毛乌素沙地1960—2018年气候变化特征及影响因子分析

为了解毛乌素沙地近年气候变化特征,以期为区域沙漠化防治和灾害预警提供参考,基于毛乌素沙地及其周围邻近地区10个气象站点1960—2018年的逐月气温和降水资料,采用线性倾向估计、Anusplin空间插值、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析、R/S分析和Pearson相关分析等方法对毛乌素沙地近59 a的气候变化特征、未来气候变化趋势和主要影响因素进行了探究。结果表明:(1)毛乌素沙地近59 a的年平均气温呈显著上升趋势,增温速率达到0.35℃/10 a。其约在1996年发生突变,主要存在4 a左右的短变化周期,且增温速率随地区海拔的升高而加快。(2)毛乌素沙地近59 a的年降水变化速率为2.88 mm/10 a,夏季降水增速较快,但变化趋势均不显著且无明显的降水突变时间点和显著的振荡周期。(3)未来毛乌素沙地的年、季节平均气温和秋季降水均呈现持续性较强的上升趋势。总体而言,毛乌素沙地的气候呈现暖湿化趋向,厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)事件对其冬季气温影响较大,北极涛动(AO)和北大西洋涛动(NAO)对其冬夏季节降水影响较显著。     

山东省近55年来极端降水的时空变化与灾害效应研究

基于山东省1963～2017年22个气象站点的逐日降水数据,选取9个极端降水指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验联合滑动t检验、Morlet小波分析和克里金空间插值等方法,研究了山东省近55年来极端降水的时间变化趋势、突变特性、周期变化、空间分布规律以及气象灾害效应。结果表明:(1)1963～2017年山东省极端降水指数存在变化,但是变化趋势不显著,只有持续湿期呈显著下降趋势。(2)持续湿期和年降水量在1975年发生突变,强降水量在2002年发生突变,大雨日数在1975年、2002年发生突变,极端强降水量和降水强度在1993年发生突变,持续干期、日最大降水量、5 d最大降水量突变年份不明显。(3)各极端降水指数存在2～5 a、6～9 a、15～18 a的周期变化。(4)极端降水指数变化趋势空间差异显著,除持续干期和持续湿期外,其余7个极端降水指数呈下降趋势的区域主要分布在鲁东南地区及胶东半岛南部,呈增加趋势的区域主要分布于鲁中及鲁西北的部分地区。(5)旱涝灾害变化空间分布与相关的极端降水指数变化趋势基本一致:西北部和胶东半岛持续干期明显增加,旱灾也呈增加趋势;西北部及中部山区极端降水量和降水强度增加,洪涝灾害也在加剧。极端降水导致该区干热风灾害总体减少,但是该区部分地区未来发生干热风灾害的可能性增加。山东省应该有针对性地采取有效的防灾减灾措施,减少灾害损失。     

基于DEA模型的陕西省土地利用经济效益分析

运用数据包络分析方法中的C2R模型对陕西省10个地级市的土地利用进行了有效性评价。结果表明,陕西省10个地级市土地利用效率相差较大,从整体上看陕北地区城市土地利用的有效性高于关中地区,关中地区又高于陕南地区。分析了各城市土地利用DEA值低的原因,并给出了提高用地效益的建议。     

陕西省旬阳县耕地变化特征及驱动因子分析

陕西省旬阳县是我国南水北调中线工程的重要水源区,也是传统的农耕区,耕地利用及其变化对地区经济与生态环境起到指向性作用。笔者基于2001-2009年期间旬阳县耕地和社会经济发展历史数据,分析旬阳县耕地时空变化特点,并运用主成分分析法对旬阳县耕地变化驱动因素进行研究。分析表明：从\{2001-\}2009年,旬阳县耕地面积减少;各乡镇的耕地变化表现出明显区域差异性。在影响旬阳县耕地减少的主要因子中,经济发展因子是最主要因子。     

基于GIS与RUSLE的榆林市土壤侵蚀空间分布研究

利用3S技术,采用美国通用的水土流失方程(RUSLE),对榆林市2001和2010年的土壤侵蚀状况及其空间分布特征进行了计算分析。结果表明,榆林市2001年平均土壤侵蚀模数为4411 t/(km²·a),年均侵蚀总量为1.93×10⁸t;2010年的平均土壤侵蚀模数为6237 t/(km²·a),年均侵蚀总量为2.72×10⁸t。2001-2010年榆林市各区县的土壤侵蚀变化状况有着明显的空间差异,府谷、神木、榆阳、横山、靖边、佳县和子洲7个区县的土壤侵蚀类型发生了由中强度向高强度侵蚀的转化,土壤状况不断恶化。而定边、米脂、吴堡、绥德和清涧5县的土壤侵蚀类型由高强度向低强度侵蚀转变,水土流失状况得到有效遏制。     

