西北干旱区景观要素镶嵌结构的分形研究——以黑河流域为例

以黑河流域为区域背景，运用分形理论，定量化地研究西北干旱区景观镶嵌结构的复杂性与稳定性。研究结果表明：（1）各景观要素，按照镶嵌结构的复杂性程度（分维值D）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞中山草原＞高山草甸＞草原化荒漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪＞平沙地沙漠＞固定沙丘沙漠＞低平滩地盐漠＞人工绿洲＞荒漠草原＞居民点（城市）＞荒漠戈壁＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸沼泽＞半固定沙丘沙漠＞流动沙丘沙漠＞丘陵山地荒漠＞高山灌丛草甸＞中山灌丛草原＞中山草甸草原。（2）各景观要素，按照镶嵌结构的稳定性程度（SK）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞中山草甸草原＞中山灌丛草原＞高山灌丛草甸＞丘陵山地荒漠＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞流动沙丘沙漠＞半固定沙丘沙漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞高山草甸沼泽＞中山草原＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸＞荒漠戈壁＞居民点（城市）＞荒漠草原＞草原化荒漠＞人工绿洲＞低平滩地盐漠＞固定沙丘沙漠＞平沙地沙漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪。（3）在各景观要素的镶嵌结构中，高山草原是最复杂，同时也是最稳定的；自然绿洲的复杂性和稳定性都大于人工绿洲。镶嵌结构最为简单的是中山草甸草原。最不稳定的景观要素，恰恰就是维系绿洲生存的关键－冰川和永久性积雪。（4）在沙漠和荒漠化景观中，固定沙丘和平沙地沙漠的复杂性虽然高于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀及壁及荒漠草原，但是其稳定性却低于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀戈壁、荒漠草原及草原化荒漠。这就是说，固定沙丘并不稳定。（5）在草原景观中，荒漠草原的稳定性最差。     

黑河流域出山径流模拟

国际水文科学协会已提出针对干旱半干旱区的"无资料地区的水文预测"项目。水已成为制约西北干旱半干旱区社会经济发展和生活改善的主要因素。预测全球变化和人类活动下的水循环过程和水资源变化格局是重要的。文中以黑河上游为研究区,应用IHACRES模型模拟黑河上游降水-径流过程。结果表明:IHACRES模型可以较好地模拟研究区的日出山径流量;率定期确定性系数达0.766,验证期确定性系数为0.71;确定黑河上游地区的基流指数为0.539;黑河上游经莺落峡水文站向中游输送水量为14.9亿m3,其中地表径流与基流分别占46.1%和53.9%;模型模拟受流域面积大及降雪等因素影响,使模拟精度降低;最后指出IHACRES模型适合缺乏资料地区水文模拟的研究。     

近50a西北干旱区气候变化对农业的影响

本文选取了西北干旱区21个代表站点1951-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用趋势法和百分位阈值法分析年平均气温、年降水量、极端年最低温度、年最高温度和极端降水量变化特征及其各分区极端气候变化趋势。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10a),1986年后气温明显升高,柴达木盆地和北疆升温较大。近50a西北干旱区年降水量变化和趋势分布,降水变化有增加的趋势(3.2mm/10a),其中北疆降水增加最多。(2)西北干旱区近40a年极端最低温度的天数有减少趋势,平均最低温度天数的减少率为7-8天/40a。而极端年最高温度的天数略有增加趋势,平均增加率为0.5天/40a左右。年最高温度略有减少趋势,平均变率为-0.5℃/40a,年最低温度也有增加趋势,平均变率为1.0℃/40a。西北干旱区近40a极端降水的天数增加了2天/40a。(3)气候变暖对西北干旱区农业既有有利影响,又有不利影响,降水量增加,极端气候事件减少对农业有有利影响。     

