1980—2012年渭河源区水文演变趋势分析

渭河源区是渭河重要的水源补给区,也是黄土高原水土流失最为严重的地区之一。基于清源河渭源站1980—2012年水文监测数据,分析径流变化、河道泥沙变化、产沙量与归一化植被指数(NDVI)的相关关系,结果表明:渭河源区径流量年际波动较大,总体呈现减少趋势,2000年后减少明显;5—10月份是一年中径流量较大的时段,这与降水量的分布较为一致;渭河源区河道含沙量总体处于降低的趋势,5—9月份河道含沙量较高,这与植被生长和降雨有关;随着NDVI值的增加,河流含沙量呈现明显减少趋势。     

三北防护林工程区气候变化分析

利用三北防护林工程区内气象站点近52 a气温与降水资料,研究了工程建设前后该区的气候变化特征。结果表明:(1)近52 a工程区增温趋势明显,增温速率为0.346℃/10 a; 1960-1977年为相对低温期,1978-1995年气温逐渐上升,建设后期1996-2011年气温显著增高;增温趋势具有明显的南北分异特征,显著升温区主要分布在工程区北部内蒙古高原、松嫩平原和吉林西部平原。(2)年降水量呈下降趋势,下降速率为3.554 mm/10 a;建设之前降水偏少,建设初期有所增加,1996年以来又呈明显减少趋势;降水变化东西差异明显,东部除嫩江平原、内蒙古阴山地区降水增多外,其他地区普遍减少,而西部大部降水呈增加趋势。(3)工程区气候变化空间差异明显,暖湿化区域主要集中在西部阿勒泰地区、柴达木盆地和东部内蒙古阴山地区、河套平原和松嫩平原,而其他地区如呼伦贝尔草原、大兴安岭山区、辽嫩平原则暖干化趋势显著。     

基于降水蒸发指数的1960－2015年内蒙古干旱时空特征

内蒙古地区农业以草原畜牧业和旱作农业为主,容易受到自然灾害,特别是干旱的影响。在气候变化的背景下,研究该地区干旱时空格局特征,对当地采取适应气候变化对策具有重要意义。为了明确内蒙古地区不同时间尺度干旱特征及其对气候变化的响应,该文选取1960-2015年内蒙古地区46个气象站点逐月气象观测数据,计算不同时间尺度标准化降水蒸散指数SPEI,结合Mann-Kendall检验、经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解、旋转经验正交函数(rotated empirical orthogonal function,REOF)分解、干旱评价指标等方法,分析了内蒙古地区56 a来干旱时空格局特征,讨论了干旱特征与太平洋年代际震荡(pacific decadal oscillation,PDO)指数的关系。结果表明:从时间变化来看,内蒙古地区干旱逐渐减轻,1976年发生突变;四季均呈变湿趋势,春季显著;全区干旱强度基本为轻旱和中旱,主要为局域性干旱和全域性干旱。从空间分布来看,内蒙古地区整体上呈西部干旱缓解、东部干旱加剧的趋势;夏季整体干旱显著加重,秋季次之,春季和冬季以减轻为主。按照干旱区域敏感性强弱可将内蒙古地区分为西部区(I区)、中部区(II区)、东北部北区(III区)和东北部南区(IV区),其中I、II区干旱逐渐减轻,III、IV区呈偏干趋势。56 a来SPEI与PDO指数存在同相位关系,PDO指数冷相位时,内蒙古地区全区偏干,反之则偏湿。研究结果可为内蒙古地区水热状况的科学评估及干旱的监测预警和防灾减灾提供理论依据。     

