论文以青藏高原大通河流域为例,分别采用基于日、月降雨集中度指标(CI和CIM),表征大通河流域的降水结构特征,并分析其演变特征;采用交叉小波分析探究太阳黑子和大气环流异常指数太平洋10 a涛动(PDO)、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)、北极涛动(AO)与流域降水结构变化的联系。结果表明:1)流域南部的年均CI值高于北部,中部的年均CIM值高于流域其他部分;2)流域年CI值上升趋势明显,而其年CIM值具有明显下降趋势,且两者的一致性被破坏;3)太阳黑子对于流域降水结构影响最为显著,AO和ENSO的影响次之,PDO的影响最弱。研究成果有助于揭示大通河流域降水结构的驱动机理,为其模拟与预测奠定坚实的基础。

黄河兰州以上区域水资源量占黄河流域水资源的一半以上,研究黄河上游兰州以上区域降水时空结构变化具有重要意义。本文利用黄河兰州以上19个降水站点1959~1998年系列数据,采用EOF技术分析了黄河上游降水的时空结构特征与变化。结果表明:黄河上游兰州以上区域降水存在四种典型降水类型,即“全部一致型”、“南北型”、“东西型”和“相间复杂型”。但第一特征向量为主导,其时间变化系数与年降水量基本一致,说明黄河流域兰州以上降水主要受青藏高原大尺度气候影响,具有降水偏多(少)一致性特征。从时间尺度上降水有减少的趋势;并伴随3、6、和11年的周期变化,而且在1986和1991年发生突变。

根据国家气象中心整编的全国714站月平均降水量资料,运用REOF分析、Morlet小波分析、差值分析等方法,通过对淮河流域代表站点的选取,分析了1960~2009年淮河流域降水的趋势变化特征、周期特征,以及多雨、少雨年的大气环流异常特征。结果表明:(1)淮河流域年降水总量呈缓慢增长趋势,20世纪80年代初期由负距平转为正距平。冬季和夏季降水量呈显著增长趋势,春季和秋季降水量呈显著减少趋势,80年代前期为降水变化的转折期;(2)淮河流域夏季降水存在准3a的显著振荡周期和准10a的次显著振荡周期,同时在60~90年代还存在准6a振荡周期;(3)淮河流域多雨年,500hPa经向风偏强且范围广,850...

利用1961-2012年海河流域35个气象台站的逐日降水资料,采用连续复小波(Morlet)、正交函数分解法(EOF)、线性回归分析法、滑动t检验及空间差值法等,研究不同等级降水的时空变化特征及其影响。研究结果表明:(1)海河流域年降水量存在5a、15a、25a左右的周期变化;降水变化场表现出全区一致多雨或少雨、南-北向降水分布相反、东南-西北向降水分布相反的空间分布特征;(2)海河流域夏季对年降水量、年降水日数和年平均降水强度的贡献最大,各时间尺度降水日数均以小雨为主,各级别降水强度也均呈夏、秋、春、冬季依次递减。其中,年暴雨量和暴雨强度、夏季暴雨量和暴雨日数均呈明显减小趋势,夏季大雨量和大...

【目的】分析大通河流域上游径流变化特征，明晰其演变规律，为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据。【方法】利用累积距平、滑动平均、Ｒ／Ｓ法、ＣＲａｍｅＲ法和小波分析法等方法，对大通河上游流域径流的年内年际变化特征、趋势、突变状况及周期进行分析，并针对径流变化的成因进行了探讨。【结果】大通河上游流域径流量存在以下特点：（１）径流量年内分配不均，８１．６％～８７．２％的径流量主要集中在汛期；年际变化波动频繁，１９５６－２０１０年经历了＂丰－枯－丰－枯＂４个循环交替；（２）近半个世纪以来，大通河流域上游径流呈减少趋势，尕日得和尕大滩站径流年均递减系数分别为０．０１０ ２和０．００６亿ｍ３／年，两站Ｈ．．．

