皇甫川流域气候变化特征及其生态效应分析

气候变化叠加上其它的自然驱动力和人类活动力,必将对区域脆弱的生态系统结构和功能产生重要影响。利用1961～2010年皇甫川流域气候数据、准格尔旗统计年鉴数据,采用数理统计方法和NPP计算模型,分析流域降水、气温特征及其生态效应。结果表明:1961～2010年流域降水、气温的季节和年际波动明显;降水年际变化趋势不明显,而年平均气温上升趋势明显;主要受降水量年际波动影响,流域NPP和农业生态系统生产功能均表现出明显的年际波动变化;NPP变化趋势不明显,而农业生态系统作为自然-社会-经济复合系统,其粮食生产增长趋势明显,但气候暖干化可能会带来农业气象灾害。此外,流域气候波动性大、稳定性差,加剧了土地荒漠化。因此,在皇甫川流域生态建设、环境治理中,要综合采取工程措施、生物措施和农业措施,将气候变化造成的不利影响降低到最低限度。     

黄河流域粗泥沙集中来源区径流及输沙特征分析

本研究以黄土高原粗泥沙集中来源区面积最大且连续的区域(即北起皇甫川流域南至佳芦河流域地区)为研究对象,以1960~1999年为研究时段,分析了该区内水沙变化特征。结果表明:降水变化的作用和人类活动的影响已交叉融合在一起,使得该区降雨量、径流量、输沙量呈现减少的趋势。在同一时段内,皇甫川流域的降雨损失量最大,而秃尾河流域的降雨损失量最小。40年间皇甫川和佳芦河流域的洪峰和沙峰出现的月份基本上吻合,而孤山川、窟野河和秃尾河流域的输沙量最大的月份同时或滞后于径流量最大的月份。孤山川流域的水沙异源,长时段序列又进一步掩盖了其水沙关系,使得该流域的水沙关系较差,其余4条流域的水沙关系较好,且呈正相关增长趋势。     

石羊河流域径流量分布特征及对气候变化的响应——以西营河为例

利用1961-2009年石羊河流域西营河径流量和气象资料,分析了近49年来径流量变化趋势、年内分配特征及与气象因素的内在关系.结果表明:近49年来西营河径流量总体呈减少趋势,冬、夏季减幅大于秋、春季;90年代四季径流量衰减明显,特别是年、春、夏季径流出现明显突变;年径流量补给主要以汛期雨水补给为主,雨水补给比例在逐渐增加,冬季积雪融水对径流量的补给比例在减少;流域内降水量呈较小的增加趋势,但是夏季降水增幅不明显.气温呈明显升高趋势,特别是冬季气温趋势系数最大,受其影响蒸发量均呈增大趋势;径流量与6-9月降水量呈显著正相关,但与7、8月气温、蒸发呈显著负相关.分析了未来气温、降水变化在不同情形下对径流量的可能影响,表明气温对径流量的负效应占据着主导作用,汛期气温的升高且伴随着蒸发的增大使年总径流量减少,气候变暖总体不利于流域径流量的增加.     

石羊河流域水文气象要素变化的奇异谱分析

面对全球变暖的大趋势,气候变化对水文水资源系统的影响逐渐得到重视。为了研究石羊河流域水文气候的变化规律,采用奇异谱分析方法对流域产流区1959-2008年气温、降雨和径流的月序列的周期与趋势变化进行分析,结果表明:石羊河流域近50年来气温序列存在一年、半年以及109个月三种振荡周期,气温变化趋势不显著;降雨序列主要存在一年、半年、4月以及156月四种振荡周期,降雨量的变化有较明显的增加趋势;径流序列主要存在一年、半年、41月以及65月四种振荡周期,径流量变化整体处于波动减小的趋势中。该结果对石羊河流域气候变化与同期径流变化的趋势给出了明确的物理理解,为未来趋势的预测以及流域水资源管理决策的制定有一定的参考意义。     