1981-2016年黄土高原植被NDVI变化及对气候和人类活动的响应

探析黄土高原植被覆盖演变及其驱动因素,有助于了解黄土高原生态现状,剖析植被变化和驱动因素,以期为区域生态环境治理和规划提供科学依据。基于黄土高原NDVI、气温、降水数据,采用变化趋势率分析、多元回归残差分析等方法,研究了1981—2016年黄土高原区植被NDVI变化特征及对气候和人类活动的响应。结果表明：(1) 1981—2016年,黄土高原区植被NDVI呈东南高西北低的空间格局,整体上升率高,生态恢复效果显著;在选择的45个地州市中,榆林、铜川、延安和渭南等地植被NDVI增加最快,兰西城市群和内蒙古部分区域植被呈减小趋势。(2)气候变化和人类活动的共同作用是近35年来黄土高原区植被NDVI整体快速增加和巨大空间差异的主要原因。气候变化对黄土高原NDVI变化的影响主要以轻微促进和中度促进为主,而农村人类活动、城市人类活动的影响主要为明显抑制和轻微抑制。(3)气候变化、农村人类活动和城市人类活动对黄土高原区植被NDVI增加的贡献率分别为82.03%,11.68%和6.29%;气候变化贡献率大于60%的区域占黄土高原的76.9%,主要集中在黄土高原的东部和中部,人类活动对NDVI的影响主要...     

吉林省辽河流域土地利用对气候变化的响应研究

综合运用遥感技术、GIS空间分析技术,在获取吉林省辽河流域1989—2012年土地利用/土地覆被变化（LUCC）数据及1962—2012年气候数据的基础上,分析了流域气候和土地利用的时空变化特征,并运用SPSS软件的Spearman秩相关分析,研究土地利用对气候变化的响应规律。结果表明:研究区土地利用类型以耕地和林地为主,湿地、水域萎缩、草地退化已成为生态环境恶化的主要表现;近50 a来气温呈显著增加趋势,降水量无明显变化;与土地利用变化数据的同期研究时段（1989—2012年）内气温呈下降趋势,其空间分布呈现由西南向东北逐渐降低,降水量呈增加趋势,在空间分布上由东南向西北逐渐减少,表明区域干暖化趋势有所改善;研究区不同土地利用类型对气候变化的响应有显著差异,其中,水田、水域和草地的面积变化受降水量的累积滞后效应显著,而与气温相关性较小。     

全球气候变化背景下近五十年中国湿度区域变化趋势

全球气候变化对国家尺度的农业及环境决策影响显著,研究全球气候变化下农业环境问题,对于农业的可持续发展有着积极的意义.运用实测的相对湿度月平均值,采用趋势分析方法,分析了过去50 a中国大气湿度的动态变化.结果发现:在全球升温背景下,中国相对湿度区域变化以95°E为分界线,95°E以西区域湿度普遍呈增大趋势,说明在全球变暖背景下,中国西部的湿度增大,呈现“暖湿化”趋势;95°E以东地区基本以相对湿度减小为主,呈现“暖干化”趋势,但个别区域湿度增大.在升温比较一致的情况下,各地湿度变化的趋势不同,主要是由降水变化的区域差异引起的.西北干旱区湿度的增大,对于西北干旱区的生态环境有着重要的意义,有利于这一地区的农业发展.     

1961-2008年陕西省年际气温和降水区域性变化特征分析

采用陕西省1961-2008年63个测站均一化订正后的气候资料,分析了陕西省不同区域近48a来的气候变化,结果表明:年平均气温近48a上升趋势明显,在1993年前后发生突变,突变前后年平均气温显著上升了0.8℃,上升幅度呈由南到北逐渐增强的趋势;冬、春季气温在突变后上升最为明显,升温幅度较大区域分别为长城沿线风沙区和渭河河谷平原区,年平均最高气温在1990年以后迅速升高,最低气温在2000年开始迅速升高;全省年平均降水呈明显的减少趋势,年平均降水的线性减少率为19.6mm/10a,秦岭南麓浅山区、汉江河谷平原及巴山区年平均降水的减少趋势比较明显。1980年前后和2000年前后为暴雨多发期,但中、大雨的总日数呈明显减少。     

渭河流域地表水资源未来变化趋势分析

全球气候的暖干变化,将会加剧水资源供需矛盾。在分析渭河流域降水及径流量时空分布基础上,根据渭河产流和水平衡原理,依据假定的未来不同气候变化情景,采用模型模拟方法,分析了渭河流域地表水资源量对气候变化的响应趋势。提出了该地区水资源合理利用方案。     

