新疆阿克苏河流域近40年来气温和降水变化

利用阿克苏河流域5个站1961-2000年的气温和降水资料,对近40年阿克苏河流域气候变化及趋势进行分析.结果表明:①阿克苏河流域近40年来气温逐渐上升,年平均气温的倾向率为0.2 ℃/10 a.②阿克苏河流域年降水量以10.8 mm/10 a趋势上升.③对降水量、气温进行相关分析,发现降水与年平均气温呈负相关.年平均气温与四季的相关性均比较显著,都通过了显著性水平检验.年降水与冬季降水的相关性不显著,春、夏、秋三季的降水与年降水均呈正相关,且通过了a=0.01显著性水平检验. ④年平均气温在1993年发生了由低向高的突变,降水在1987年发生由低向高的突变.     

阿克苏河流域近46年气候变化研究

利用线性回归、突变分析和小波分析方法,分析了阿克苏河流域1961-2006年6个地面台站的平均气温和降水量的变化。结果表明:1)46 a来阿克苏河流域气温呈上升趋势,气候倾向率为0.18℃/10 a;2)阿克苏河流域46 a来年降水量以13.1mm/10 a的变化倾向率呈增加趋势;3)阿克苏河流域的年平均气温在1993年发生了由低向高的突变,降水在1987年发生了由低向高的突变;4)阿克苏河流域年降水量较大尺度12-16 a和8-12 a左右的振荡周期非常明显。     

基于标准化前期降水蒸散指数的新疆干旱时空演变特征

标准化前期降水蒸散指数(Standardized antecedent precipitation evapotranspiration index,SAPEI)是一种新的日尺度干旱指数,相对标准化降水蒸散指数(SPEI)而言,它不仅考虑当日的降水和蒸散情况,还考虑了早期水分平衡对当天干湿条件的影响,在描述和监测干旱方面更为稳健。本文根据新疆地区42个气象站2000—2019年气象要素数据计算SAPEI,利用线性趋势、M-K检验和反距离插值等方法,研究了21世纪以来新疆地区SAPEI时空变化特征,并基于SAPEI的分区和分代际比较分析了新疆地区干旱强度的时空变化,进而对新疆干旱发生的区域性和广泛程度的四季变化以及不同干旱等级发生频率的空间分布格局进行了探讨。结果表明：新疆气候整体呈湿润化,近年来干湿差异扩大,空间上存在部分相对湿润地区显著变干的现象;新疆春季变干,夏、秋、冬季变湿,夏冬两季在时间和空间上的干湿变化差异截然相反;20年来全疆和分区的干旱强度均显著降低,空间上东北部高、中部和西南部低;新疆干旱范围呈缩减趋势,近年来存在干旱等级提升风险,春季干旱范围扩大;新疆不同干旱等级的发...     

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州大气降水时空变化特征

利用新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州气象观测基本(准)站1960—2011年的降水观测资料,采用线性回归分析、趋势分析、突变检验和小波分析等方法,对降水量变化特征进行分析。结果表明:近52 a克孜勒苏柯尔克孜自治州年降水量均呈现一致的增加趋势。就年际变化而言,平原区阿图什站的降水量自20世纪末增加较为明显;山区乌恰站和阿合奇站降水量呈现快速增加趋势,在进入90年代后各地多极端天气气候事件;阿图什和乌恰站的降水变率较大,阿克陶和阿合奇站降水变率较小,各个观测站四季降水变率均在0.3以下,表明降水稳定;平原站年降水量序列在20世纪80年代末和21世纪初发生了2次明显的突变,突变时间点分别为1987年和2000年,山区站年降水量序列在20世纪90年代初发生了由少到多的突变,突变时间点为1994年;小波分析结果显示:克孜勒苏柯尔克孜自治州平原地区降水存在着3 a、7 a和8 a左右的振荡周期,而山区存在着8 a和4 a左右的振荡周期。     

西安地区降水时空分布及变化规律分析

运用非参数检验法(Mann-Kendall)对西安地区7个县区的降水数据(1961-2005年)做了计算分析,探讨了降水时空分布规律。在时间上,从年、季、月三个角度进行了研究,在空间上,分析了整个区域年降水和春、夏、秋、冬四季降水的分布规律,并检验了其变化趋势。结果表明:1961年以来西安地区降水时空分布不均匀,降水主要集中在夏秋季节,5-10月份的降水可占全年降水量的79%,并且年降水有减少的趋势,其中春、秋季节降水减少,尤其以春季最为显著,变化率为-1.98mm/a,夏、冬季降水有增加的趋势。     

