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蒸散发(ET)是联系水量平衡与能量平衡的纽带，准确估算和预报年蒸散发量对于揭示变化环境下区域水热平衡演变规律、发展水循环理论研究和优化水资源配置等具有重要意义。针对流域年蒸散发估算具有区域差异性且其形成机制尚不明确这一关键科学问题，本论文首先研究了我国潜在蒸散发演变及致因;进一步考虑气候、水文及下垫面类型的多样性，在全国范围选取了210个典型流域，基于Budyko区域水热平衡理论，综合研究了年蒸散发在干旱-半干旱和湿润区估算的区域特征及其差异性形成机制，最后定量揭示了地表储水量变化对蒸散发影响的时间尺度效应，形成如下四个方面研究结论: （一）发展了新的析因数值实验(ED)法对我国潜在蒸散发趋势变化归因研究，与传统的偏导归因(PD)法相比具有一定的优势。基于数值实验模拟，本论文发展了新的析因数值实验法，并用于潜在蒸散发趋势变化归因研究，对比传统PD法结果，RMSE减小约15％，且ED法具有更好的普适性（例如PD法在无法推导偏导解析式时不能采用），因而为定量化开展水文-气候变化归因分析提供基础。基于更优的ED法对1960-1993时段我国潜在蒸散发趋势下降进行归因分析，发现风速下降的贡献占潜在蒸散发趋势变化的～60％，辐射下降的影响几乎抵消了气温升高的贡献。 （二）发现了我国年蒸散发估算精度具有区域特征，湿润区年蒸散发估算精度较低而非湿润区年蒸散发精度较高。以水量平衡公式计算的蒸散发(即ETwb)为标准，基于Budyko区域水热平衡理论估算的流域年蒸散发（即ETBudyko）精度区域差异显著:(1)在湿润区102个流域，～90％的流域R2小于0.2，～30％的流域误差（RMSE/ETwb）高于30％，～60％的流域误差在10％-20％间，年蒸散发估算精度较低;(2)在非湿润区108个流域，超过95％的流域R2高于0.7，～90％的流域误差小于10％,～50％的流域误差小于5％，年蒸散发估算精度较高。 （三）揭示了蒸散发年际变异性影响因子和地表储水量变化(△S)影响存在显著区域特征，是蒸散发在不同水热格局条件下呈现不同估算精度的主要致因。蒸散发年际变异性影响因子的贡献率存在显著区域特征:在非湿润区，降水变异性为主控因子，对蒸散发年际变异性贡献率高达94％;而在湿润区，蒸散发年际变异性受降水变异性、潜在蒸散发变异性和降水、潜在蒸散发的协方差综合影响，三者表现出区域特征，致使非湿润区年蒸散发估算精度优于湿润区。△S影响同样具有显著区域差异性:在非湿润区，～90％降水转化为蒸散发，△S占蒸散发的比例相对低，对蒸散发估算和年际变异性影响小，因而年蒸散发估算精度较高;而在湿润区，～43％降水转化为蒸散发，△S所占比例相对较高，对蒸散发估算和年际变异性影响大，直接导致湿润区年蒸散发估算精度较低。 （四）阐明了地表储水量变化对流域蒸散发影响具有时间尺度效应，是导致湿润区蒸散发在不同时间尺度上估算误差的主要致因。在年尺度上，对比ETBudyko+△S与ETwb，湿润区流域R2提高显著。为此，本论文设计了一组数值实验，通过滑动平均过程来模拟和分析在多年平均尺度上△S对ETwb的影响。研究表明，当时间步长为4年时，误差(RMSE和RMSE/ETwb)降至50％;当步长为5年时，～75％的湿润区流域误差降至10％以下;在10年尺度，90％以上流域误差降至10％以下，估算精度增大到90％。随着滑动平均时间步长的增加，模拟精度持续改善。△S对ETwb及其年际变异性影响较大，使得模拟结果难以反映这种大幅的变异性，导致湿润区年尺度蒸散发估算精度普遍偏低。