基于中国气候变化区划的1951-2010年暴雨统计分析

采用659个气象观测站日值降水数据计算了中国年际和年代际暴雨雨量和暴雨雨日,然后基于中国气候变化区划(1961-2010年)对中国暴雨进行了分区统计.结果表明:在中国气候变化区划降水呈增加和减少的区域,绝大多数的暴雨呈现相应的年际和年代际的增加和减少趋势.但也有在降水趋势减少的I1东北-华北暖干趋势带的小兴安岭-长白山-三江平原气温波动增强、降水量波动减弱区和Ⅲ3西南-华南干暖趋势带的云贵高原南岭西部山地丘陵降水量波动增强、气温波动增强区两个二级气候变化分区,暴雨呈现增加趋势;反之在降水趋势增加的Ⅳ1藏东南-西南湿暖趋势带的藏东南山地-高原降水量波动增强、气温波动增强区,暴雨呈现减少趋势.进一步对暴雨分为短历时的对流型暴雨和长历时的过程型暴雨也有类似的结论.说明现有的一级和二级气候变化区划在一定程度上可以反映暴雨的变化,但仍需要深入采用以极端降水为指标的三级区划对暴雨变化进行研究.     

1960—2017年黄土高原昼夜降水变化特征

为了探究黄土高原气候暖干化背景下的昼夜降水变化规律,利用黄土高原55个气象观测站1960—2017年逐日降水数据,使用线性拟合和空间分析法研究了年际及雨季(5—10月)降水量、降水日数、降水强度及夜雨率等降水指标的变化特征。结果表明:(1)黄土高原历年和雨季的昼夜降水量、降水日数均呈下降趋势,降水强度则呈上升趋势。历年降水量和降水日数下降幅度高于雨季,降水强度上升幅度低于雨季。(2)黄土高原地区雨季昼夜降水指标的空间格局差异明显。雨季降水量和降水强度自东南向西北递减,昼降水日数呈西南和东北偏多、西北偏少,夜降水日数呈西南偏多、西北偏少的空间特征。(3)黄土高原历年及雨季的平均夜降水率分别为50.44%,50.34%。晋豫交界及六盘山以西区域夜雨率高于50%; 陕西西部及中北部、内蒙包头至呼和浩特、祁连山以东等区域夜雨率呈上升趋势,山西中部及东北部、宁夏银川至内蒙鄂托克旗等区域下降趋势明显。综上,黄土高原地区未有明显的夜雨现象。     

20世纪末期黄河源区土地覆盖变化与气候变迁过程研究

利用NOAA-AVHRR数据,应用BP神经网络图像分类方法,研究了1990~2000年黄河源地区土地覆盖变化的过程,并分析了这11年间黄河源地区的气候变化趋势。在此基础上,通过偏相关模型对土地覆盖变化与气候变化之间的关系进行了分析。结果表明在1990~2000年间,黄河源区域荒漠化土地面积急剧增加,平均植被覆盖度呈持续下降趋势;而区域平均年平均气温、年最高气温都明显升高,年最低气温也有上升趋势,区域平均年降水量则呈波动下降趋势。对两者相关性分析表明,不同土地覆盖类型土地面积与各气象因子之间具有不同的相关关系,气候变化是影响黄河源区土地覆盖变化的一个重要驱动因素。     

2000—2019年黄土高原地区土壤保持时空变化及影响因素分析

为揭示全球气候变化背景下黄土高原的生态建设成效,以土壤保持量为评估指标,应用美国修正通用土壤流失方程,评估了黄土高原土壤保持服务功能以及植被、气象等因素对其影响,分析了2000年以来植被和气候变化影响下黄土高原土壤保持量时空动态变化特征。结果表明:2000—2019年黄土高原土壤保持量平均值为109.5 t/hm²,并呈增加趋势,平均每年增加2.0 t/hm²,空间分布黄土高原中部和东部土壤保持量增加较明显。2000年以来黄土高原地区植被NPP呈增加趋势,年平均值为330.5 gC/m²,且平均每年增加7.2 gC/m²; 2000年以来植被覆盖度年平均值为29.2%,且以平均每年0.52%的趋势增加。黄土高原地区2000年以来气温和降水量均显著增加,平均年降水量为469.1 mm,且呈增加趋势,平均每年增加3.1 mm,年平均气温为10.2℃,平均每年增加0.03℃。黄土高原生态恢复措施加强,加之区域“暖湿化”有利气候条件,促进了区域生态建设成效显现,成为黄土高原生态恢复、功能提升的重要因素之一。     

