黄河河源区水土流失空间结构遥感分析

引进景观生态学的空间结构分析思路,水土流失空间结构的４个主要元素是斑块、廊带、基面和边缘带。根据黄河河源区地质调查所获实际资料和遥感影象信息,从３个不同等级层次对河源水土流失的空间结构特征进行了研究。河源区水土流失受自然因素和人类不合理开发利用因素联合控制,但后者的作用更为重要,而且导致了河源新的危害性更大的水土流失类型。河源的水土保持措施是增强全民生态意识,制止短期经济行为。具体途径是（１）保护     

黄河上游主要干支流近期降水、径流统计特征变化分析

根据降水对径流的影响,利用假设统计检验法对黄河上游干流唐乃亥和支流洮河、湟水河、大通河四个流域——即刘家峡以上黄河主要干支流流域,近30年来的降雨径流变化趋势进行了分析与检验。为探讨流域蓄水特征和产流特征变化,考察总径流量变化趋势,分别对枯季径流、汛期径流、年径流及相应时段降水做了同步分析,并分区域探讨了降水和径流的变化趋势及其变化原因,得出黄河上游径流在这四个流域有减少的趋势,但程度各不相同的结论。湟水和大通河在降水和径流方面的变化均不显著,洮河流域降水减少最为明显,且下游减少最为厉害。在径流方面,洮河汛期径流量变化趋势不同于降水,人类用水量的行为已改变了径流序列的时程变化特性。唐乃亥降水特性有所变化,但更为突出的是枯季径流显著减少,对造成此现象的原因尚需进一步调查研究。     

1969-2018年黄河实测径流与天然径流的变化

[目的] 分析黄河实测径流与天然径流的变化规律,为探究人类活动对径流的影响提供依据。[方法] 基于1969—2018年黄河干流8个水文站的天然径流和实测径流数据,使用Mann-Kendall趋势检验与突变检验法,对比分析近50 a黄河干流实测径流和天然径流的变化规律。并结合近15 a各分区耗水数据探讨人类活动对于径流的影响。[结果] ①1969—2018年黄河上中下游实测径流整体呈降低趋势,兰州、花园口、利津3个代表站多年平均降低速率分别为5.10×10⁷,3.55×10⁸,4.13×10⁸ m³/a。②近50 a天然径流和实测径流趋势突变主要集中在1986和1990两个年份,结合前人研究和重要水事分析,1986年突变可能与1984年以来一系列水土保持措施实施以及1986年龙羊峡水库修建有关;而造成1990年径流突变的原因可能是80—90年代黄河流域用水量激增和流域下垫面改变。③天然径流与实测径流的差值从上游至下游水文站断面逐渐增大,这主要与近15 a平均耗水量也沿程增大相一致;另外多年平均实测径流在利津站仅占天然径流的42%。耗水量最大的两个分区为花园口以下和兰州—头道拐段,分别达到了1.06×10¹⁰和1.04×10¹⁰ m³。[结论] 人类活动中的各项耗水（尤其是农田灌溉）是造成兰州站以下地区天然径流与实测径流差值大的主要原因,因此,应进一步推进黄河流域节水农业的发展,合理分配各项耗水量。     

遥感和GIS支持下的黄河源区土地沙漠化研究

黄河源区是黄河重要的水源涵养地,其生态功能对黄河的安危有直接的影响.近年来,在自然因素和人为因素的共同作用下,区内的生态环境急剧退化,表现为土地沙漠化、草场退化和水土流失加剧等过程.黄河源区土地沙漠化不但影响该区经济的可持续发展,而且对中下游地区的生态环境和水文条件构成很大威胁.在收集区内现有研究成果的基础上,通过对2005年TM影像的解译,对黄河源区沙漠化现状和特征进行了全面系统的研究.研究结果表明,2005年黄河源区沙漠化土地总面积为13 434.8 km2,占全区总面积的14.56%.     

