青海地表始冻期和解冻期对气候变化的响应

通过对青海省8个农气观测站的土壤表面始冻期和解冻期连续观测资料的分析,结果表明：青海各地土壤表面始冻期和解冻期存在着明显的地域差异,多数站点的封冻期呈现出缩短的趋势,互助、德令哈略有延长.始冻期变化受气候变化的明显影响,当3-9月平均气温升高1℃,除贵德、诺木洪、互助站响应不明显外,其余站点的始冻期推迟1.5～7.5d,平均推迟2.3d;当3-9月日照时数增多10h,诺木洪地区始冻期提早0.5d,其余站点的响应不明显;当上年10月至当年2月平均气温升高1℃,除门源、德令哈站的解冻期响应不明显外,其余站点提前2～13d,平均提早2.5d;降水量增多10mm,除诺木洪推迟12d,其余站点推迟2～6d,平均推迟2.3d;当上年10月至当年2月平均气温升高1℃,封冻期日数除河南、门源、贵德响应不明显外,其余缩短2.4～23.1d,平均缩短1.8d.     

嫩江流域土地覆被变化对径流量的影响分析

以泥鳅河和科洛河流域为例分析了土地利用/土地覆被变化与河流径流量的关系。森林覆被变化导致了流域用水量的减少,而这部分并没有形成地表径流,而是存储在了森林和草地转变成的沼泽湿地中。科洛河流域耕地和林地面积的减少增加了地表径流,而且林地变化的影响大于耕地的变化。流域土地覆被变化与流域河流径流量的关系复杂,并非单一的覆被类型变化起主导作用,而是各种变化耦合作用影响了河流径流,但其中影响最为显著的是沼泽湿地的变化。     

春季解冻期降雨对黑土坡面侵蚀影响研究

为开展我国东北地区关于冻融作用对春季降雨与未完全解冻土壤侵蚀关系的定量研究,对东北黑土室外冻结,室内表层融化下部冻结,在此冻融条件下对其进行室内模拟降雨试验,研究了春季解冻期黑土在不同含水率、不同解冻深度及降雨量条件下的侵蚀特征.结果表明:在春季解冻期,由于冻融作用,黑土坡面土壤解冻不完全、渗透能力差.此时降雨的侵蚀能力较强,导致这一时期坡面土壤侵蚀严重,土壤坡面侵蚀量受到含水率、降雨强度和解冻深度等因子的综合影响,并随三者变化呈现不同的侵蚀规律.     

春季解冻期棕壤坡面磷素迁移过程研究

春季解冻期土壤季节性冻融发生最为强烈,极易发生土壤侵蚀,也是磷素流失的关键时期。采用人工模拟降雨的方法,探究春季解冻期不同磷素背景值坡面产流产沙及磷素流失动态过程。结果表明:产流后14 min内径流量和泥沙量均呈现较好的线性分布,径流相关系数为0.969,泥沙相关系数为0.936;14~18 min内径流量缓慢增加,从18 min开始一直到产流结束径流量基本保持在3 100 ml/min,而泥沙则总体呈现先增大再减小的趋势;土壤背景值（APb）越高,径流、泥沙中磷浓度越高;径流中磷素流失比率均值APb₂₀坡面最大,且随着背景值的增大呈减小趋势;而泥沙中磷素流失比率均值变化则与径流不同,APb₄₀的坡面其流失比率最小,其他坡面差异较小;径流中磷素流失量与泥沙中磷素流失量呈线性关系,y=6.751x-0.628（R²=0.958）。     

王家沟流域土壤侵蚀变化时段分析

以黄土丘陵沟壑区王家沟流域为研究对象,应用双累积曲线法,分析界定了流域1955年以来大规模水土流失综合治理环境下土壤侵蚀变化出现差异特征的时间段。研究结果表明,1955~1994年流域水土流失及治理措施变化剧烈的分水岭年份为1970~1971年。1971年以后,随着治理面积的逐年增加,综合治理程度的提高,明显改善了流域降雨、径流和输沙的关系。     

