黄河源区水文水资源对气候变化的响应

气候变化是目前世界各国科学工作者关注的重要问题之一。以黄河源区为研究区,采用Mann-Kendall非参数检验和Spearman秩次检验相关法分析了过去60年降水、气温及径流的变化趋势;利用十套情景数据驱动大尺度分布式VIC模型,分析了黄河源区未来径流和土壤含水量的可能变化。结果表明:黄河源区年平均气温呈显著上升的趋势,高于全球地表平均升温速率;日最低气温比日平均气温和日最高气温增加显著;年降水量呈微弱增加趋势,年径流量呈微弱减少趋势,两者变化趋势都不显著;未来全球变化条件下黄河源区径流和土壤含水量将有可能呈减少态势,发生干旱的可能性进一步加大,将会对工农牧业生产构成威胁。     

黄河源地区植被净初级生产力对气候变化的响应

基于黄河源区1959—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Thornthwaite Memorial模型计算了50 a植被净初级生产力(NPP),分析其年际和年代际变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:1959—2008年间,研究区年NPP变化呈显著上升趋势,NPP变化曲线线性拟合倾向率在95.502～190.72 kg/(hm2.10a)之间,20世纪90年代后NPP较高。20世纪70年代表现为"冷干型"气候特征,NPP距平百分率偏少1.1%～2.1%;2001—2008年均为"暖湿型"气候特征,NPP距平百分率偏多2.1%～4.5%。影响黄河源区NPP变化的主要气候因子是降水量、最大蒸散量和平均最低气温。"暖湿型"气候对植被净生产力增加最有利,黄河源区NPP可增加5.5%～8.5%。而"冷干型"气候造成植被净生产力下降5%～9%。若2050年在"暖湿型"气候情景下,黄河源区未来NPP较多年平均值增加7%～17%。     

黄河源头气候变化对生态环境的影响

利用黄河源头玛多、玛沁两个气象站1961～2010年50年逐月平均气温和降水量资料,采用Mann-Kendall等检验方法分析年和四季的气候特征及气候变化趋势,并对气候突变进行了检验。结果表明:近50年来黄河源头表现出气温升高、降水量呈微弱增加、地表蒸发量增大的变化趋势,并且在90年代后期变化趋势更加明显,这种气候变化趋势加速了黄河源头草地退化和沙化。     

Spatial-temporal variations in near-surface soil freeze-thaw cycles in the source region of the Yellow River during the period 2002–2011 based on the Advanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System(AMSR-E) data

Detecting near-surface soil freeze-thaw cycles in high-altitude cold regions is important for understanding the Earth's surface system, but such studies are rare. In this study, we detected the spatial-temporal variations in near-surface soil freeze-thaw cycles in the source region of the Yellow River(SRYR) during the period 2002–2011 based on data from the Advanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System(AMSR-E). Moreover, the trends of onset dates and durations of the soil freeze-thaw cycles under different stages were also analyzed. Results showed that the thresholds of daytime and nighttime brightness temperatures of the freeze-thaw algorithm for the SRYR were 257.59 and 261.28 K, respectively. At the spatial scale, the daily frozen surface(DFS) area and the daily surface freeze-thaw cycle surface(DFTS) area decreased by 0.08% and 0.25%, respectively, and the daily thawed surface(DTS) area increased by 0.36%. At the temporal scale, the dates of the onset of thawing and complete thawing advanced by 3.10(±1.4) and 2.46(±1.4) days, respectively; and the dates of the onset of freezing and complete freezing were delayed by 0.9(±1.4) and 1.6(±1.1) days, respectively. The duration of thawing increased by 0.72(±0.21) day/a and the duration of freezing decreased by 0.52(±0.26) day/a. In conclusion, increases in the annual minimum temperature and winter air temperature are the main factors for the advanced thawing and delayed freezing and for the increase in the duration of thawing and the decrease in the duration of freezing in the SRYR.     

江河源区的湿地退化现状与驱动力分析

在描述江河源区1986-2000年15年间江河源区湿地的动态变化情况的基础上,分析了导致江河源区湿地退化的自然因素和人为因素,指出气候变化和江河源区自身脆弱环境的相互作用固然是江河源区湿地退化的主要原因,但是近十几年来日趋加剧的人类活动对湿地退化起到了推波助澜的作用。     

内蒙古河套灌区引用黄河水量分析

河套灌区水资源高效利用是灌区可持续发展和缓解黄河水资源供需矛盾的需要。应用河段差法、引排差法、最大蒸发量、作物总需水量方法计算河套灌区引用黄河水量,分别是49.3×108,49.2×108,54.4×108,49.7×108m3。方法相互佐证,引排差法计算结果,49.2×108m3是灌区实测引用黄河水量。引用黄河水量的分析为河套灌区节水改造、计划用水和节约用水管理以及黄河干流水资源分配提供依据。     