陕西省气温与降水变化时空分布研究

根据1981年-2010年陕西及周边的42个气象站点的气温和降水数据,采用经验正交函数分解法(empirical orthogonal function,EOF),结合GIS空间分析方法,计算和分析了陕西省29年气温和降水的时空分布特征以及年内、年际的时间变化特征。结果表明:1)陕西省年气温大致存在三种主要的类型:南北差异型、地形影响型、正负相间型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为温度受纬度变化的影响南部气温较高北部气温较低。2)陕西省年降水大致存在四种主要类型:南北递减型、延河南北反向型、东南-西北分布型、相间分布型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为陕西北部降水较少,南部降水较多。3)陕西省气温空间场对应的时间序列具有明显的年内变化和年际变化;降水空间场对应的时间序列具有较明显的年际变化,而年内的波动性较强。     

基于FY-4A QPE的中亚五国降水时空分布特征北大核心CSCD

FY-4A定量降水估计产品(Quantitative PrecipitationEstimation,QPE)为深入研究中亚五国降水的时空分布特征提供了数据源。本文首先采用全球降水观测(Global PrecipitationMeasurement,GPM)多星集成降水终级产品IMERG-F(Integrated Multi-satellite RetrievalsforGPM Final run)评估FY-4A QPE,然后利用FY-4A QPE分析中亚五国的降水特点及时空分布特征,结果表明:(1)FY-4A QPE能够精细地反映中亚五国降水的空间分布差异,降水估计结果比较合理且与IMERG-F的时序变化具有较好的一致性。(2)中亚五国年平均降水量的空间分布差异大,且与海拔高度有关,高海拔地区的年平均降水量超过500 mm,但面积占比不足10%;低海拔地区的年平均降水量不足350 mm,但面积占比却超过90%。(3)中亚五国降水的空间分布有明显的季节性,夏季降水范围最广,平均降水量超过50 mm;秋季平均降水量最小,绝大部分地区平均降水量不足40 mm。吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦四季降水相对充足,部分区域季节平均降水量超过480 mm;哈萨克斯坦中西部、乌兹别克斯坦中西部和土库曼斯坦北部季节平均降水量不足40 mm。(4)根据月平均降水量超过40 mm区域的聚集度,中亚五国月平均降水的空间分布可以大致分为点状离散分布型、干旱型、半干半湿型和三明治型四种分布形态。(5)中亚五国夏季降水多发区的逐小时平均降水量具有“准三小时”周期性日变化特征,午后至前半夜是降水多发时段之一,降水类型以小雨为主,其次是少量的中雨。     

汾河流域降水及旱涝时空结构特征

利用汾河流域39个测站1956-2000年各月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解技术分析年降水的空间结构特征与变化.结果表明:汾河流域年降水主要有3种典型分布类型,即"全体一致型"、"南北反相型"、"上下游与中游反相型".其中,第1种分布型占主导作用,其相应的时间序列和年均降水序列形状基本相似,趋势皆减少.此外,采用Z指数旱涝指标划分了汛期旱涝状况和等级,结果显示,汛期异常旱涝主要发生在8月和6月.     

新疆石河子地区棉田地膜残留的时空分布特征

为了研究新疆棉田地膜残留的时空分布特征,在新疆短绒棉主要生产地区石河子,选择3个团场的连续覆膜1年、5年、10年、15年、20年、25年的棉田进行取样,测量其单位面积残膜数量、密度,残膜面积变化特征,预测未来棉田残膜的变化趋势。结果表明:随着覆膜年数的增加,单位面积片数和重量每年以40.02万片.hm-2、13.66 kg·hm-2的线性趋势递增。在土壤深度的空间分布上,连续覆膜5年后残膜大小、密度在0～40cm土壤中将均匀分布。连续覆膜10年,土壤中三种面积类型残膜之间(0～25cm2,25～100cm2和大于100cm2)在单位重量上将不再有差异。随着覆膜年数的增加,对作物产生危害的残膜类型(大于25cm2)一直占总残膜质量的60%以上。     

贵州省干旱时空分布特征研究

为探究季节性干旱对贵州省农业生产造成的影响,基于贵州省9个气象站点1960~2010年逐日降雨资料计算的标准化降水指数(SPI),使用Mann-Kendall趋势检验和GIS克里金插值等方法,分析了该区域近51a以来的干旱时空分布特征。结果表明:近51a来贵州省内大部分站点的月尺度SPI值在4-5月和9-10月呈下降趋势;年尺度SPI值呈减小趋势,干旱影响站次比呈上升趋势,干旱范围和干旱程度有加大趋势;1年四季中干旱频率空间分布在不同地域上显示出了较大差异性。     