春季解冻期棕壤崩解性研究

土壤崩解速率是评价土壤可蚀性的一项重要指标,而冻融作用可改变土壤性质,影响土壤崩解速率。以棕壤为研究对象,采用室内人工模拟春季解冻期土壤冻融过程,观测棕壤崩解过程,研究冻融循环次数和含水率对棕壤崩解性的影响,结果表明:棕壤崩解过程具有明显的阶段性,随着试验的进行,棕壤崩解速率逐渐减小,0—1、1—5和5—15min棕壤平均崩解速率分别为30.3、2.25和0.35 cm3/min;随着冻融循环次数的增加,棕壤崩解速率先减小后增大,0、1、3、5、7、10次冻融循环的棕壤平均崩解速率分别为7.56、4.95、3.51、3.47、5.82、9.87 cm3/min;随着含水率的增加,棕壤的崩解速率逐渐减小,当含水率为12%、16%和20%时,棕壤平均崩解速率分别为12.89、3.68和0 cm3/min,棕壤崩解具有边缘效应。     

长白山地丘陵区解冻期农耕地土壤侵蚀特征量化分析

为防治解冻期土壤侵蚀,以东北长白山地丘陵区典型小流域为研究对象,选取典型农耕地进行实测观测,分析不同坡位、局部坡度、坡向解冻期土壤侵蚀特征,量化土壤水分、温度、剪切力、反射辐射及局部坡度对土壤侵蚀的影响,构建解冻期农耕地土壤侵蚀预测模型。结果表明:解冻期土壤侵蚀从坡上、坡中到坡下依次增大,随局部坡度的增大而增大,但增长趋势减缓,南坡最大而北坡最小,不同坡位、局部坡度和坡向土壤侵蚀均存在显著差异(P0.05);影响土壤侵蚀的因素从大到小依次为局部坡度、土壤含水率、土壤剪切力、土壤温度和土壤反射辐射;通过逐步回归,构建了基于局部坡度、土壤含水率、土壤剪切力3个因子的解冻期农耕地土壤侵蚀预测模型(R~2=0.903)。研究结果可为解冻期土壤侵蚀防治提供科学依据。     

山东地区木本植物春季物候对气候变化的响应

利用山东省境内10个国家级农业气象观测站1981-2009年逐年春季物候序列和同期逐日气象资料,通过一元线性回归、相关分析和突变检验方法,分析了山东地区木本植物春季物候期的趋势变化特征及物候期对气候变化的响应关系。结果表明：（1）1980-2009年山东地区春季气温明显升高,春季水汽压呈增大趋势;（2）山东地区近29a的木本植物春季物候期普遍提前,提前的线性倾向率为0.13～1.11d.a-1;（3）山东地区木本植物春季物候期与其前期活动积温、春季气温和3月份水汽压呈负相关关系,物候前期的活动积温是诱发春季物候现象的重要因子,春季气温升高和3月份水汽压增大是近29a春季物候现象提前的可能原因。     

辽西春季解冻期褐土工程堆积体坡面产流产沙模拟试验研究

为揭示春季解冻期工程堆积体土壤侵蚀过程机理,以辽西地区的开挖河道工程堆积体为研究对象,采用室内模拟放水冲刷试验对春季解冻期褐土工程堆积体坡面侵蚀过程进行研究.结果表明:各解冻坡面径流量随着放水冲刷量的增加而增加,并且在相同放水冲刷量下,坡面径流量整体呈现未解冻坡面>解冻2h坡面>解冻4h坡面>对照;解冻时间越长,坡面对...     

滦河流域气候变化的水文响应研究

以滦河流域为研究区,基于未来气候变化研究成果建立了16种气候变化情景,结合SWAT分布式水文模型模拟了不同气候变化情景下的水文过程,对滦河流域气候变化的水文响应进行了分析。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;流域气温升高将会导致蒸发量增加、径流减少。在以升温为主、降水变化存在很大不确定性的情况下,滦河流域径流量可能进一步衰减。在未来降水增加的情况下,流域年均地表径流增加趋势的空间差异显著,尤其是流域下游的迁西县等地增加幅度超过12mm,研究结果将为变化环境下滦河流域的水资源管理提供参考。     

