【摘 要】
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蒸散发是生态系统水循环和能量平衡的重要过程,决定了土壤-植物-大气系统的水热传递,与生态系统生产力密切相关。准确量化区域日蒸散发量,对于研究区域尺度植被不同生长阶段水分利用和水循环以及指导农业用水管理具有重要意义。目前,水文模型与遥感技术的结合被认为是估算区域尺度蒸散发和水文过程的先进手段。然而,由于遥感数据产品容易受到云层覆盖、季节积雪、传感器等因素的影响,难以同时满足遥感蒸散发模型中对高时间分
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:51979230）； 国家重点研发计划（编号:2016YFC0400201）；
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蒸散发是生态系统水循环和能量平衡的重要过程,决定了土壤-植物-大气系统的水热传递,与生态系统生产力密切相关。准确量化区域日蒸散发量,对于研究区域尺度植被不同生长阶段水分利用和水循环以及指导农业用水管理具有重要意义。目前,水文模型与遥感技术的结合被认为是估算区域尺度蒸散发和水文过程的先进手段。然而,由于遥感数据产品容易受到云层覆盖、季节积雪、传感器等因素的影响,难以同时满足遥感蒸散发模型中对高时间分辨率和高空间分辨率的需求,限制了蒸散发模拟精度及时空分辨率。本研究以MODIS遥感数据、气象数据及涡度相关通量数据为源数据,基于SWH双源蒸散发模型构建了SWH-m TSF和SWH-METRIC日尺度蒸散发模型,提高了蒸散发量化精度及时间分辨率,实现了时间分辨率为1天、空间分辨率为1公里的蒸散发反演,探明了陕北黄土高原蒸散发时空演变特征。研究得到的主要结论如下:（1）SWH双源蒸散发模型可以较为准确反演陕北黄土高原时间分辨率为8天的日蒸散发。研究表明,SWH模型反演结果与长武站点涡度相关实测数据年内变化趋势一致,模拟性能较好。决定系数R2、均方根误差RMSE、平均绝对误差MAE及拟合指数AI分别为0.69、0.76 mm·d-1、0.53 mm·d-1和0.87。SWH模型适用于陕北黄土高原蒸散发模拟研究。（2）基于气象栅格数据、MODIS数据产品及站点涡度相关通量数据,以SWH模型为基础构建了SWH-m TSF和SWH-METRIC日尺度蒸散发模型。两种遥感蒸散发模型均具有较强的理论基础,SWH-m TSF模型侧重于模型输入变量的高时空分辨率,基于改进的时空滤波算法（m TSF）重建了研究区连续日LAI/FPAR数据产品,进而利用SWH模型反演连续日蒸散发。而SWH-METRIC则侧重在SWH反演结果基础上采用结合研究区气候环境水平的METRIC模型进行时间插值以获得区域尺度连续日蒸散发。（3）基于站点实测数据验证,SWH-METRIC模型日尺度蒸散发反演性能及时空分辨率均明显优于SWH-m TSF和SWH模型。与长武站点涡度相关通量数据及SWH模拟性能相比,SWH-m TSF模型反演日蒸散发效果欠佳,决定系数R2仅为0.44,均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE均有所增大,达到0.86 mm·d-1和0.62 mm·d-1,拟合指数AI为0.80。SWH-METRIC模型模拟效果最优,R2达到0.70,RMSE及MAE均有所减少,为0.67 mm·d-1和0.48 mm·d-1,A I为0.83。同时,耦合METRIC模型后的SWH-METRIC模型不仅没有造成误差累计,反而提高了模拟精度,适用于反演陕北黄土高原连续日蒸散发。（4）基于SWH-METRIC模型反演陕北黄土高原空间分辨率为1公里、时间分辨率为1天的蒸散发,探明了陕北地区年蒸散发时空演变特征。整体上,2002年～2009年陕北黄土高原年蒸散发呈现波动下降趋势。从空间分布上看,蒸散发高值区主要集中在南部洛川县和中部榆林市与延安市交界区域,低值区主要分布在洛川县周围区域（黄龙县、黄陵县及富县）;整个研究区除西部边界处呈现增加趋势,其他区域均呈现减少的趋势,其中中部区域呈现显著减少趋势（p<0.05）,显著减少区域面积约占陕北黄土高原面积的38%。
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