内蒙古皇甫川流域作物生长期气候旬变异特征及其对作物产量效应分析

皇甫川流域地处我国北方半干旱区,作物生产对气候变化具有明显的脆弱性。利用该流域1961—2000年生长季(5~9月)的降水、气温数据、农作物播种面积和产量数据,深入分析作物生产对旬尺度降水、气温变异的响应。研究表明,排除社会经济因素影响,皇甫川流域农作物生产对旬尺度降水、气温变异有明显响应,但不同农作物的响应程度不同,同一种农作物对不同旬的响应亦不同;8月上旬降水量的丰缺对糜黍、玉米、薯类和谷子等农作物的气候产量有明显正效应,6月下旬和7月上旬降水量的多少对高粱的气候产量有决定性的影响;5月中旬最高气温和7、8月份各旬平均气温、最低气温和最高气温的升高,都可能使农作物的气候产量不同程度降低。因此,加强生态环境建设特别是生长季(尤其是7、8月份)旱作区的田间管理,降低农业生产对气候变化的敏感性,显得尤为重要和必要。     

1961-2012年滦河流域干旱演变分析

采用滦河流域16个气象站1961-2012年的逐月气象要素观测数据,计算了滦河流域的年标准化降水蒸散指数(Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),并利用线性趋势法、非参数Man-Kendall法和Morlet小波方法分析了流域近50年来干旱的演变趋势和周期变化规律.结果表明:SPEI指数可以很好的描述滦河流域的干湿变化趋势;1961-2012年滦河流域气温上升降水减少,呈暖干化态势;50年来滦河流域的干旱事件随时间变化呈频率增加、强度增强的趋势;干湿变化的主周期是14年.年平均气温及年降水和SPEI指数均呈显著相关,年降水对SPEI的影响更为显著,但气温变化的影响同样不可忽视.     

水土保持对小流域地表径流时间特征变化的影响

本文用小流域平行对比观测法 ,分析了水土保持对小流域地表径流时间变化的影响 ,结果表明 :水土保持能减少年径流量 ,减少洪水次数 ,降低地表径流模数 ,增加流域蓄水量40 %～ 60 %。治理小流域能有效拦蓄汛期降水 ,增加非汛期常水流量 2 0 %以上 ;在拦蓄暴雨径流中能发挥较大的作用 ,蓄暴效益平均可达 60 %～ 70 %。     

黑河流域近期气候变化对水资源的影响分析

利用典型气象站近50a的气温、降水资料,分析了黑河流域的气候变化特征。在近50a当中,黑河流域的气候发生了显著的变化:主要表现在气温的升高和降雨量的增加。升温率远远大于同期北半球的平均升温率,尤其是近几年来增温幅度之大是几十年来所罕见的;降水量的增加虽然没有气温增加那么明显,但总的趋势是增加的。在此基础上,进一步分析了黑河流域气候变化对区域水文水资源的影响,并根据气候变化的特点对气候要素与径流量变化进行了相关性分析,得出降水与径流的相关系数为0.393,气温与径流的相关系数为0.146,所以降水和气温与径流都呈现出正相关关系。最后得出结论:在过去50a里径流的总体趋势在波动中缓慢增大,未来10a径流仍将继续缓慢增大。     

近40年洮河流域干燥度变化趋势分析

利用洮河流域7个气象站1971-2010年的地面气象观测资料,根据Holdridge生命地带模型对洮河流域近40 a的干燥度变化进行了分析。结果表明：近40 a洮河流域内可能蒸散率（PER）以0．02·10a-1～0．07·10a-1的趋势上升,20世纪90年代后 PER的平均值比20世纪90年代前上升了0．12,洮河流域从20世纪90年代开始出现了明显的变干的趋势;近40 a洮河流域温度呈明显上升趋势,上升趋势为0．32～0．54℃·10a-1,20世纪80年代末到90年代洮河流域气温出现了暖突变;降水量呈减少的趋势,其中以中、下游减少最明显,减少趋势为13．3～21．8 mm·10a-1;洮河流域出现了明显的暖干化趋势。     