1960—2019年黄河源区径流演变及其驱动因素分析

人类活动与气候变化的共同作用对径流过程产生了深刻影响。研究黄河源区径流演变特征及其原因,对合理规划水资源及实现黄河流域高质量发展具有重要意义。基于1960—2019年黄河源区径流、降水及气温序列数据,利用Mann-Kendall趋势及突变检验、Morlet小波分析等方法分析其演变特征,并采用累积量斜率变化率法计算驱动因素贡献水平,结果表明：1960—2019年黄河源区径流呈不显著下降趋势,在1987年发生突变,降水和气温均呈显著上升趋势,分别在2017、1997年发生突变,径流、降水及气温的主周期分别为38、30、3 a;黄河源区气候因素(降水)对径流的影响占比仅为9.42%,人类活动对径流变化的影响程度更大,占比为90.58%。     

黄河上游径流资源及其可能变化趋势分析

据黄河上游地理、气候特征,提出了一个考虑封冻、融雪、变径流系数的大尺度流域水流模拟模型,检验了模型的合理性和有效性,进而分析了“温室效应”将对黄河上游２０３０年河川径流资源的影响。     

黄河上游玛多县生态环境变化遥感监测及成因分析

玛多县是黄河流经的第一县,是三江源自然保护区的重点地区,生态系统异常敏感和脆弱。在高海拔的生态脆弱区进行生态环境遥感监测,不仅利于高寒脆弱生态体系自然规律的研究,而且可为当地进行生态环境保护与治理提供可操作性强的、科学的决策依据。本文利用1990年和2000年两期最新的卫星影像数据,结合野外调查,对研究区80年代以来生态环境变化过程趋势进行对比分析,并以对70年代以来以气候因子为主导的包含冻土环境与水文条件的自然因素变化和人类活动进行分析为基础,探讨了研究区生态环境变化的成因。     

赤水河源区的水土流失及防治对策

水土流失是制约赤水河源区社会经济发展的重要因素。赤水河源区水土流失分布广泛、流失程度严重,水土流失主要来源于耕地,其土壤流失量占总流失量的83.4%。在介绍赤水河源区水土流失基本特征及其成因的基础上,提出了重点开展坡耕地综合整治、调整土地利用结构、加强水土保持宣传教育和水土保持工作机构建设及人员培养、加强开发建设项目水土流失防治监督的对策。     

黄河源区汛期水沙变化分析

利用1970—2005年实测水文资料,采用不同流量级划分标准,分析了黄河源区各水文站——黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥水文站汛期、伏汛期和秋汛期不同流量级洪水水沙变化情况。结果表明:1970—2005年黄河源区各水文站均以小流量级和中小流量级洪水为主;与1970—1996年相比,1997—2005年黄河源区汛期水沙量整体变幅不大,其中吉迈站水量降幅较明显、唐乃亥站沙量降幅较明显,伏汛期水沙量降幅均较秋汛期小。     

基于AMSR-E的黄河源区表层土壤水分时空变化

黄河源区生态环境和水文过程对气候变化的响应是该区域研究的热点问题,但相对于其他环境和水文要素而言,大尺度长序列的土壤水分时空分布特征研究不足.本文基于AMSR-E被动微波遥感数据和地面实测数据,首先采用引入Qp模型的双通道反演算法校正AMSR-E土壤水分数据,获得的土壤水分产品(SMD)精度高于官方提供的土壤水分产品(SMo),但其波动范围与实测数据有差异.之后采用逐月回归分析法对SM0进行二次校正,其土壤水分产品(SML)具有更高的精度且变化趋势与实测数据一致.基于SML土壤水分产品,对黄河源区及其5个自然分区表层土壤水分的时空变化特征及其影响因素进行分析.黄河源区年平均表层土壤水分为0.140～0.380 cm3/cm3,在2003-2010年间呈下降趋势,在东南部土壤水分较高的若尔盖丘状高原区、黄南山地区和果洛玉树高原宽谷区土壤水分呈下降趋势,其中若尔盖丘状高原区的下降速率最快,而在西北部土壤水分较低的黄河源宽谷湖盆区和柴达木东缘山区呈增加趋势;春季土壤水分呈下降趋势,夏季呈增加趋势,秋季的波动较大,冬季的变化的不大,其中9月土壤水分增加率和5月减少率最大.土壤水分受降水和植被指数的影响最大,气温表现为在年高温月份与土壤水分呈负相关,在年低温月份呈正相关.研究结果为AMSR-E土壤水分数据的研究与应用提供了依据,有助于深化对区域尺度土壤水分格局及其对气候变化响应的研究,对高原生态环境建设有重大意义.     