内蒙古地区气候资源变化趋势分析

内蒙古地区有不同类型草地,也有典型的农牧交错带,对气候变化敏感,分析该地区气候干湿变化,对当地采取适应气候变化对策具有重要意义。利用内蒙古地区1961-2005年日平均温度、年平均温度、降水量、日照时数等主要气象要素资料,计算内蒙古地区湿润系数,综合分析气候变化背景下内蒙古地区气候资源变化情况。结果表明:近45a来,内蒙古地区年平均温度上升,T≥0℃积温均呈明显增加趋势;内蒙古东部及东北部大部分地区降水量有增加趋势,西部大部分地区降水量则呈减少趋势;荒漠、半荒漠、草甸草原景观面积呈增加趋势,典型草原、森林草原及森林类型区面积呈减少趋势。气候变化背景下,生长季延长给内蒙古东部湿润区的农林业生产带来机遇,但大部分地区荒漠化趋势加剧,草原生态系统脆弱性加剧,给农牧业生产与生活带来新的风险。     

气候暖干化背景下东北地区旱涝时空演变特征

[目的]从旱涝灾害角度探讨气候变化对东北地区的影响,以期充分利用气候资源,为农业领域应对气候变化的对策措施提供理论依据。[方法]统计东北地区1956—2012年50个气象台站的逐月气温、降水资料,通过样条插值法、Mann—Kendall检测及Z指数方法对该区降水及旱涝时空演变特征进行分析。[结果](1)近57a东北地区气候整体呈现暖干化的趋势;(2)半湿润区增温幅度最大,达0.34℃/10a,湿润区相对较低,为0.25℃/10a。半湿润区降水减少趋势最为明显,为-8.82mm/10a。(3)东北全区、半干旱区、半湿润区Z指数变化一致,呈现出"涝—旱—涝—旱"的演变特征。(4)大涝频率高值中心分布于小兴安岭北部和三江平原、嫩江流域北部等;大旱频率高值中心集中分布于东北地区西部。[结论]东北地区气候暖干化的趋势给该区农牧业带来不利影响,受旱地区应及时启动干旱预警紧方案,开展抗旱工作。     

渭河中游气候变化及其对水文要素的影响

为了探究渭河中游气候变化及其对水文要素的影响,基于渭河中游1970-2017年气候与水文要素资料,运用线性回归、Mann-Kandall检验、小波分析等方法分析了50年来气候及水文要素的时空变化趋势、周期及突变特征。采用双累积曲线法判定径流量突变点,累积量斜率变化率法探讨了气候变化与人类活动对径流量变化的影响程度。结果表明:渭河中游年均气温、气压、水汽压和潜在蒸发量分别呈0.349℃/10 a,0.96 hPa/10 a,0.11 hPa/10 a,2.66 mm/10 a的上升趋势;风速与大气相对湿度每10 a呈-0.16 m/s,-0.65%的下降趋势,各气候要素冬春季节的变化幅度更大;除水汽压外各气候要素均存在明显的周期变化;气温、水汽压及大气相对湿度分别在1996年、1983年和2003年发生显著突变。水文要素中径流量与降水量呈显著下降趋势。气候要素与水文要素的变化有较强相关性。人类活动对径流量减少的贡献率大于气候变化的贡献率,但气候变化的贡献率近年来有增长趋势。     

半干旱区气候变化背景下近20年内蒙古武川县耕地质量变化

耕地质量是国家经济和社会可持续发展的关键因素,气候变化引起的耕地质量变化已成为全球变化研究的热点问题之一。该文以我国北方典型半干旱气候敏感区武川县为例,利用1989-2009年历史气候数据和土地利用资料,研究了气候变化对生产潜力、标准耕作制度和产量的影响,在此基础上进一步研究了武川县耕地自然质量等指数和土地利用等指数的变化情况。结果表明：武川县气候呈显著干暖化趋势,在其影响下,武川县耕地自然质量等指数呈下降趋势,水分是制约自然质量等指数的关键因素;旱地土地利用等指数呈下降趋势,水浇地土地利用等指数则呈上升趋势。该研究能够为气候变化背景下制定土地利用制度,保护和提高耕地质量提供科学依据。     

