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[期刊] 自然资源学报
[作者]
尚程鹏 章新平 孙葭 黎燚隆
论文基于1961—2015年洞庭湖流域96个气象站点逐月降水数据和英国哈德莱中心月平均海表温度资料,利用EOF、Morlet小波和偏相关分析等方法,对洞庭湖流域冬季降水的时空变化和周期特征进行分析,并探讨影响流域冬季降水的关键海区及其关键时段。结果表明:在年际时间尺度上,洞庭湖流域冬季降水主要存在全区一致型、南北反向型和中部-南北部反向型3个模态,各模态分别具有12 a、16 a和7 a左右的长周期以及3 a左右的短周期。在与全球海温的关系方面,流域冬季降水与ENSO和南海海温均存在显著相关,平均而言,在ENSO处于暖位相或南海海温偏高时,流域冬季降水易偏多,反之,则流域冬季降水易偏少;但ENSO和南海海温对流域冬季降水的影响范围及其关键时段存在明显差异,其中ENSO的影响范围主要分布在流域南部,其在前期10月与流域冬季降水相关性最好,而南海海温的影响范围集中在流域东部,其在次年2月与流域冬季降水相关性达到最高。
关键词：
洞庭湖流域 冬季降水 ENSO 南海海温
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
尚程鹏 章新平 张新主 姚天次 王婷
基于洞庭湖流域96个气象站点1961~2015年逐月降水数据和美国NCEP/NCAR再分析数据,对洞庭湖流域近54 a来冬季降水的时空变化特征和典型冬涝、冬旱年的大气环流及水汽输送形势进行分析,并讨论逐年冬季降水与同期欧亚环流指数(EUCI)、可降水量和水汽通量散度的关系。结果表明:近54 a,流域冬季降水存在明显的年际和年代际变化特征,具体表现为20世纪60年代和70年代降水偏少,80年代降水开始增多,其后期至90年代中后期降水偏多明显,进入21世纪以来降水又呈波动减少的趋势。此外,流域冬季平均降水量和冬季降水标准差均呈现由南向北、由东向西递减的空间分布特征。从大气环流和水汽输送形势来看,典型冬涝年和冬旱年的空间分布大致相反,表明流域冬季异常降水是与大尺度环流形势的异常密切关联的。计算发现,逐年冬季可降水量、水汽通量散度和欧亚环流指数与流域冬季降水均具有较好的关系,相关系数分别达到0.43、-0.68、-0.53,通过0.01的信度检验。
关键词：
洞庭湖流域 冬季降水 大气环流 水汽输送
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
孙葭 章新平 黄一民
收集了４种不同数据来源的再分析降水数据：欧洲中期天气预报中心大气再分析数据（ＥＲＡ－ｉｎｔＲＥｉｍ）、英国ＥＡｓｔ ＡｎｇｌｉＡ大学气候研究中心数据（ＣＲＵ ｔｓ３．２１）、全球降水气候学项目数据（ｇＰＣＰ Ｖ２．２）、ｔＲｍｍ多卫星降水产品——ｔＲｍｍ ３Ｂ４３（Ｖ７）和中国气象科学数据共享服务网提供的降水实测数据（ＣｍＤ），用均值、偏差和偏差百分比及标准差等统计指标对再分析降水数据在洞庭湖流域的模拟精度进行评估。结果表明：（１）４种再分析数据年、季节降水量的年际变化与ＣｍＤ总体相似，其中秋冬季节与ＣｍＤ的一致性好于春夏季节。（２）ＥＲＡ－ｉｎｔＥＲｉｍ数据对年均降水量的高估比例为２０％以上．．．
关键词：
再分析降水数据 洞庭湖流域 精度 评估
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴宏 冯徽徽 邹滨 王玉龙
