Page 94 - 2022年第53卷第10期

２
ｑｑ ｆ ＋ ｆｆ
０ １
０ １ ０
ｆ ＝ （１０）
ｂ ２ ２
ｑ＋ ｆ
０ ０
由此求得虚拟点（ ｆ，ｑ）的坐标，可量化气候变化、下垫面变化对实际蒸散发 Ｅ 的贡献。如定义
ｂ ｂ Ｔ
所指，在一定气候条件（即恒定干燥指数）下，下垫面变化改变实际蒸散发，（ ｆ，ｑ）所对应的 Ｅ 可
ｂ
ｂ
Ｔ，ｂ
由 ｑ与初始气候条件 Ｐ相乘得到：
０
ｂ
Ｅ ＝ ｑＰ ＝ ｑＰ （１１）
Ｔ，ｂ ｂ ｂ ｂ ０
Ｅ 被定义为由基准期到变化期，归因于下垫面贡献的实际蒸散发量。利用观测的基准期实际蒸
Ｔ，ｂ
散发量 Ｅ ，可推算由下垫面变化引起的实际蒸散发变化量 Δ Ｅ ，见式（１２）。基于水文循环仅由下
Ｔ，Ｌ
Ｔ，０
垫面、气候变化两个影响因素共同驱动的假设，认为除下垫面驱动部分（ Δ Ｅ ）外的蒸散发变化 （ Δ Ｅ －
Ｔ，Ｌ Ｔ
Δ Ｅ ）都归因于气候变化，由此推导出气候变化引起的实际蒸散发变化量 （ Δ Ｅ ），见式（１３）。
Ｔ，Ｌ
Ｔ，Ｃ
Δ Ｅ ＝ Ｅ － Ｅ Ｔ，０ （１２）
Ｔ，ｂ
Ｔ，Ｌ
Δ Ｅ ＝ Ｅ － Ｅ Ｔ，ｂ （１３）
Ｔ，Ｃ
Ｔ，１
２．３ 研究区域与数据来源 本文所用数据涵盖了 １９００—２００８年间全球除南极洲外的六大洲合计 ８３个
流域的年均径流量（ Ｒ）、降水量（Ｐ），实际蒸散量（Ｅ）（由水量平衡方程 Ｅ ＝ Ｐ － Ｒ推求），研究流域分
Ｔ Ｔ
布见图 ３。为了厘清流域水文过程的时间演变规律，所涉及的数据被分为 １９００—１９５０年、１９５１—２００８
年两个时间序列。数据来源于 Ｊａｒａｍｉｌｌｏ等 ［２３］ 的研究，其中流域年均径流量（Ｒ）来源自德国联邦水文局
全球径流数据公开平台 ｈｔｔｐｓ：??ｗｗｗ．ｂａｆｇ．ｄｅ?ＧＲＤＣ?ＥＮ?Ｈｏｍｅ?ｈｏｍｅｐａｇｅ＿ｎｏｄｅ．ｈｔｍｌ。根据 各流 域 干燥指
数 ［２４］ 及相应分类标准，将全球 ８３个流域划分为 ３类不同的气候区，其中湿润区 ３９个（如长江流域）、
半湿润区 ２２个（如易北河流域）、干旱与半干旱区 ２２个（如科罗拉多河流域）。同时，根据各流域基于
Ｂｕｄｙｋｏ － Ｆｕ公式 ［１７］ 计算出来的流域特征参数 ｎ，参考周国逸等 ［２５］ 和 Ｚｈｏｕ等 ［１８］ 指出 “ｎ ＝ ２ ” 可作为水
文响应敏感性的重要临界值，划分出 ３４个（如幼发拉底河流域）低 ｎ值（ｎ ≤２，即持水能力低的流域）、
４９个（如密西西比河流域）高 ｎ值（ｎ＞２，即持水能力强的流域）两类下垫面特征区。

图 ３ 研究流域分布图

通过计算各流域在 １９００—１９５０年、１９５１—２００８年两个时间段之间干燥指数、下垫面特征值的相
对变化率，结合全球分布图展示各流域气候及下垫面条件的变化趋势，如图 ４所示。可见，流域干燥
指数（气候条件）在全球范围内出现了不同的变化，其中相当一部分流域的气候呈愈加干旱趋势。同
时，北美与欧洲北部的一些高纬度流域变得更加湿润。就下垫面特征参数而言，全球范围内有相当一
部分流域的 ｎ值增加明显，且可能朝着植被条件更优、流域调蓄能力更强的方向变化，这可能与人类
活动尤其是当地生态修复治理有关。与此同时，有一些流域的下垫面特征参数出现了下降态势，如南
美洲的奥里诺科河流域。

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