新疆艾比湖流域近40年来气候变化特征分析

本文通过艾比湖流域分布的5个气象台站有关气温、降水、蒸发的多年数据,分析了近40a来艾比湖流域的气候变化特征。结果表明:近40a来年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势,其中以冬季最为明显;年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现增加趋势;年及四季蒸发量呈上升趋势,但90年代的年及各季蒸发量较80年代呈减少趋势,其中以夏季最为明显。该地区近10多年来气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,蒸发量却有减少的趋势。     

渭河下游水沙变化趋势分析

本文通过对近6年渭河下游水沙量数据的统计和分析得出,渭河下游河段年内多沙期较河流主汛期有所提前;年径流量和年输沙量的变化趋势基本一致,而且自60年代至2005年华县站的水沙量持续呈递减趋势;河流的冲淤情况与该河段的降雨量有着直接的关系,当年平均降雨量小的时候河流以淤积为主,当年平均降雨量大的时候河流以冲蚀为主。针对这些特征,分析了渭河下游目前存在的主要问题。     

山西气候变化特征与旱涝灾害趋势判断

根据山西18个气象站自建站以来到2010年的气温和降水资料,应用趋势分析法、Mann-Kendall突变检验、马尔可夫模型等分析了山西近60a来的气候变化及旱涝趋势。结果表明:1)山西近60a来气候总体上具有暖干化特征,年平均气温呈波动上升趋势,其增长率为0.29℃/10a。20世纪90年代以来气温上升迅速,在1992年气温发生突变,1992年以前为冷期,以后为暖期。2)降水量总体呈减少趋势,为-12.77mm/10a。降水变化与气温变化呈负相关。3)马尔可夫模型预测显示在气温突变后2012～2016年降水处于"正常"状态的概率较大。     

近60年科尔沁沙地的气候变化

处于季风边缘带的科尔沁沙地气候变化具有复杂性和敏感性特征,文中采用线性倾向估计、非参数检验等方法探讨了其变化规律。结果表明:近60年研究区的年均气温呈上升趋势,变化速率为0.37℃/10a,尤其是20世纪80年代中后期以来增温趋势更为明显。且年际极端最高、最低气温也呈上升趋势。在季节变化中,春、冬季增温明显,夏季和秋季变化略小。而年降水量呈稳中有降的总趋势,变化速率为-13.54mm/10a。且年际、季节的降水日数也出现减少趋势。在季节变化中,除了春季以外其它季节均有减少趋势,与SPI变化一致。气温与降水量总体上呈负相关关系,即气温上升与降水的减少相对应,因而该区气候变化呈暖干化总趋势。夏季气候变化与东亚夏季风强弱有一定联系。     

石羊河下游物候季节的水热分配及变化特征

基于物候季节,分析了石羊河下游地区1971-2000年各季节的水热分配状况及多年变化特征。结果表明,石羊河下游物候季节的更迭与气候的季节性演变相吻合,稳定通过物候四季的温度界限分别为春季≥2.9℃,夏季≥19.0℃,秋季<19.0℃,冬季≤4.5℃。水热资源最丰富为物候的夏季,其≥0℃的积温和降水分别占全年的55.8%和62.5%。多年来,温度的四季变化和年际变化具有明显的增加趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>夏季>秋季。年均温的升高以1986年为突变年,而冬季和春季气温的升高分别以1985年和1991为突变年;降水变化的趋势不明显,年降水的波动形态与夏季基本一致,春季则与夏季相反,有春湿夏干或春干夏湿的趋势。     

黑河洪峰变化及其对全球气候变暖的响应

利用黑河洪峰及黑河上、中游降水和气温资料,采用线性倾向方法、功率谱分析方法、滑动t-检验法、累计距平法、Cramer's法以及相关统计方法等,分析了黑河年最大洪峰流量及其出现时间的演变特征及其原因.结果表明:黑河年最大洪峰出现时间变化呈现波动性,并且与上游气温变亿趋势基本一致,其突变年在1983年前后,突变前年最大洪峰时间是推迟的,突变后则明显提前,黑河年最大洪峰出现时间与气候变暖关系密切,随着全球气候变暖,黑河年最大洪峰出现时间存在提前的趋势.黑河年最大洪峰流量的时间演变以波动形式为主,存在准3年和准11年的变化周期,其突变在1973年前后;黑河年最大洪峰流量与洪峰出现日前三天黑河上游的降水多少有关;黑河年最大洪峰与年平均流量的历史演变趋势也具有很好的相似性.     