径流是洞庭湖等长江中下游通江湖泊水量变化的重要驱动因素，土地利用/覆盖变化(Land Use and Cover Change, LUCC)通过改变下垫面特征，强烈改变了流域水文过程，并进一步影响了湖泊水量变化。然而，受气候变化等多因子复杂交互作用，LUCC对“径流—湖泊水量”关系的影响方式与贡献特征依然面临较强的不确定性，成为流域水资源规划与管理面临的关键理论瓶颈。针对上述问题，基于SWAT水文模型，采用2001～2019年MODIS遥感数据产品，系统分析了洞庭湖流域LUCC对“径流—湖泊水量”的影响特征。结果表明：(1)洞庭湖流域多年平均径流和湖泊水量分别为2 371亿m~3和682亿m~3,季节上均表现为5～9月份较高、10～4月份较小的单峰型分布特征，径流年际变化趋势较弱(y=14.926x+2 222.1,R~2=0.043 9,p<0.01);(3)LUCC对“径流—湖泊水量”关系具有较强影响，其对多年年均径流量贡献约为364亿m~3,约占多年径流总量的15.4%,对湖泊水量贡献约63亿m~3,占总蓄水量的9.2%。研究结果有助于正确认识与把握洞庭湖等通江湖泊水量变化的内在影响机制，并为流域相关水资源治理与规划提供科学的辅助支撑。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张家其 朱莉 阳斌成
为促进区域生态系统服务供需平衡，以洞庭湖流域为研究对象，基于2000、2010、2020年土地利用数据探究土地利用变化及生态系统服务演变特征，并借助GeoSOS-FLUS、GM模型评估预测2030年不同发展情景下生态系统服务供需时空演化格局。结果显示：(1)2000～2020年洞庭湖流域土地利用变化最明显的特征是建设用地增加，林地和耕地面积减少，生态系统服务供给整体呈下降趋势，显著减少的区域主要分布在洞庭湖、长株潭周边县市及部分地市城区；(2)自然发展和耕地保护情景下2030年生态价值较高的草地和林地持续减少，建设用地增加，生态系统服务呈现全域快速退化趋势，生态保护情景下土地利用格局相对稳定，林地和水域出现上涨趋势，长株潭城市群及其他地市市区生态系统服务价值也呈现增长趋势；(3)三类情景下长株潭城市群、洞庭湖生态经济区等流域下游区域生态系统服务需求相对较高，而这些区域生态系统服务供给却较低且呈退化趋势，供需格局具有显著空间不匹配特征。
[期刊] 生态经济
[作者]
徐志耀 刘滨铨
基于DSR生态系统质量概念模型,构建了一个大湖流域地区生态质量评价指标体系,运用面板数据熵权法对2001—2013年洞庭湖流域14个地区的生态质量水平进行了综合评价。结果显示:近十多年来洞庭湖流域总体生态质量在中等水平附近波动并略有提升,波幅收窄呈空间趋同势头;其中湘江水系区域生态质量低于全流域平均水平,资江、沅江和澧水水系区域生态质量均高于全流域平均水平;水质变化和雾霾扩散是导致近几年洞庭湖流域地区生态质量波动的主要原因。
[期刊] 生态经济
[作者]
徐志耀 刘滨铨
基于DSR生态系统质量概念模型,构建了一个大湖流域地区生态质量评价指标体系,运用面板数据熵权法对2001—2013年洞庭湖流域14个地区的生态质量水平进行了综合评价。结果显示:近十多年来洞庭湖流域总体生态质量在中等水平附近波动并略有提升,波幅收窄呈空间趋同势头;其中湘江水系区域生态质量低于全流域平均水平,资江、沅江和澧水水系区域生态质量均高于全流域平均水平;水质变化和雾霾扩散是导致近几年洞庭湖流域地区生态质量波动的主要原因。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张晓艳 刘梅先
洞庭湖流域是我国高温热浪事件多发地区之一,严重威胁人体健康及农业生产,研究高温热浪特征和风险,对当地防暑减灾具有重要指导意义。基于气象站点气温数据(1960~2013年),综合利用MK检验、概率模型和Copula概率模型,以年最长热浪长度(HWL)、热浪平均高温(HWT)、高温天数(HDL)和高温天内平均高温(HDT)为指数,系统分析了洞庭湖流域高温、热浪的时空规律及风险变化特征。结果表明,流域平均4项高温指数表现出先下降后上升的趋势。总体上,流域东部和东南部高温、热浪强度较大,西部和西南部强度较小,另外,流域高温、热浪的风险和强度变化有一定的空间差异,但总体上升。此外,基于Copula的分析...