黄河乌兰布和沙漠段凌汛期河岸动态变化及影响因素

黄河凌汛期间河水的扩张与萎缩导致河岸带变化,影响沿岸植物的生态补水与沙漠沙入黄。研究以乌海水利枢纽至三盛公段冬凌夏汛期河岸为研究对象,分析了1989—2010年河岸带动态变化及其影响因素。结果表明:夏季4个时段,河岸呈现萎缩—扩张—扩张—萎缩动态变化;当左岸以向右摆动为主时,河岸呈右偏萎缩趋势;当左、右岸分别由两侧向外摆动时,河岸呈扩张趋势。冬季3个阶段黄河以左岸向左摆动为主,冰面呈萎缩—扩张—萎缩动态变化;且岸线萎缩时表现出向右偏移,扩张时表现出向左偏移。冬季冰封期河岸向同侧偏移变化较夏季更为明显,且左岸移动幅度显著大于右岸移动幅度。夏季汛期河岸变化与上游降水显著相关,冬季凌期河岸变化主要与下游温差和两岸地势相关。     

黄河源区土地利用与景观格局变化

分析了现阶段黄土高原土壤侵蚀的现状和防止土壤侵蚀的主要措施,通过建立黄土高原土壤侵蚀防治系统模型,立足系统防治和聚落生存,提出了有关建议。主要包括现阶段土壤侵蚀防治措施的不足之处;自然侵蚀因子防治的概念模型;以及人为侵蚀因子防治的基本方案。     

1961-2016年长江源区径流量变化规律

利用长江源区沱沱河站和直达门站1961—2016年月平均径流量数据,运用滑动平均、累积距平曲线、集中期、集中度、滑动t检验、小波分析等方法指标,定性和定量相结合,统计分析了长江源区径流量的年际、年代际、年内、突变和周期变化特征。结果表明:长江源区1961—2016年径流量总体呈增加趋势。沱沱河站径流量集中度、相对变化幅度、年内分配不均匀系数高于直门达站。1996年是沱沱河站径流量发生显著突变的年份,2004年是直门达站径流量发生显著突变的年份。沱沱河站存在8～12 a和3～4 a的周期振荡特征,直门达站存在6～8 a和3～4 a左右的周期振荡特征。     

黄河源区玛曲县植被覆盖度及其气候变化研究

以MODIS—NDVI遥感数据为基础,利用像元二分模型对玛曲县2000—2010年的植被覆盖度进行估算,对植被覆盖度的时空变化特征进行分析,并探讨了植被覆盖度与降水量和气温之间的响应关系。结果表明:近10a来玛曲县植被覆盖度变化呈明显波动起伏且总体略有增加趋势,高植被覆盖度和较高植被覆盖度的数量变化剧烈,中植被覆盖度、较低植被覆盖度和低植被覆盖度分布相对稳定;不同等级植被覆盖度在各乡范围及基于地形特征的空间分布差异十分显著;在年际与生长季的变化水平上,气温与降水量都对植被覆盖度有影响,其中气温比降水量的影响更加显著。     

黄河源头断流现象成因分析

分析了黄河源头断流的成因,认为黄河源区以湖泊、沼泽为主的地貌特征,稀少的降水、年径流的丰、枯县殊,贫乏的水资源,湖面的蒸发和冬季寒冷的气候及年径流的性变化都是造成断流的原因。造成断流的主要根源是源区水资源的贫乏和湖南的蒸发。黄河源头断流有一定的周期性,是以自然因素为主影响的结果,不应把黄河源头的断流现象看成是黄河源区生态恶化的象征。     

1999-2018年黄河源区水土流失动态变化

[目的] 研究1999—2018年黄河源区土壤侵蚀强度等级变化及空间分布情况,为该区生态环境建设和水土流失治理提供数据支撑。[方法] 利用1999,2011,2018年水土流失动态监测成果,开展黄河源区水土流失动态变化分析。[结果] 黄河源区水土流失面积表现为先增加后减少,与1999年相比,2011年水土流失面积增加1.89×10⁴ km²,增幅126%,2018年水土流失面积增加1.01×10⁴ km²,增幅67.33%。从空间数据来看,与1999年相比,77.97%的区域土壤侵蚀强度等级未发生变化,19.33%的区域土壤侵蚀强度等级降低,2.7%的区域土壤侵蚀强度等级增加。[结论] 水土流失面积增加主要与区域暖干化和人类活动引起的草场退化有关。应实施一批重大生态保护修复和建设工作,提升草场质量,改善区域生态环境。     

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。