ENSO事件对河西走廊气候与气候灾害的影响

通过对河西走廊敦煌、酒泉、张掖、武威4个城市58 a来气温和降水资料的搜集和整理,分析该区域气温和降水的变化、ENSO事件对该区气候以及旱涝灾害的影响。结果表明：1952年以来,该区年均气温总体呈波动上升趋势,气温增长率约0.3 ℃/10 a;年均降水量略有增加,增长率约2.3 mm/10 a。在58 a内该区发生旱涝灾害的频率为50%。小波分析显示,该区域轻度旱涝灾害周期为4~5 a,中度旱涝灾害周期为13~14 a,大的旱涝灾害周期为18~19 a,重的旱涝灾害周期为26~27 a。ENSO事件对该区平均气温的影响比平均降水量的影响明显,厄尔尼诺年气温明显升高,降水量略有增加;拉尼娜年气温明显降低,但年均降水量增加了10.5 mm。ENSO事件与该区旱涝灾害关系显著,该区域的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年或前后年,并且旱涝灾害多发生在连续性的ENSO事件年。     

黄土高塬沟壑区砚瓦川流域近60年降水时空变化特征

采用气候趋势倾向率、小波变换、Mann-Kendall突变检验等方法,对黄土高原砚瓦川流域1951-2009年近60年的降水进行时空特征分析。结果表明：从时间过程上看,该流域春、秋季降水量明显趋于减少,而夏、冬季则稍有增加,年降水量在波动中呈下降趋势;年降水量最显著的振荡周期为32年,经历高-低-高3个循环交替,夏、秋季的周期变化对年降水量的影响较大;该流域50年一遇的年降水量和最大日降水量分别是815．3 mm和111．5 mm;降水年内分布主要集中在6-9月,占全年的68％。年降水量没有明显的突变现象,但在50年代有两次降水转折,80年代后期以来出现七次降水转折。从空间分布上看,流域年降水呈西高、东低的态势,其中东北部年降水量近60年来下降幅度较大,西部年降水量下降幅度较小。     

乌鲁木齐市近40多年降水演变特征

通过分析1960-2004年乌鲁木齐市各年代际的年平均降水、各季降水、大降水(中量以上)日数以及5～9月短时强降水的演变特点和变化趋势.结果表明:乌鲁木齐市平均年降水量20世纪60年代最少,70年代开始递增,80年代以后增幅明显且呈偏多趋势,90年代平均降水量各年份差异较大,气候异常加重;冬季增减幅度最大, 80年代以后平均冬季增幅最大;近几年大雨(雪)日及暴雨日呈迅速增多趋势;各年代5～9月短时强降水变化,60年代天气最少,以后逐渐增多,80-90年代迅速增多,近几年来短时强降水呈频发趋势.揭示和认识气候变化趋势,对提高预防城市内涝、局地洪水能力和应急建设具有一定的指导意义.     

陕西省彬县近53年来气温及降水变化对白梨物候的影响

对陕西省气象局1957—2009年气温与降雨资料及陕西省经济作物气象服务台2001—2009年白梨物候观测资料进行了统计分析。结果表明:近53年来彬县气温呈极显著线性上升趋势,平均上升0.178℃/10a,降水量呈下降趋势,平均减少8.57 mm/10a,气候趋向暖干化;气温是影响白梨物候变化的主要因子,气候变暖,白梨成熟前物候期提前,成熟需要时间缩短,落叶期延迟,使得整个生长发育期变长;气候趋向暖干化增加了白梨生长需要的热量,减少白梨在春季花期冻害;7—8月是白梨生长需水期,降雨呈减少趋势,应注意补水灌溉。