近50a西北干旱区气候变化趋势及对荒漠化的影响

西北干旱区干旱少雨,生态环境脆弱,土地荒漠化严重。本文根据近1951-2000年的逐月平均气温和月降水量资料研究了我国西北干旱区气候变化趋势,并结合近年来西北干旱区地表径流量变化,分析其对准噶尔盆地、塔里木盆地、河西走廊和柴达木盆地土地荒漠化影响。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温都升高,变暖最显著的是北疆和柴达木盆地。降水量有增加趋势,其中南疆降水量增加趋势最大。北疆蒸发量有减少趋势外,其他区蒸发量都在增加,尤其南疆蒸发量增加趋势最大。(2)近50a来由于气候变暖,使蒸发量增大,塔克拉马干沙漠、河西走廊沙漠区和柴达木沙漠区的干旱危害加剧,这必然导致沙漠化的易发和其进程的加速。北疆气温升高,降水量增加,而蒸发量减少,有利于古尔班通古特沙漠区沙漠化进程的减缓。(3)气候变化和地表径流量变化有利于准噶尔盆地和塔里木盆地的土地荒漠化逆转,而使河西走廊和柴达木盆地的土地荒漠化发展迅速。     

基于GPD模型的黑河出山径流极值变化分析

以黑河出山径流为研究对象, 利用黑河上游1944-2010年67 a的实测月均径流资料, 采用广义Pareto分布模型（GPD模型）, 对黑河未来出山月均径流的变化进行了预测。结果表明：运用超阈值的观测资料建模的GPD模型, 能够达到信息量使用的最大化, 对黑河极值变化的预测精度较高; 黑河出山径流重现期为25 a、50 a、100 a和150 a的月均径流量极大值分别为219.8 m³•s^-1、235.3 m³•s^-1、 249.5m³•s^-1和257.4 m³•s^-1; 重现期为25 a、50 a、100 a和150 a的月均径流量极小值分别为9.0 m³•s^-1、8.8 m³•s^-1、8.6 m³•s^-1和8.5 m³•s^-1;在当前“暖湿”的气候背景下, 黑河出山径流变化不大。     

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。     

干旱区农牧结构优化模式探讨——以黑河流域中上游为例

分析了黑河流域中上游农业的现状和问题,认为积极调整农业产业结构、优化农牧结构是今后发展的必然趋势,它不仅可以促进农区和牧区两大经济生产系统全面健康发展,繁荣区域经济,而且在资源合理配置、改善生态环境方面都有很大作用。结合现有基础提出了农牧耦合的发展模式:一是绿洲子系统内部的耦合,即中游绿洲农区舍饲畜牧业与种植业的耦合;二是山地系统与绿洲系统的耦合,即山上繁殖,山下育肥模式与向山区放牧基地提供精细饲料,在牧区直接育肥模式。     

近50a来黑河流域气候变暖对农业生产的影响

利用1960～2009年间黑河流域及其周围15个气象站点的逐月气温观测数据,运用多年趋势线法、Mann-Kendall法、小波分析等方法,对黑河流域气候变化进行了研究。结果表明:近50年来黑河流域气温总体呈增加趋势(β值为0.027℃/a),线性增长率为0.28℃/10a,相当于50年中气温升高了1.4℃,其中20世纪70～80年代气温上升缓慢,至20世纪90年代以后气温显著上升;空间分布上,年均气温变化呈现出由西向东逐渐增温的趋势,其中流域中上游东部和下游地区气温升温幅度较大,以中游民乐和下游额济纳旗最为显著;流域年均气温变化存在着10～15年左右的主振荡周期和6年左右的次振荡周期,其中以13年左右的振荡周期最强;流域年平均气温在1987年发生突变,之后进入偏暖期;同时进一步分析了气候变暖对农业生产的影响,为合理利用本地气候资源提供参考依据,使流域农业得到持续稳定的发展。     

近50年石羊河出山口径流对气候变化的响应

以石羊河支流杂木河为代表,采用Spearman秩次相关检验法、Mann-Kendall秩次相关检验法,对杂木河出山口近50年(1956-2007)的径流以及石羊河流域乌鞘岭、永昌、武威、古浪、民勤5个气象站近50年的气候要素进行了分析,建立了径流和气候因子之间的多元线性回归模型,并利用灰色关联分析法进一步计算了气候要素和径流之间的关联程度。结果表明:杂木河出山口径流呈下降趋势,与气候要素的相关性明显,受降水影响最大,蒸发的影响次之,受气温的影响较小,关联度分别为0.728,0.667,0.573。     