【目的】探讨青海大通河流域5种类型青杄林土壤理化性质和生态化学计量特征的变化规律,为该林区不同青杄林分质量评价、养分管理和混交树种的选择提供理论依据。【方法】选择以中龄(平均林龄57 a)为主的青杄纯林、青杄×山杨林、青杄×白桦林、青杄×红桦林和青杄×油松林,在不同类型林地内各设置3块20 m×20 m的样地,每块样地以“S”形选取5个采样点,采集0～20和20～40 cm土层土壤样品,测定土壤含水率、体积质量、p H及有机碳、全氮、全磷含量,计算土壤C/N、C/P和N/P,比较不同林型间土壤理化性质及其生态化学计量特征的差异,并分析其间的相关性。【结果】(1)青杄针阔混交林(青杄×山杨林、青杄×白桦林、青杄×红桦林)的土壤含水率、有机碳、全氮和全磷含量均高于青杄纯林和青杄针叶混交林(青杄×油松林),其中土壤有机碳和全氮含量差异达显著水平(P<0.05);土壤体积质量表现为青杄纯林和青杄针叶混交林高于青杄针阔混交林;5种类型青杄林土壤p H值介于7.88～8.41,青杄×红桦林和青杄×白桦林的土壤p H值显著小于其他类型青杄林(P<0.05);5种类型青杄林0～20 cm土层土壤含水率及有机碳、全氮和全磷含量均高于20～40 cm土层,但20～40 cm土层土壤体积质量高于0～20 cm土层土壤。(2)青杄针阔混交林的C/N、C/P和N/P均显著高于青杄纯林;2个土层均以青杄纯林土壤C/N和C/P最小,青杄×油松林的土壤N/P最小。(3)相关性分析结果表明,土壤p H与全氮和全磷含量呈极显著负相关,与有机碳含量呈显著负相关;土壤含水率与有机碳含量呈极显著正相关,与全氮和全磷含量呈显著正相关;土壤体积质量与有机碳含量呈显著负相关;土壤有机碳、全氮和全磷含量之间均极显著正相关。土壤全氮含量与C/P、有机碳含量与N/P均呈极显著正相关。【结论】在青海大通河流域,与青杄纯林和青杄针叶混交林相比,青杄针阔混交林明显提高了林分土壤养分含量,其中对表层(0～20 cm)土壤养分含量的增加效果更加显著,有助于改善土壤质量。

【目的】研究青海大通河流域不同类型青杄林群落的物种多样性、径级结构和空间结构,为该地区青杄林结构优化调整提供参考。【方法】2021-2022年,在青海大通河中下游典型地段设置24个30 m×30 m青杄林样地,进行每木检尺调查,运用Ward最小方差聚类法划分青杄林群落类型,计算不同群落类型的Partrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数,分析其群落物种组成和多样性;通过绘制各径级林木株数分布图,分析不同群落类型径级结构;通过计算林木个体的角尺度、大小比数和混交度,分析其一元和二元空间结构分布特征;通过计算林分的空间结构指数(FSSI)和空间结构距离(FSSD),对不同群落类型的结构进行综合评价。【结果】(1)运用Ward最小方差聚类法将青海大通河流域青杄林划分为青杄-灰栒子+唐古特忍冬-薹草群落和青杄-栓翅卫矛-薹草+东方草莓群落2种青杄纯林群落,以及青杄+白桦-唐古特忍冬-薹草群落、青杄+红桦-唐古特忍冬-薹草群落、青杄+油松-灰栒子+唐古特忍冬-薹草群落和青杄+山杨-银露梅-薹草群落4种混交林群落。(2)各群落之间Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数数值相近且均无显著差异,而Partrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数存在显著差异,纯林群落相对较低;乔木层和灌木层中,青杄-栓翅卫矛-薹草+东方草莓群落的各物种多样性指数最低,草本层中不同群落类型的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均无显著差异,但Partrick丰富度指数存在差异。(3)各群落中青杄种群径级结构均呈倒“J”型,符合天然异龄林的直径结构分布特征,红桦、油松等亚优势种径级结构呈单峰或双峰型,以中大径级个体居多,白桦、山杨则以中小径级个体为主。(4) 4种青杄混交林群落类型中林木主要为随机分布,个别群落呈现轻微团状分布,表明研究区青杄天然次生林群落大多处于自然演替中后期;2种青秆纯林群落中林木均处于随机分布状态,整体竞争状态处于中庸水平。由各群落类型的林分空间结构综合指数可知,青杄+红桦-唐古特忍冬-薹草群落的FSSI最高(0.482),FSSD最低(0.756),表明其更趋近于理想的林分结构。【结论】森林经营中,可适当调整树种结构,选择性伐除绝对劣势林木,减少林木个体间的竞争,改善林内环境,增加光照,提高物种多样性,提升森林质量。