海河流域近50年降水量时空变化特征分析

依据海河流域1960—2010年逐日降水资料,采用泰森多边形方法将各站点的降水量展布到全流域,并采用M-K法计算Kendall倾斜度,分析降水的时空变化特征。结果表明:时间上,海河流域总体降水呈减少趋势,春季降水虽然呈增加趋势,但仍是少雨季节,夏季降水变化趋势缓慢,少雨现象出现的频率相对较小,秋季降水逐渐减少,少雨现象出现的频率与春季相似,冬季出现极端降水情况,降水呈增加趋势,降水等级集中在极度少雨,另外,存在春夏连续少雨、秋冬连续少雨,甚至四季连续少雨的情况;空间上,整个流域年降水量由南向北逐渐减少,春季五台山、天津变化显著,夏季全流域降水量呈增加趋势,且渤海西南地区增加显著,秋季全流域中东部分降水趋势下降显著,冬季全流域降水上升、下降趋势变化均较缓慢。     

塔里木河流域水化学组成分布特征

于2010年6月对塔里木河干流及主要支流地表水进行水化学采样,共设25个点采集50个样品。分析表明：塔里木河干流水体中阳离子Na⁺+K⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺,与南北侧支流Na⁺+K⁺＞Mg²⁺＞Ca²⁺存在显著差异,但均以Na⁺+K⁺为主,阳离子浓度分别占干流、南北侧支流的68.6%、62.6%和62.5%。与1965年对应采样点同月份水化学成分相比,塔里木河流域主要可溶性离子浓度增幅较大,整体平均增加8.0倍,尤其是Cl^-达21.7倍,这可能是近年来塔里木河流域气温上升降水增加等自然因素,间接促进降水过程中水化学侵蚀地表可溶性物质所致。同时,流域内工农业快速发展,生活污水、工农业废水大量排放到塔里木河,这可能是影响塔里木河水质变化的重要因素之一。     

绿洲耗水对阿克苏河流域地表径流的影响

利用高分辨率辐射计获得的遥感资料提取研究区的归一化植被指数（NDVI）数据,干旱区绿洲NDVI对径流响应敏感,根据经验,NDVI>0.2区域识别为绿洲,进一步提取绿洲范围内的NDVI累计数据,将其作为以农业活动为主的人类活动综合因素,结合径流资料,分析了1982-2006年阿克苏河流域绿洲耗水和地表径流之间的关系。结果表明：1982-2006年阿克苏河流域出山径流量相对研究初期增加21.4%,同期,绿洲耗水量相对增加53.2%,绿洲NDVI累计相对研究初期增加35.3%,绿洲面积增加33.4%;阿拉尔站径流量、绿洲耗水与绿洲来水量均呈正相关,表明中游绿洲扩张消耗的出山径流量增加;绿洲NDVI累计自河道向两侧变化剧烈程度逐步加强。同时,绿洲NDVI累计整体上从绿洲边缘向绿洲内部增加趋势逐步加强;考虑绿洲降水情景,NDVI累计和绿洲面积的相关性均大于未考虑绿洲降水情景,表明降水对绿洲起到了支撑、维护作用,对绿洲面积的贡献为25.2%。对比冰川径流、出山径流和流域降水的变差系数(C_v),加上冰川径流对绿洲面积的贡献为33.4%,表明冰川径流有调节出山径流量和维持绿洲规模相对稳定的作用。     

阿克苏河流域公众气候变化感知及适应措施选择的差异分析

通过调查问卷方式,结合科学监测数据,分析阿克苏河流域公众对气候变化及其影响的感知及适应对策选择倾向,并比较了流域内不同地区、职业及学历居民的感知差异与对策选择差异。结果表明：① 阿克苏河流域绝大多数居民认为,气候已发生变化,且变化时间在20世纪80年代后,居民在气候变化感知中所体现的地区差异较明显。② 阿克苏河流域多数居民认为,当地“山区雪冰融化加速”、“自然灾害增多”、“播种期提前”,不同属性居民对其感知差异不明显;对于“河流水量变化”,居民的感知存在不确定性,并存在明显的区域差异。③ 农业系统自身调整型措施、基础设施建设型措施和提高农业水资源利用效率型措施易被居民接受。④ 阿克苏地区不同流域、职业及学历的居民在适应对策选择中存在一定差异,其中,中游居民、非农业者以及中高等学历者的应对措施倾向较为积极。
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阿克苏河流域平原型水库水质特征研究

本文对阿克苏流域的三座大型平原水库,即上游水库、胜利水库和多浪水库在枯水期和丰水期的水质进行了监测分析,比较了各水库不同水期水质现状,并对监测指标进行了因子分析。结果表明:三座水库枯水期污染程度比丰水期高。水质污染物可分抑制性因子(F1),包括NH3-N、SO42-、Cl-和矿化度以及富营养性污染指标(F2),包括TN、TP和CODMn。目前水库水质主要由第一因子F1决定。枯水期水质污染大小次序为胜利水库>上游水库>多浪水库,而丰水期为多浪水库>胜利水库>上游水库。三座水库水质与引水河流的水质污染指标之间存在极显著相关性。     