松花江流域融雪径流及其影响因素

[目的]定量分析松花江融雪径流变化过程,并探讨降雪量、温度、辐射等因素对融雪径流的影响,为松花江流域融雪径流调控和利用提供依据。[方法]采用Mann—Kendall检验、移动平均、斜率估计等方法,对松花江流域1956—2010年的降雪、气温、辐射、径流量等进行分析。[结果](1)春季解冻期松花江径流量介于1.26×108~1.20×1010 m3/a,且呈减小趋势;(2)该时段流域内气温上升明显,增加幅度达0.047℃/a,大于年平均温度变化幅度0.036℃/a;(3)辐射值在研究期内呈现减小趋势,多年平均及解冻期辐射值降幅分别为5和8J/(m2·a);(4)降雪量逐年增加,从流域降雪量分布来看,松花江干流自东向西递减,松花江上游支流嫩江流域降雪量自北向南降雪量逐渐减小。降雪量与融雪径流变化一致。[结论]温度升高为融雪创造条件的同时也增强了蒸发作用,而降雪量的增加并不足以抵消温度对融雪的影响。     

黄河中游窟野河流域水沙关系变化特征及其成因分析

为探讨人类活动和气候变化对窟野河流域水沙情势的影响,基于1956—2019年窟野河流域降水量、径流量和输沙量等监测数据,运用累积距平法、双累积曲线等方法对窟野河流域水沙变化的特征及其成因进行了分析。结果表明:窟野河流域降水量随时间变化呈不明显减小趋势,而径流量和输沙量随时间变化却呈显著减小趋势,流域水沙减少的因素不是气候变化引起的降水因素; 径流量和输沙量年际变化的转折年份为1979年和1997年; 同基准期A(1956—1979年)相比,B时期(1980—1997年)气候变化对径流量和输沙量的贡献率分别为14.25%,14.22%,人类活动对径流量和输沙量的贡献率分别为85.75%,85.78%,C时期(1998—2019年)气候变化对径流量和输沙量的贡献率分别为8.76%,6.65%,人类活动对径流量和输沙量的贡献率分别为91.24%,93.35%,降水变化和人类活动都是造成窟野河流域水沙减少的影响因素,其中流域内逐年增强的人类活动是窟野河流域径流和输沙减少的主要因素,而气候变化引起的降水减少是次要因素。     

气候及下垫面变化对嘉陵江流域径流与输沙的影响

为定量评价气候、下垫面2种驱动因子的变化对嘉陵江流域产流输沙变化的贡献率,采用SWAT模型,对嘉陵江流域1975年以来的径流和输沙过程进行模拟,通过模型控制变量的方法,分析嘉陵江流域径流和泥沙变化的驱动因子.结果表明:1988-2010年的23年间,由于下垫面变化,导致嘉陵江流域径流总量比1956-2010年的平均径流总量减少了1718.54亿m3,输沙总量减少了14.62亿t,下垫面变化对径流量减少的贡献率为76.19％,对输沙量减少的贡献率高达91.8％;因此,说明下垫面变化是造成嘉陵江流域径流量和输沙量变化的主要原因.     

土地利用和气候变化对黄土区典型流域水沙变化的影响

为了探究土地利用和气候变化对黄土高原地区水沙情势的影响,选择生态恢复效果非常显著的汾河上游岚河流域为研究区域,采用Mann-Kendall非参数检验法、滑动t检验法和YAMAMOTO指数法对该流域1955—2018年的年降水量、年径流量和年输沙量进行变化趋势分析和突变检验,在此基础上,利用径流/输沙历时曲线分析黄土高原...     

