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本文利用全球陆地蒸发阿姆斯特丹模型（GLEAM）分析历史（1985-2014年）数据，并结合基于距离观测与模拟指数（DISO）筛选的五组CMIP6最优模型对未来（2021-2100年）在四种共享社会经济路径（SSP）情景下的变化进行预估，系统评估了中亚干旱区（ACA）蒸散量（ET）的时空演变规律及其与气候驱动因子的关系。研究指出，ET的持续增加（尤其在SSP5-8.5情景下）将重塑区域水循环，对水资源安全、生态系统及“One Health”构成挑战，强调了适应性水管理的紧迫性。
蒸散量（ET）是陆地水、能量和碳循环的核心组成部分，调控着地-气相互作用，对区域至全球尺度的植被动态、水文过程和气候变化具有重要影响。本研究聚焦于中亚干旱区（ACA），该区域社会生态系统脆弱，对ET动态极为敏感。研究综合使用全球陆地蒸发阿姆斯特丹模型（GLEAM）数据和23个CMIP6地球系统模型的输出，通过距离观测与模拟指数（DISO）指标筛选出适用于ACA的五个最优模型，进行了从历史到未来的多时间尺度综合评估。
1 历史时期（1985-2014年）ET的时空变化
历史分析表明，1985年至2014年间，无论是GLEAM数据（ETa）还是CMIP6多模型集合（MME）均显示ET显著增加，趋势率分别为0.43 mm/a和0.98 mm/a（p < 0.05）。从季节来看，增长速率存在差异，GLEAM数据中春季增长最快（0.2 mm/a），而MME数据显示春季和夏季增长最为显著。空间上，ETa显著增加的区域约占24%，主要集中在准噶尔盆地和天山山脉；而ET减少的区域约占4%，位于哈萨克斯坦里海沿岸低地北部等地。MME则显示76%的区域ET呈上升趋势。曼-肯德尔（MK）趋势检验识别出多个突变点年份，如2002、2004和2014年。
2 未来时期（2021-2100年）不同情景下的ET变化
对未来在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5四种情景下的ET进行了预估。结果表明，在除SSP1-2.6外的三种情景下，未来年ET均呈现显著上升趋势，其中SSP5-8.5情景下趋势率最高，达0.79 mm/a。在SSP1-2.6情景下，年ET变化趋势不显著（0.06 mm/a）。从生长季看，SSP1-2.6情景下ACA有48%的区域ET减少，主要位于哈萨克斯坦；而在SSP5-8.5情景下，ET减少区域比例降至15%，显著增加区域集中在昆仑山脉。空间上，在高排放情景下（如SSP5-8.5），超过85%的区域ET显著增加，主要分布在哈萨克斯坦北部、吉尔吉斯斯坦与塔吉克斯坦边境以及新疆昆仑山地区。季节变化显示，春季和夏季的ET变化对情景的增强最为敏感，而秋季和冬季在四种情景下均呈现显著上升趋势，且在SSP5-8.5情景下增幅最大。
3 ET与气温、降水的关系
气候变化是影响区域水热分布的关键环境因子，其中气温和降水是ET最主要的气候驱动因子。研究发现，在2021-2100年期间，ET与气温呈显著正相关，在SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下相关系数约为0.7。空间上，在吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦和新疆南部，ET与气温呈现0.5–0.7的强正相关；而在乌兹别克斯坦和土库曼斯坦部分地区则观察到显著的负相关。ET与降水的相关性整体低于气温，在SSP1-2.6情景下相关系数为0.52，在其他情景下约为0.45。这表明，气温变化对ET的影响比降水变化更为显著。然而，在水分受限的环境中，气温升高可能加剧土壤水分消耗，反而抑制实际ET，呈现复杂的非线性关系。
4 讨论
4.1 利用NISAR土壤湿度数据进行新一代ET监测
即将到来的NISAR任务将提供200米分辨率的土壤湿度产品，有望改变中亚地区的ET监测。这些高分辨率数据可用于改进陆面模型、验证CMIP6 ET预估，并支持精准灌溉管理、干旱预警等应用，对ACA的可持续水资源管理至关重要。
4.2 未来不同情景下ET的不确定性分析
研究量化了不同SSP情景下ET的不确定性（以模型间标准差表示）。结果表明，ET不确定性随时间推移和排放强度的增加而显著增加。在低排放的SSP1-2.6情景下，不确定性较低，模型间一致性较强；而在高排放的SSP5-8.5情景下，尤其是在世纪末期，不确定性大幅增加，在哈萨克斯坦北部等地标准差超过50毫米。空间上，ACA中部和西部的山区不确定性始终高于东部平原，这反映了复杂地形区域对气候变化的敏感性更高，也凸显了减排对于降低水文不确定性的重要性。
4.3 气候因子对ET时空变异的影响
总体而言，在大多数SSP情景下，未来ACA的ET预计将增加，这主要由气温上升和降水格局变化驱动。然而，ET的响应存在显著的空间异质性和季节差异。在水分受限的夏季，升温可能因加剧土壤干旱而导致ET增长受限甚至下降。降水与ET的关系也可能因降水形态（如降雪）、土壤特性等因素而脱钩。这些发现与全球其他干旱区和高海拔地区的研究相一致，强调了ACA地-气相互作用的复杂性。
4.4 从“One Health”视角看ET对中亚人兽共患病的影响
从“One Health”（一体化健康）视角来看，ET的变化不仅能通过影响植被生产力、土壤湿度和近地表温湿度来塑造宿主（如啮齿动物）的栖息地适宜性，还可能间接影响病原体的存活条件，从而改变人兽共患病的传播风险。在ACA和新疆地区，ET所反映的生态水文过程差异常与生态系统类型和生境条件相对应，这些环境因子与宿主分布、病原体活力的相互作用，共同决定了疾病的风险格局。气候变化预计将进一步改变ACA的水分和能量收支，从而可能通过改变ET模式来重塑区域生态系统结构和人兽共患病风险景观。未来的研究应将ET等环境指标纳入多因子分析模型，整合高分辨率环境数据与流行病学记录，以更好地评估不同气候情景下的疾病风险。
5 结论
本研究量化了ACA地区ET的历史和未来变化。历史时期（1985-2014）ET显著增加，未来时期在除最低排放情景外均呈现持续上升趋势，且在SSP5-8.5高排放情景下增幅最大。ET变化存在明显的空间异质性和季节性差异。气温被确定为所有情景下ET的主要驱动因子，而ET与降水的耦合关系在强增温情景下减弱，表明大气需求将日益主导地表水分流失。这些变化预示着流域尺度的水平衡将被重塑，可能加剧季节性水分短缺。研究结果强调了在ACA这一高度脆弱的干旱区，采取适应性灌溉调度、水库管理和干旱风险缓解策略，以维持水安全、生态系统可持续性和从“One Health”角度防范相关健康风险的紧迫性。
