地表平均蒸散量占降水量的60%~65%。由于下垫面的多样性，地表蒸散过程复杂多变，准确估算蒸散量仍然是生态水文学及相关学科研究的热点和难点之一。广义互补方法以陆气互馈为基础，需要的地表参数较少，能在一定程度上减小因过多参数输入所导致的蒸散估算结果的不确定性。本研究基于美国工程院院士Brutsaert教授于2015提出的广义非线性平流干旱模型（GNAA）和后续给出的参数αe-B半经验函数的构建方法，利用全国9大流域片区内的49个Ⅱ-Ⅲ级流域的径流和气象数据，率定了参数αe-B半经验函数的系数，估算了全国地表实际蒸散量，并特别就其中典型植被恢复区——黄土高原进行了深入分析。
参数αe-B是GNAA模型自变量的重要组分。αe-B的半经验函数由其与干燥指数之间的关系给出，起到了对GNAA的自变量进行了尺度缩放变换的效果，使得GNAA模型也满足在极端干燥条件下自变量与因变量同时趋于零的边界条件（图1）。估算结果表明全国多年平均蒸散量为443.1±14.7mm/yr，空间上从西北（内陆河片区221.2±19 mm/yr）向东南逐渐增加（珠江片区840.9±19 mm/yr）。全国年蒸散量在1998年之前增速较大，之后则趋平缓；但从1982年到2017年看，总体上依然呈显著上升趋势（图2）。黄土高原地区近四十年来蒸散量上升趋势不显著（图3）。本世纪以来， 与“退耕还林还草”工程实施相关联，该区域植被覆盖度显著增加，蒸散量也随之增加，但降水量也增加了，且其增加速率稍大于植被恢复所造成的地表耗水的增加速率，黄土高原的产水量并没有减少。该研究对于做好区域水资源管理，推进生态建设、农业生产和经济发展具有重要意义。
图1 (a)干燥指数与参数αe-B的关系及(b)GNAA基础式理论曲线与49个样本流域数据散点分布
图2 中国蒸散量的时空变化特征
图3 黄土高原蒸散量、降水量和NDVI的年际变化
该论文以“Spatiotemporal characteristics of evaporation in China and its response to revegetation in a typical region by a generalized complementary approach”为题发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology (Q1,IF=6.2)，收录于ChinaFLUX20周年专刊“Carbon, nitrogen and water fluxes of terrestrial ecosystems in China”，周海香副教授（现就职于西北师范大学，2021年博士毕业于中国科学院大学）为论文第一作者，刘文兆研究员（西北农林科技大学、中国科学院水利部水土保持研究所）和张勃教授（西北师范大学）为论文共同通讯作者。研究受到国家自然科学基金项目（41971049）和中国博士后科学基金项目（2022MD723844）等资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2023.109700