近60年大凌河中上游水沙变化特征

辽西地区土壤侵蚀严重,一直是区域水土流失治理的重点。大凌河是辽西地区最大的河流,对大凌河流域水沙关系进行分析,可为流域水土流失防治及生态建设提供理论依据。朝阳水文站为大凌河中游控制站,采用1960-2016年大凌河朝阳水文站实测水沙数据,结合主要气象站汛期（6-9月）逐日降雨量,应用滑动平均和累积距平等方法,分析了大凌河中上游近60年水沙变化情况。结果表明:（1） 20世纪60年代,大凌河多年平均径流量和输沙量最大,输沙量变化极为显著,径流量在2010-2016年变化极为显著;（2） 流域水沙变化呈现阶段性特征,径流量年际变化表现为丰-枯-丰-枯4个阶段;输沙量年际变化表现为上升期-动荡期-上升期-下降期,且动荡期内下降时段持续时间较长;（3） 从线性趋势来看,径流量和输沙量在总体上呈下降趋势;（4） 自1993年大凌河中上游流域实施大规模水土保持措施开始,该段流域1993-2016年径流减少总量为51.47亿m³,平均每年减少2.14亿m³;输沙减少总量为9 703.15万t,平均每年减少约404.23万t。说明大凌河流域水土保持措施实施取得显著成效。     

气候和土地利用变化情景下闽江流域水沙变化模拟

[目的] 模拟未来土地利用和气候影响下的流域水沙变化有利于制定适合的流域管理计划。[方法] 基于土地利用和气象数据,结合CMIP6气候模式数据、PLUS模型和SWAT模型,定量模拟2030年土地利用及不同气候情景下径流和泥沙的时空变化。[结果] (1) SWAT模型在闽江流域月尺度模拟精度较好,其中径流模拟的R²范围为0.80~0.95,NSE范围为0.75~0.91;泥沙模拟的R²范围为0.75~0.98,NSE范围为0.64~0.94。(2)利用2020年土地利用数据对PLUS模型进行精度评估的Kappa系数为0.77,模拟2030年闽江流域建设用地和耕地将分别增加325.64,1 157.51 km²。(3) SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,2025—2035年平均降水量分别增加0.15%和2.18%,年平均气温分别增加0.23,0.62℃。(4)低碳情景和高碳情景下,仅土地利用变化导致年平均径流量相较于基准期分别增加0.08%和0.07%,年平均输沙量分别增加0.24%和减少0.05%;仅气候变化导致年平均径流量相较基准期分别减少4.76%和4.11%,年平均输沙量分别增加18.12%和0.13%;土地利用和气候综合影响导致年平均径流量相较于基准期分别减少4.57%和3.93%,年平均输沙量分别增加18.28%和0.33%。(5)未来气候和土地利用综合变化情景下,地表径流和产沙量较高且增幅较大的区域集中在以南平邵武市为中心的流域西北部和以三明将乐县为中心的流域西南部。[结论] 研究结果为未来闽江流域的合理开发建设提供一定参考依据。     

气候因素对蒋家沟泥石流输沙量的影响分析研究

根据云南小江流域蒋家沟泥石流1965—2007年的观测资料与会泽气象站1961—2005年的气象资料,采用相关分析法,详细分析了蒋家沟泥石流输沙量与气候因素特别是降雨的相关性。分析结果表明:蒋家沟泥石流输沙量与年降水量、年极端降水量和夏季极端降水量呈现出很好的正相关关系,分别通过了α=0.01,α=0.05的置信度检验,随着降水量以及极端强降水的增加,泥石流输沙量都表现出增加的趋势。尽管随着夏季气温的增加会影响泥石流形成的土源条件的含水量,但因为降水因素的对泥石流启动的影响要远远大于气温因素,因此在以变暖、变湿为特征的小江流域气候变化的背景下,泥石流输沙量呈现出增加的态势。     

近50年来黑河出山径流对气候变化的响应

以黑河上游祁连山区祁连和野牛沟气象站逐月气象数据为基础,采用相关分析、多元回归模型、方差分析和时间幂函数的趋势分析等方法,研究了近50 a来影响黑河出山径流的主要气象因素。气象因子与径流的相关分析表明,冬季和夏季降水量、夏季和秋季月平均最低气温这4个气象因子与出山径流的相关系数最高,可以通过这4个气象因子建立多元回归模型模拟黑河出山年径流的变化。其中夏季降水对年径流的贡献最大,夏季和秋季月平均最低气温对年径流的贡献较小,年径流量变化主要受控于夏季降水量的强弱。时间幂函数的趋势分析结果进一步证实,黑河出山径流与夏季降水在年代际尺度变化的过程中具有很好的一致性。