近60年来渭河甘肃段径流演变及驱动因素

分析径流量的长期变化趋势并研究其影响因素是高效利用地区水资源的前提。为明确气候变化与人类活动对渭河甘肃段径流的影响,利用Mann-Kendall方法和R/S方法,分析了渭河甘肃段径流、降水与气温等水文气象要素的变化趋势;利用小波分析对径流的周期性特征进行了研究;通过Mann-Kendall方法与累积距平法判定了径流变异年份,并将整个研究周期分为基准期与人类影响活动期;通过累积量斜率变化率法定量计算了气候变化与人类活动对径流变化的贡献。结果表明：(1) 1953—2010年,渭河甘肃段径流量与降水量整体呈下降趋势,气温呈显著上升趋势。(2)径流突变出现在1991年,人类活动影响期较基准期径流量下降8.02亿m³,其中气候变化对径流量减少贡献率为37.57%,人类活动影响占比62.43%。综上,人类活动对径流的影响占据主导。研究阐明了渭河甘肃段未来水文气象变化趋势,并对径流变化驱动因素的定量分析,为地区水资源的高效利用提供了理论依据。     

北方农牧交错带气候变化与旱涝响应特征

依据北方农牧交错带1961-2012年46个气象站气温、降水数据,采用气候倾向率、Mann-Kendall检测及Kring插值法,对该区气候变化及旱涝时空特征进行了分析。结果表明:(1)近52 a,北方农牧交错带气候呈现暖干化趋势,1986年后暖干化趋势有所加强。(2)不同区域不同时段,气温、降水表现出不同的变化特征。(3)全区及3个子区旱涝等级均呈上升趋势,不同区域旱涝等级变化趋势差异显著。(4)北方农牧交错带大涝呈"片状"分布,大旱呈"斑点状"分布。全区整体相对较易发生大旱,东北段相对更易发生大涝,华北段更易发生大旱。     

黄土高原50余年来降雨侵蚀力变化及其对土壤侵蚀的影响

采用Mann-Kendall非参数检验法和累积量斜率变化率分析等方法,分析了黄土高原1960—2011年降雨侵蚀力变化及其对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)黄土高原年均降雨侵蚀力呈显著下降趋势,平均年下降速率为3.64MJ·mm/(hm~2·h·a);(2)年降雨侵蚀力在空间上呈现"大者变小,小者变大"的变化趋势,以400mm等降雨线为分界线;(3)降雨侵蚀力变化不是影响河流输沙变化的主导因素,渭河、泾河、北洛河、延河、无定河和汾河的贡献率分别为1.54%,0.11%,10.87%,16.47%,5.71%;(4)不同流域降雨侵蚀力对土壤侵蚀作用程度不同,主要支流侵蚀产沙率泾河无定河渭河延河北洛河汾河。降雨侵蚀力的分布特征和变化趋势,结合不同流域侵蚀产沙率,可作为评价流域内气候变化对土壤侵蚀作用的指标。     

黄土高原区植被恢复的空间差异性分析

为了探究黄土高原区植被覆盖的空间分布特征、不同退耕坡度区域和不同气候带区域植被恢复程度,采用黄土高原区2000—2013年的MODIS/NDVI数据进行分析。结果表明:1)2000—2013年黄土高原区的归一化植被指数均值从东南向西北逐渐递减,呈3条带状:<0.2、≥0.2~0.4、≥0.4,大致对应于中国农业气候分区的干旱中温带、中温带、南温带3个气候区。2)2000—2013年黄土高原区植被覆盖呈增加趋势,增加区域的面积比例超过88%,且夏季比年均表现更明显。50%以上区域年均植被覆盖呈现中度改善或明显改善,50%区域上夏季植被覆盖明显改善。3)黄土高原区中温带的年均植被覆盖呈中度改善趋势,夏季植被覆盖呈明显改善趋势;干旱中温带、南温带的年均植被覆盖处于轻微改善状态,夏季植被覆盖以中度改善和轻微改善为主。4)≥15°~25°的坡度区域,植被恢复效果都好于其他坡度条件,夏季明显改善和中度改善的面积比例超过60%,年均也超过40%;坡度<6°或≥35°的区域,年均植被覆盖基本不变和退化面积比例接近20%。