利用淮河流域4省170个气象站点1961~2005年的降水观测数据,采用Kriging法对淮河流域各季及年降水量进行了插值,得到了1 km×1 km降水栅格序列。在此基础上,对淮河流域降水的时空格局及其变化特征进行了分析。结果表明:淮河流域降水量的空间分布基本呈南高北低、山区多于平原、近海多于内陆的格局。近45 a来淮河流域降水量的年际波动较为强烈,而变化趋势不显著。流域内汛期和年降水量的年代际变化则具有明显的阶段性,主要表现在20世纪90年代前基本为下降趋势,2000年后明显上升。当前,淮河流域正处于降水的高气候变率时期。45 a来,降水的空间格局发生了一定的变化,表现在淮河中上游和干流沿岸...

降水集中度和集中期能定量地表征降水量在时空场上的非均匀性。运用淠河流域12个雨量站点1956年-2010年的逐日降水资料,基于降水集中度和集中期分析了淠河流域近55年来汛期降水的时空特征和变化规律。研究结果表明:淠河流域汛期降水集中度变化于0.69~0.11之间,多年平均值0.31,多年平均降水集中期在40~41候。汛期降水量和集中度呈比较显著的上升趋势,增大了汛期发生洪涝灾害的风险。汛期降水量和降水集中度分别在1983年、1962年发生增多突变,集中期无明显突变。汛期降水量、集中度和集中期序列近55年来都具有显著的3~4年周期振荡。汛期降水量和集中度呈比较显著的正相关,和降水集中期呈微弱负相...

利用中国境内红河流域23个气象站点1960—2007年的逐日降水数据,基于极端降水指数分析流域极端降水事件的时空变化特征。结果表明:极端降水频次和强度表现出从东南向西北递减的特征,高值区分布在江城—绿春—金平—河口一线以南,低值区分布在巍山—南涧—弥渡一线以北及元江中游河谷;极端降水频次峰值出现在7月,汛期极端降水出现频次占全年的91.48%。1960—2007年期间,极端降水指数均表现出上升趋势,其中,极端降水贡献率和平均日降水强度上升趋势较为显著,线性趋势值分别为0.68%·(10 a)-1和0.17 mm·d-1·(10 a)-1。除了平均日降水强度整体上表现出上升的趋势外,其余5个极端...

探究和预估气候变化下黄河流域极端降水的变化特征，是科学认知黄河水情以及支撑流域防洪减灾工作的基础。本文基于全国水资源二级分区，综合采用“中国区域地面气象要素驱动数据集”和跨部门影响模型相互比较项目（ISIMIP）的降水数据，利用Mann-Kendall趋势检验、Sen’s斜率估计等方法分析了黄河流域及其8个二级水资源分区的6个极端降水指标在历史期（1979—2018年）和未来期（2021—2100年）的时空变化特性。研究表明：(1)空间上，历史期与未来不同情景下黄河流域极端降水指标值在整体上均呈现由西北至东南逐渐增大的变化特征，在河口镇至龙门（Ⅳ）、龙门至三门峡（Ⅴ）等分区内部还出现了极端降水高值中心，这些区域高值中心与历史洪水爆发区具有较好的空间对应关系；(2)时间上（历史期），多数水资源分区的极端降水指标主要呈上升趋势，且小时尺度极端降水增强是所有分区的统一特征；作为黄河干流洪水主要来源区的兰州以上（Ⅰ和Ⅱ）、河口镇至龙门（Ⅳ）、花园口以下（Ⅶ）分区的所有极端降水指标呈上升趋势；(3)时间上（未来期），在不同辐射强迫情景下，未来各水资源分区的极端降水指标值都呈增加趋势，且增加幅度和空间覆盖范围会随着辐射强迫的增大而增大，这将加剧黄河分区防洪形势，其中河口镇以上3个分区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和龙门至三门峡（Ⅴ）分区的极端降水增强幅度最为明显，是未来防洪重点区。本文结果可为黄河流域未来极端降水灾害风险评估、区域防洪风险分析及应对、雨洪水资源管理等提供参考。