基于熵组合权重属性识别模型的草原生态安全评价——以甘南黄河水源补给区为例

基于P-S-R模型,分别采用层次分析法和信息熵法确定指标权重,利用最小信息熵原理综合为组合权重;采用属性识别模型进行指标评价,建立草原生态安全评价的熵组合权重属性识别模型(AR-CWE)。结果表明:甘南黄河水源补给区的整体草原生态安全状况处于较差状态;草原生态环境恶化的乡镇集中于纯牧区,较差乡镇集中于半牧区,而较好的乡镇则集中于农区;通过对各乡镇的草原生态安全状况分析,发现降水和气温变化、人口素质、农牧民收入方式、牲畜超载率和草原退化率是影响各乡镇草原生态安全的主要因素。     

1960—2019年黄河源区气候变化时空规律研究

黄河源区是气候变化敏感区及生态环境脆弱区,也是黄河的主要产流区,其气候变化问题备受关注.利用黄河源区均一化气温和降水观测数据,系统分析了近60 a黄河源区平均气候与极端气候事件的变化特征.结果表明:1960—2019年黄河源区年平均气温、平均最高及最低气温表现出增温趋势的一致性,且源区东部增温幅度高于西部;黄河源区年均...     

江河源区生态环境演变的过程及主导因素确定研究

江河源区生态环境演变受自然因素和人文因素的共同作用,在自然和人文因素中究竟那些因素是该区生态环境演变的主导因素,对研究区域生态环境演变的机理和演变强度意义重大,本研究通过系统分析江河源区生态环境演变的过程,确立了影响江河源区生态环境演变的因素体系,建立了江河源区生态环境演变主导因素确定指标体系;全国范围内选择了40位在生态环境演变研究方面具有一定造诣的科学家进行了问卷调查和权重打分,用层次分析法(AHP)确定了温度、降水为主的自然因素和畜牧业为主的人文因素为江河源区生态环境演变的主导因素,并确定了各因素之间的排列顺序.     

旱作条件下川地与梯田谷子水量平衡过程的比较

依据田间试验资料,对比研究了黄土丘陵沟壑区川地和山地梯田两种土地类型条件下谷子水量平衡过程的差异。结果表明,川地谷子生育期总耗水量为544.1mm,山地为468.4mm,前者是后者的1.16倍;谷子全生育期日均耗水量川地为3.30mm/d,山地为2.76mm/d;山地谷子的水分利用效率(WUE)还略高于川地谷子。山地土壤含水量低以及叶面积指数等的不同是引起山地ET/E0偏低的主要原因。     

全球气候变化背景下中国黄河流域的响应

黄河流域地处干旱、半干旱地区,水资源系统对气候变化十分敏感。最近几十年黄河流域气温和降水发生了明显变化。20世纪80年代中期以来,黄河流域气温明显升高,且以冬季增温为主,流域北部增温尤其显著;20世纪90年代,黄河流域降水明显减少;进入21世纪,降水略有增加。气温升高和降水减少是黄河流域径流锐减的重要原因。根据气候模式...     

江河源区沙漠化研究进展与展望

在全球气候变暖的影响下,青藏高原作为气候变化的敏感区,受到人们越来越多的重视。江河源区是我国长江和黄河以及国际河流澜沧江的发源地,同时它又是高原的重要组成部分。近几十年来,沙漠化现象在该地区的快速发展蔓延已经引起社会和学术界的广泛关注。本文从沙漠化的发展态势、沙漠化的驱动因子、沙漠化的治理措施等方面的研究现状出发,对江河源区的沙漠化研究状况进行了综述,并对研究中存在的不足和未来的研究重点进行了分析。     

黄河源区气候变化及人为扰动的生态响应

利用黄河源区1959-1999年的气象和水文资料,分析了该区气温、蒸发量、风速、降水量、径流量以及多年冻土的演变规律,揭示了源区对气候变化和人为扰动的生态响应趋势。研究表明:近40年黄河源区气温升温趋势明显,源区升温高达0.58℃/10 a,成为全国升温最高的地区,但气温的升高并没有引起蒸发量的总体上升,反而有所下降,蒸发量下降可能与风速下降有关;气温的升高导致多年冻土层变薄植被失去保护,地表蒸发增强,同时冻土层上限下移,径流量也受到影响;降水有所减少,但其变化趋势并不是十分明显,这与西北地区整体的降水规律有着较为明显的不同,显示出黄河源区的独特的地域性;降雨量与径流量的变化趋势基本一致。气候变化和人为扰动共同造成了草原退化、水土流失加剧、自然灾害频发、冰川萎缩、冻土退化、水体减少等生态问题,气候变化是造成黄河源区生态退化和破坏的根本原因,大规模生态移民可能是保护黄河源区生态的根本办法。     

