranspiration to key meteorological factors inNortheast China[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2010,31(1):11-18.(in Chinese)

[26]曹雯,申雙和,段春鋒.西北地區(qū)近49年生長季參考作物蒸散量的敏感性分析[J].中國農業(yè)氣象,2011,32(3):375-381.

Cao W,Shen S H,Duan C F.Sensitivity analysis of the reference crop evapotranspiration during growing season in the Northwest China in recent 49 years[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2011,32(3):375-381.(in Chinese)

Temporal and Spatial Change and Causes Analysis of the Reference Crop Evapotranspiration in Farming-Pastroral Ecotone of Northern China

LI Ying-jie, YAN Jun-ping, WANG Peng-tao
(College of Tourism and Environmental，Shaanxi Normal University, Xi’an 710062，China)

Abstract：Based on the FAO Penman-Monteith equation and the meteorological dataset in farming-pastroral ecotone of northern China during 1961 to 2013，ET0and its sensitivity coefficients to meteorological factors were studied by using trend analysis and spatial interpolation methods．The results showed that the mean annual ET0was 839-1097mm and decreased slightly at the rate of 0.21mm×y-1during the study period. 61% meteorological stations in eastern Qinhai, mid-Gansu and the northern Shaanxi plateau showed an increasing trend of 0.85mm·y-1（P＜0.05），while in Horqin sandy land and the western Liaoning the ET0declined significantly. The meteorological factors’ contribution to ET0was influenced by two aspects: the sensitivity coefficient and relative change rate of the meteorological factors. The sensitivity analysis showed the relative humidity was the most sensitive factor among the four main meteorological factors, followed by the wind speed, sunshine hours, mean temperature. But the wind speed decreased dramatically at the rate of 0.0154m×s-1×y-1（P＜0.001）in recent 53 years, and the comprehensive result was that wind speed had the largest contribution to ET0, followed by relative humidity, which illustrating that the declination of ET0was due to the deceleration of wind speed.

Key words：Crop evapotranspiration; Penman-Monteith; Sensitivity coefficients; Farming-pastroral ecotone of northern China

doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2016.02.006

* 收稿日期：2015-08-07**通訊作者。E-mail：yanjp@snnu.edu.cn

基金項目：教育部人文社會科學重點研究基地重大項目（15JJD790022）“西北重大災害時空統(tǒng)計規(guī)律與防災對中研究”；國家社會科學基金重點項目（14AZD094）“西部重大災害時空規(guī)律的統(tǒng)計研究”；國家社會科學基金重點項目（14XKS019）“中國絲綢之路經濟帶生態(tài)文明建設健價與路徑研究”

作者簡介：李英杰（1990-），碩士，主要從事全球變化與區(qū)域災害防治研究。E-mail：lyj@ snnu.edu.cn