基于大渡河流域１９６１～２０１０年逐日降水数据资料，运用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ非参数检验、Ｍｏｒｌｅｔ小波分析法，分析了近５０ａ来大渡河流域极端降水事件的时空变化特征。结果表明，大渡河流域的极端降水指数均呈现出相对稳定的波动增加；多年平均值均呈现出由西北向东南方向逐渐增多的分布特征，变化趋势的空间分布存在着区域差异：除强降水日数外，其他极端降水指数均呈现下游增加，上游减小的变化趋势，大渡河流域极端降水与年降水量变化趋势密切相关。大渡河流域各指数突变特征不一致，１ｄ、５ｄ最大降水量突变年集中在１９７４～１９７６年前后；强降水日数、极端降水量及极端强降水日数发生突变的年份分别为１９８４年、１９７．．．

利用中国气象局和黄河水利委员会近30年269个观测站的降水资料,采用光滑薄面样条插值法对黄河流域各月及年降水量进行插值,在ArcMap/ArcInfo中进行图象处理和分类,完成了1km×1km栅格降水的空间化,在此基础上分析了降水的空间分布。利用GIS软件编程实现了Mann-Kendall非参数统计法与空间化技术的结合,生成了各月及年降水在空间上随时间的变化趋势图。结果表明:27年来,流域总降水量呈下降趋势,空间上表现为北半部以增加为主,南半部以减少为主。各月间差异很大,在秋冬季节,以下降趋势为主,部分地区达到显著;春夏季节除少数月份外,大部分地区降水量有不显著的增加趋势。全年降水呈下降趋势的...

利用1995年TM卫星照片和2005年IKONOS卫星照片作为遥感数据源,阐述了长江上游防护林重点建设区官司河流域10年来土地利用/覆被在数量、结构和空间上的变化特征,明确了土地利用变化的主要类型和变化趋势,并分析了官司河流域土地利用/覆被变化的驱动因子。结果表明:研究区土地利用类型以耕地和林地为主,1995~2005年耕地和农村宅基地面积大幅减少,其余类型都得到一定程度上的增加,各土地利用类型中交通运输用地动态度最大,其次是有林地。在短期内,社会经济进步和宏观政策的制订是影响土地利用变化的主要因素。

【目的】分析汾河流域临汾段土地利用面积变化及景观格局演变特征,掌握影响土地利用变化的驱动因素,旨在为汾河流域可持续发展以及生态环境保护提供参考。【方法】以汾河流域中游临汾市为研究区,基于1990-2020年遥感、气象、社会经济等数据,计算该地区的土地利用程度指数、土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数(类型级别和景观级别),探讨近30年临汾市土地利用面积变化特征及景观格局的变化趋势,利用主成分分析方法筛选影响临汾市土地利用变化的主要驱动因素。【结果】从土地利用结构来看,临汾市土地利用类型以耕地为主,草地和林地次之。从土地面积变化来看,1990-2020年,各土地类型的面积变化量绝对值由大到小依次为建设用地>草地>耕地>林地>水域>未利用地,其中建设用地、林地及水域面积均增长,其余土地类型面积均减少;土地利用类型转移以耕地转为建设用地和草地以及草地转为耕地和林地为主。景观类型级别方面,耕地、林地和草地的最大斑块指数(LPI)、景观形状指数(LSI)、斑块平均大小(AREA＿MN)和斑块结合度(COHESION)均较高;景观级别方面,随着时间的延长,斑块数量(NP)、斑块密度(PD)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)总体均增加,边缘面积分维指数(PAFRAC)和蔓延度指数(CONTAG)均减少。主成分分析结果表明,社会经济因素、产业结构因素和自然因素是临汾市土地利用面积变化最主要的驱动因素。【结论】1990-2020年,临汾市的土地利用面积与景观格局发生了明显变化,探明了影响临汾市土地利用面积变化的主要驱动因素,其中建设用地、草地、林地和耕地受各驱动因素的影响较明显。