渭干河—库车河三角洲绿洲灌区水盐均衡特征分析

依据实地考察实测资料,分析渭干河-库车河灌区的水量平衡、盐量平衡、引水和排水矿化度的变化特征、排盐效率及排水的主要盐分离子.结果显示: (1) 受灌区上游大型水库的调蓄作用,灌区引入地表水的年际变化不大,年内引水出现双峰,排灌比例在8.79%～18.65%,引水利用量为22.53～30.05亿m~3,主要用于农业灌溉用水,农田园林耗水量占总耗水量的75.26%. (2) 随着灌排系统的完善,渭干河-库车河灌区整体处于脱盐过程,年均脱盐量为86.64万t,灌区非盐化土地面积扩大,盐渍化土地面积缩小,灌区内耕地的土壤含盐量减少.(3) 由于大型水库的调蓄作用,灌区引入地表水的矿化度年变幅也较小,1993～1996年平均为0.38 g/L,1997～2001年平均为0.42 g/L,在年内洪水期水量大,矿化度相应偏小.年均排盐量为99.77～275.40万t,排水量和排盐量总体变化趋势相一致,呈略微上升趋势.排水盐分离子中,阴离子主要以Cl~-为主,其次是SO_4~(2-);阳离子主要以Na~+为主,Mg~(2+)出现的机会较小.保持灌区水盐持续均衡所需达到的水量排引比为0.09:1.     

基于改进的标准化降水指数的黄河中游干旱情势研究

提出了一种基于旬累积尺度的月标准化降水指数(SPI)计算方法,该方法不仅考虑了前期降雨量对区域当前旱情的影响,因而对旱情的评估更为客观,同时在实际应用中更具有时间上的灵活性,更能体现气象干旱的累积效应和预报的时效性。计算了黄河中游山西省境内近40a(1971-2009年)各旬干旱指数,分析结果表明改进的标准化降水指数能够很好地表征黄河中游山西省境内的历史旱情状况。引入国际上常用的多种未来气候情景,研究分析了未来气候变化下2021-2050年黄河中游山西省境内地区旱情发展的可能情势,结果表明其存在对农业不利影响加重的可能,需要引起水资源管理部门的重视。     

黄河内蒙古段蒸发皿蒸发量变化特征

采用气候趋势系数和气候倾向率方法,分析了内蒙古自治区境内26个常规气象观测站1959～2008年的20 cm口径蒸发皿蒸发量观测资料.结果表明,区域年、季平均蒸发皿蒸发量变化都呈下降趋势;但站点蒸发量与整个区域的蒸发量变化趋势并不完全一致,存在波动,在大部分站点年蒸发量变化趋势中则是春、夏两季的蒸发量变化趋势占主导地位...     

黄河干流水文缺水分类模型研究

本文通过对黄河干流节点径流频率分析和超越机率分析,推求了节点水文缺水量。通过制定黄河干流水文缺水等级划分标准,用节点天然径流系列为样本,建立了节点水文缺水分类模型。应用分类模型,进一步得到了节点缺水状态转移概率矩阵。节点水文缺水分类模型和状态转移概率矩阵将会对黄河干流水资源合理配置提供决策依据。     

基于GPPM的黄河流域水资源可再生性评价

水资源是一种再生资源,其可再生性分为自然再生和社会再生两类。将黄河流域划分为15个区域(不含内流区),并把整个黄河流域作为一个区域,共16个区域,利用统计数据资料,采用遗传投影寻踪模型(GPPM)对黄河流域分区水资源可再生性以及流域15个主要城市水资源社会可再生性进行评价。结果表明:黄河流域各区域可再生性能力基本上为中等或以下,整个黄河流域水资源可再生性能力较弱;15个主要城市中,省会城市水资源社会可再生性水平一般,其余城市属于较弱水平,总体上,黄河流域城市水资源社会可再生性能力普遍较弱。最后提出了一些增强黄河流域省会城市水资源社会可再生性的建议和对策。     

近三十年黄河上游冲积河段的河道平面形态变化分析

黄河上游冲积河段的加速淤积已经严重威胁到当地人民的生产生活。为黄河上游冲积河段减淤措施的制定、消除洪灾隐患,文中基于遥感影像和水文资料,结合地质地貌资料,将冲积河段划分为四段,并根据河道的平面特征,将它们归入不同的河型。对比了1978、1990、2002和2010年四期近三十年宁蒙河段河道的平面变化,发现河道总体上表现出萎缩趋势,但在不同河型上变化过程表现不同,具有一定的复杂性。交错复合型和近顺直型河道主流线长度变化较小,游荡型先减小后增大,弯曲型逐渐增大;从河道平均宽度来看,近顺直型和弯曲型河段都是先加宽后束窄,而游荡型的变化却与前两者相反,呈现出先变窄后加宽,仅交错复合型河段逐渐变窄;四个河段河心洲数量变化呈现出两种情形:略微增加和先增加后减少。这些变化与近几十年上游水库的拦水拦沙是息息相关的。     

古代黄河中游饥荒与环境变化关系及其影响

通过对地方灾害史料收集整理,统计出黄河中游近2000年来共发生了306次饥荒。分析表明:饥荒的发生与气候变化、自然灾害以及环境变化之间有显著的关系。主要表现为:气候寒冷时期,农业生产受到影响,饥荒发生频率较高;气候温暖时期,农业生产发展,饥荒发生频率较低。历史上严重的自然灾害常常引发饥荒,尤其是旱灾与饥荒的发生关系最为密切。历史时期黄河中游环境的恶化也是饥荒发生的重要原因。频繁发生的饥荒对社会经济及城市发展建设都造成一定的影响。