干旱区农牧结构优化模式探讨 --以黑河流域中上游为例

分析了黑河流域中上游农业的现状和问题，认为积极调整农业产业结构、优化农牧结构是今后发展的必然趋势，它不仅可以促进农区和牧区两大经济生产系统全面健康发展，繁荣区域经济，而且在资源合理配置、改善生态环境方面都有很大作用。结合现有基础提出了农牧耦合的发展模式：一是绿洲子系统内部的耦合，即中游绿洲农区合饲畜牧业与种植业的耦合；二是山地系统与绿洲系统的耦合，即山上繁殖，山下育肥模式与向山区放牧基地提供精细饲料，在牧区直接育肥模式。     

黑河径流对LUCC和气候变化的敏感性分析北大核心CSCD

为了定量评估径流对土地利用变化（LUCC）和气候变化的敏感性及其时空变异,基于土地利用、土壤、数字高程（DEM）、气象和实测径流数据,借助SWAT模型,并结合统计方法定量评估了黑河径流对LUCC和气候变化的敏感性。结果表明：1980—2009年流域径流对LUCC的敏感性值为0.020 mm·km^-2。径流对LUCC的敏感性从大到小分别是上游（0.108 mm·km^-2）、中游（0.004 mm·km^-2）和下游（0.001 mm·km^-2）。1 mm降雨变化在上游、中游和下游引起的产水量变化分别是0.49-0.288 mm、0.006-0.038 mm和0-0.002 mm。1℃气温变化在上游、中游和下游引起的产水量变化分别是13.413-78.902 mm、1.105-6.500 mm和0.461-2.710 mm。径流对气温的敏感程度要远远高于对降水的敏感度。在时间趋势上,径流对LUCC的敏感性表现出下降趋势;上游表现出减少趋势,而下游表现出增加趋势。流域径流对气温的敏感性表现为上升趋势。     

近50a西北干旱区降水量变化差异分析

利用近50a西北干旱区21个代表站点的逐月降水量资料,通过逐月降水量趋势系数和对西北干旱区降水量变化贡献最大的月份的比较,深入分析近50a西北干旱区降水量变化的差异,从而得到以下结论:(1)降水量变化具有明显的季节差异。西北干旱区春季降水量变化较为复杂;夏季除了新疆西北部降水量减少趋势外,其他地区降水量都以增加为主;秋季形成了从南到北降水量依次增加的格局;冬季在新疆东部、南部和河西走廊的降水量有减少趋势,新疆西北部和柴达木盆地降水量以增加为主。(2)对夏半年降水量增加贡献最大的月份主要在7月,在新疆东部、南部和柴达木盆地。冬半年降水量增加贡献最大的月份主要在3月,在新疆西部、南部地区、河西走廊和柴达木盆地。     

河西走廊三大内陆河流域出山径流变化特征及其影响因素分析

以1961-2010年河西走廊三大内陆河流域出山年径流资料为基础,综合运用趋势分析、MannKendall突变检测、Morlet小波分析、R/S分析、降水-径流深度双累积曲线等多种数理分析方法,研究了河西走廊三大内陆河流域出山年径流的变化特征、影响因素及未来可能的变化趋势。结果表明:(1)1961-2010年,石羊河流域出山年径流呈微弱减少趋势,黑河流域和疏勒河流域出山年径流呈显著增加趋势,50年来黑河流域和疏勒河流域出山年径流存在显著突变特征;(2)1961-2010年,石羊河流域和黑河流域出山年径流经历了"枯-丰-枯-丰"4次交替,疏勒河流域出山年径流经历了"枯-丰"2次交替;(3)1961-2010年,石羊河流域、黑河流域、疏勒河流域出山年径流变化的主周期分别为5年、22年和15年,但不具有统计显著性;(4)河西走廊三大内陆河流域出山年径流变化受祁连山区降水影响较大,山区人类活动对年径流变化影响较小;(5)未来石羊河流域出山年径流可能呈减少趋势,黑河流域和疏勒河流域出山年径流可能呈增加趋势。     