陕北黄土洼淤地坝粗颗粒沉积与暴雨关系探究

对陕西省子洲县黄土洼天然淤地坝洪水沉积剖面进行系统的样品采集、粒度成分和137 Cs含量测定。利用137 Cs断代技术建立研究剖面的年代框架,从而将剖面中存在的粗颗粒沉积与研究区域1954年以来的暴雨资料进行对比分析。结果表明,137 Cs断代技术指示1954年洪水沉积位于剖面深290cm,137 Cs含量峰值指示了1964年的洪水沉积,70cm处的沉积层为1986的洪水沉积;依据137 Cs断代技术建立的地层年代框架,1954年至今剖面中存在20次明显的粗颗粒泥沙沉积层,其与研究流域日降雨量≥50mm的暴雨事件没有显著关系,而与日降雨量≥60mm的暴雨事件具有极好的对应关系,进而提出黄土洼淤地坝粗颗粒沉积层能够指示研究流域内日降雨量≥60mm的暴雨事件。本研究建立了利用粗颗粒泥沙沉积层指示日降雨量≥60mm的暴雨事件的方法,为反演黄土洼淤地坝近440年来日降雨量≥60mm的暴雨事件提供科学依据。     

陕北黄土洼天然淤地坝沉积物粒度特征与降雨关系研究

利用137 Cs断代技术进行沉积物的测年,结合1953—2010年的降雨资料,对黄土洼天然聚湫坝淤地沉积物粒度特征与降雨的关系进行了分析。结果表明,坝淤地4．1 m沉积物是在近百年内形成的,至少记录了42次较大的暴雨洪水事件;集中性降水形成的洪水,主要携带粗颗粒沉积物,对土壤的侵蚀力更强;在丰水年,沉积物粒度与年降水、7—9月降水、30日最大降水和24 h最大降水的相关性极显著,而在枯水年,沉积物粒度与降水因子的相关性较丰水年弱。本研究为反演陕北黄土高原土壤侵蚀产沙过程,推算侵蚀量提供理论依据。     

陕西省生态环境分类与评价研究

以遥感图像解译获取的土地覆被数据为基础,分析并提出陕西省生态环境分类系统和评价指标,并用数值模拟出的分值对该省区域、城乡聚落、陆地水生态环境质量进行排序和评价。     

唐代陕西黄土高原中南部地区洪涝灾害与气候特征

鉴于洪涝灾害对陕西黄土高原中南部地区的生态建设与经济发展影响重大,基于洪灾历史文献记录,结合数理统计、距平分析、连续小波变换及湿润指数等方法,对唐代(公元618—907年)陕西黄土高原中南部地区洪灾发生规律与气候变化进行了分析。结果表明:洪灾发生频次可分为4个阶段:618—637年与728—847年为洪灾高频期; 638—727年与848—907年为洪灾低频期; 受夏季风影响,洪灾发生频次整体变化趋势呈波动下降趋势; 洪灾等级具有2～5 a,5～9 a,20～30 a及52～80 a的周期,推测洪灾的发生与ENSO及PDO正负相位存在一定联系; 空间上,崂山以南的黄土高原沟壑区为洪灾多发区; 气候干湿特征表现为618—637年气候偏湿,638—837年整体偏干但存在10 a及20 a尺度气候偏湿的时期,838—907年以约10 a尺度进入干湿交替状态。唐代陕西黄土高原中南部地区较大洪灾年份与降水持续时间较长、暴雨这类极端降水事件及气候波动频繁存在联系。     

天镇县土地利用变化特征分析

通过对1996、2007年天镇县土地利用现状数据的分析,可知1996-2007年间,各类用地扩张面积由大到小的地类是:未利用地、林地、园地、居民及工矿用地、交通用地。用地面积减少数量由大到小排列为耕地、牧草地、水域。12a内,不同乡镇不同地类的土地利用年变率不同;全县园地及牧草地的土地利用变化速度最大,而且这两种地类土地利用年变率区域差异大。研究期间,除赵家沟外,其余乡镇的土地利用开发潜力增大,并且这些乡镇大部分位于平川区。天镇县各乡镇的建设用地率都变大,说明所有乡镇的用地都处于发展中状态。