近60 a渭河流域降水特征

基于1952-2011年渭河流域天水、宝鸡、武功、西安4个气象站的逐日、逐月、逐年降水量资料,利用线性回归、5 a滑动平均法、Mann-Kendall法以及小波分析,对渭河流域近60 a降水量变化进行趋势、突变以及周期分析。结果显示：渭河流域降水季节分配不均,主要集中在夏、秋两季,春、秋两季降水量呈现明显减小趋势,夏、冬两季降水量变化趋势不明显;各季节降水量年际变化显著;流域内除夏季以外,其他季节均存在突变点;4个站点均存在年总降水量突变点;渭河流域降水量的震荡周期为28~30 a;降水天数呈现减少趋势;小雨降水强度有增加趋势;除西安站外,其余3个站点1976-1990年的暴雨天数最多,暴雨天数年际变化较大。     

新疆伊犁皮里其河流域表层土壤养分特征

以新疆伊犁皮里其河流域为研究区,采用野外调查与实验分析相结合的方法,选取土壤养分的7个指标:有机质、全N、全P、全K、有效N、有效P和速效K为分析参数。应用主成分分析法,对研究区土壤养分的主要因子进行识别,并应用聚类分析法对样地进行分类。主成分分析表明,该区土壤第一主成分主要反映土壤综合养分水平;第二主成分反映土壤P肥水平;第三主成分反映K肥水平。聚类分析表明,第一聚类样地因子得分较高,该类土壤养分主要受有机质、全N和速效K的影响较大,土壤较为肥沃;第二聚类样地土壤养分普遍低于第一聚类,有机质、全N含量低于第一聚类,土壤养分一般;第三聚类样地由于土壤环境较为特殊,因子得分最低,土壤相对贫瘠。最后,针对3个聚类不同类型土壤,提出具体的保护措施。     

渭河流域干旱指标空间分布研究

基于月降水数据,运用干旱指标研究渭河流域的干旱特征。以西安站为例,详细对比了Z指数与SPI计算结果的一致性和差异;分别采用1、3、6、9、12个月和24个月时间尺度SPI分析了该站历史旱涝状况及持续时间,并探讨了其季节旱涝特征。计算了渭河流域1995年11月不同时间尺度的SPI值,并绘制了相应的空间分布图。结果表明：多时间尺度SPI[WTBZ]能够反映出降水的分散情况,并给出降水量区间与干旱指标的对应关系,是进行旱涝监测和预报的一种有效手段;发生于1995年的渭河全流域干旱具有季节性和多年特征,干旱程度总体上由东南部向西北部递减。     

Impact of agricultural development on variation in surface runoff in arid regions: a case of the Aksu River Basin

Located in the south of Xinjiang Uygur autonomous region,the Tarim River is the longest inland river in China.Agricultural development,excessive exploitation and low surface water use efficiency in the headstream regions have led to a marked decrease in the water supply to the mainstream.This,in turn,has resulted in the drying-up of the watercourse in the lower reaches of the Tarim River and serious deterioration of the eco-environment.The Aksu River Basin,the most important headstream of the Tarim River,was selected as the research area in this study.Taking elastic coefficient,water demand coefficient and water utilization intensity as the indices,we studied the impact of agricultural development on decreasing surface runoff since the 1950s.The results indicated that(1) the increasing rate of consumption of surface runoff outstripped the rate of increase measured in the natural catchment discharge,resulting in ever diminishing stream discharge into the Tarim River.Agricultural irrigation and seepage loss in irrigation canal systems were the major sources for runoff consumption,taking 63.72% of the overall runoff consumption.What's more,agricultural water consumption took up more than 97% of the water used for long-term production;(2) the expansion of cultivated land,change of planting structure and comparatively low agricultural irrigation efficiency all contributed to the decrease in surface runoff of the Aksu River.The elasticity coefficient of surface runoff reduction corresponding to the increase in planted area was 0.34 in the 1950s,while in the 2000s it had increased to 7.87.This reflected a more sensitive response of runoff decrease to cultivated land expansion.The increase in cotton and fruit production,without widely-used scientific irrigation methods and water-saving technology,led to considerable waste of the water resources.Meanwhile,the irrigation efficiency was still quite low,characterized by the waste of water resources,and the decrease of surface runoff;(3) in different stages,cultivated land area,planting structure and agricultural water use efficiency exerted different effects on runoff decrease.In the early stage,agricultural development showed no obvious effect on runoff decrease.Since the 1960s,the expansion in cultivated land resulted in large consumption of surface runoff;since the 1990s,not only expansion in cultivated land expansion,but also planting structure exerted significant impact on the consumption of surface runoff.Recently,though agricultural water use efficiency has improved in some regions to reduce the consumption of runoff to a certain extent,overall agricultural water use efficiency is still quite low;(4) during the investigation period,water consumption by agricultural development reflected the unbalanced relationship between human activities and water resources.