黑河流域近46年日照时数的气候变化特征及其影响因素

采用气候倾向率法,对黑河流域10个气象站1960-2005年逐月日照时数以及对日照有影响的总云量、低云量、水气压、降水量等资料进行了统计分析。结果表明:近46年黑河流域年日照时数平均每10年减少1.77 h,近26年来减少趋势更加明显。秋、冬季日照时数显著减少,但夏季呈明显上升趋势。20世纪60年代四季日照时数均为正距平;70年代除冬季外,春、夏、秋季日照均偏少;80年代夏、冬季为负距平,春、秋季日照充足;90年代春季为负距平,其他季节均日照充足。黑河流域年、秋季日照时数的减少与降水量和大气中水气压的增加呈负相关,夏季日照时数的增加主要是由于云量的减少引起。     

西北干旱区农业生产对气候变化的响应评价初探——以黑河流域中段张掖市为例

由于气候变化的不确定性,对气候变化的响应评价比气候变化的影响研究更具现实意义。本文以张掖市为研究区域,将2000年作为基准年对农业生产对气候变化的脆弱性进行了评价。评价结果表明:肃南为最脆弱地区,甘州区属于中等脆弱地区,高台、民乐属于较不脆弱地区,临泽、山丹属于最不脆弱地区。在脆弱性评价的基础上提出了相应的适应性对策。对调整优化区域土地利用结构,促进区域生态、经济的可持续发展具有重要意义。     

近50年来石羊河流域气候变化趋势分析

采用Mann-Kendall及Meyer小波分析法,对石羊河流域乌鞘岭、武威、永昌、民勤气象站近50年来气温、降水逐月观测资料进行了分析.结果表明,石羊河流域气温总体呈上升趋势,尤其1987年以后,气温升幅显著;受全球气候变化的影响,流域中游武威、永昌地区近年来一直处于降水偏多时期,在20世纪90年代以后波动上升更为突出.石羊河流域各站点年平均气温和年降水量的变化周期基本一致,其中年平均气温普遍存在约28年、24～26年、19～20年和14年以及9～11年的中长周期以及7年左右和2～3年的短周期;而年降水量存在约28年、25年和22年的中长周期以及10年左右的较短周期,并且还存在4～6年和2～4年的短周期.     

全球气候变化对我国干旱区影响分析

<正> 全球变暖问题已经是全世界关注的焦点,不仅各国科学家们进行了大量的研究,各国政府也耗费巨资组成了政府间专家组(IPCC,Intergovernmental panel on ClimateChange研究气候变化的影响。IPCC包括3个工作组,Ⅰ.科学分析工作组(Working     

西北干旱区农业资源利用正效应因子分析--以塔里木河流域为例

以西北干旱区塔里木河流域为例,选取了9个指标,利用因子分析法针对人类对水土资源利用所产生的正效应进行了分析,结果表明,第一公因子在GDP、粮食产量、人口总数、牲畜头数、财政收入、耕地面积、农林牧等总产值和有效灌溉面积的载荷较高,说明这些指标可综合反映农业资源利用正效应之一,即人口环境经济容量;第二公因子在机电排灌面积上的载荷最高,说明机电排灌面积可反映水、土等环境容量。     

近52年来滦河流域气候变化趋势分析

以滦河流域以及附近34个气象基站1957～2008年52年逐日气象资料为基础,采用M-K趋势检验方法分析了年降水、年均气温、年均相对湿度以及年日照时数等主要气象要素的年际、年内变化趋势。结果表明：整体上,滦河降水呈不明显下降趋势,夏季减少趋势最为显著;气温呈显著上升趋势,冬、春增温最为显著;日照时数整体呈显著下降趋势;...