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陆面蒸散发是地气系统中物质和能量交换过程的一个重要环节，也是影响地球表层水汽循环和大气环流形式的重要因素，它的时空变化形式影响着区域生态环境。蒸散发的精确估算，对于进一步确定流域内水分和能量的动态变化状况、促进水资源的有效利用和科学管理以及区域可持续发展具有重要意义。如何准确地估算地表区域蒸散发，成为水文学、气候学和环境科学研究中的一个重要课题。遥感技术和GIS的迅速发展，为区域蒸散发研究带来了新的机遇。
本文以黑河中上游为研究区，分别采用Penman公式以及联合国粮农组织(FAO)推荐的FAOPenman-Monteith、FAOPenman公式进行单点逐日潜在蒸散发的估算和结果评价，从中确定效果最好的方法，并且探讨了气压、实际水汽压、风速等气象因子缺测时单点潜在蒸散发的估算方法。在此基础上，本文利用单点潜在蒸散发最佳估算方法，结合LandsatTM影像、DEM以及气象观测数据，将气温、日照时数和风速等气象参量空间内插，估算了空间分布的潜在蒸散发，通过模拟值对站点实测数据进行精度验证，以及分析了潜在蒸散发时空动态变化。另外，本文进一步探讨了潜在蒸散发与叶面积指数(LAI)的关系，得出以下结论：
(1)单点潜在蒸散发估算结果表明，FAOPenman-Monteith公式估算潜在蒸散发最为有效，而且估算值与实测值在荒漠半荒漠绿洲区比高寒森林草甸区有更好的相关关系。气象资料缺测时潜在蒸散发的估算研究表明，采用平均风速代替风速，根据DEM计算气压、最低气温计算实际水汽压效果相对较好，结果也证实了气压、风速、水汽压是对潜在蒸散发不太敏感的气象因子。
(2)空间分布的潜在蒸散发模拟值和站点实测值相关分析结果表明，模拟潜在蒸散发效果相对较好。潜在蒸散发在时间上动态变化表现为，任何地物类型4～9月变化趋势基本相似；变化幅度表现为5～7月较小，其他月份较大；潜在蒸散发在5～8月份相对较高，尤其是7月份最高。在空间上表现为，荒漠半荒漠绿洲区变化相对平缓，而高寒森林草甸区幅度相对较大，其变化幅度与高程的起伏程度有一定的关系。
(3)潜在蒸散发和叶面积指数相关分析发现，在荒漠半荒漠绿洲区潜在蒸散发随着叶面积指数的增加呈指数递减趋势。研究同时发现，当叶面积指数大于3时，潜在蒸散发基本上不再随着叶面积指数的增加而降低。表明植被对潜在蒸散发有抑制作用。