[期刊] 经济地理
[作者]
孙颖 易浪 尹少华
植被覆盖变化是评估生态效应与治理成效的关键性因素之一。基于洞庭湖流域2000—2019年MODISNDVI和同期气温、降水、土地利用等相关数据，运用Sen+Mann-Kendall、Hurst指数、偏相关分析、残差分析等多种方法，全面分析了流域植被覆盖时空演化与未来变化趋势，主要结论如下：(1)年际变化上，流域生长季NVDI呈分阶段波动上升趋势，植被覆盖显著增加。(2)空间分布上，流域大部分区域植被覆盖状况良好，呈“西高东低”分布特征；但未来流域大部区域植被NDVI可能呈增长放缓或退化趋势。(3)气候影响因素上，流域生长季NDVI与降水和气温变化均呈正相关，但气温对植被生长的正向促进作用强于降水。(4)人类影响因素上，农业生产与生态工程建设对流域植被变化具有正面效应；土地利用变化对流域植被变化具有双重影响作用；城市扩张则是导致NDVI减少的主要因素之一。未来流域生态治理范围应重点关注残差呈持续减少特征的湖区沿线、经济较发达区域以及已建成经济区的周边扩展区域，构建“有为政府、有效市场、有机社会”三位一体的生态协同治理新格局。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
孙占东 黄群 Lotz Tom
流域出口径流观测序列是水文模型参数率定重要依据,不受水文站控制区域的模型应用是水文研究关注点之一。首先根据水文站观测资料建立洞庭湖流域四水控制站之上基于水文响应单元的分布式水文模型,在此基础上结合实验、同质移植和虚拟水库等方法,将分布式水文模型拓展到包含无径流站控制区域的丘陵区间和平原圩垸区,最终实现了洞庭湖全流域水文过程模拟。结果表明:在较完备土壤、地形、土地利用等空间数据支持下,通过合理的流域划分和水文响应单元定义,建立的流域分布式水文模型可以较好地在水文响应单元尺度反应降水发生后蒸散、地表径流、土壤和地下水的响应特征。而基于观测实验及基流分割等方法获取的关键水文过程特征对模型参数优化的认...
[期刊] 生态经济
[作者]
李杨 洪琳琳
洞庭湖流域是我国洪涝灾害多发地区之一。从孕灾环境脆弱性、致灾因子危险性的自然属性和承灾体易损性的社会属性两个方面入手,建立了反映农业水灾风险的指标体系,在此基础上利用GIS方法、层次分析法和因子叠加法,对洞庭湖流域农业水灾风险进行了综合评价和分析。结果表明:该流域农业水灾高风险地区集中分布在长沙和岳阳市;常德、益阳、株洲、永州属于较高风险区;娄底、湘潭、衡阳、郴州则属于中风险区;邵阳和张家界则属于较低风险区;湘西自治州和怀化市属于低风险区。而孕灾环境脆弱性、致灾因子危险性、承灾体易损性的地域组合差异是导致各地州市农业水灾风险度大小不均的症结所在。
关键词：
农业水灾 风险评价 洞庭湖流域
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
王婷 章新平 黎祖贤 罗紫东 廖梦思 刘娜
基于洞庭湖流域８４个气象站点１９６２～２０１３年的逐日气象资料，利用综合干旱指数（ＣＩ）对洞庭湖流域气象干旱的时间和空间特征进行分析。结果表明：在过去５２ ａ，区域性干旱强度较强的时段以夏季、秋季、夏秋和秋冬时节为主；区域干旱强度在春季、夏季、夏秋、冬季呈上升趋势；秋冬时节和年干旱强度变化不明显；春夏时节、夏秋时节、秋冬时节和冬春时节的平均干旱强度比春、夏、秋、冬单个季节的平均干旱强度大。小波分析表明，区域干旱强度的周期以１０ａ为主周期，５ ａ和２２ ａ为次周期。近５２ ａ来，历年干旱站次比主要集中于１０％～３０％之间，多表现为区域性干旱，以夏季和秋季的干旱范围较大；干旱频率高发时期主要为夏季．．．
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
胡光伟 冯海丽 马逸岚 周希 冯畅 黄丽媛
洞庭湖农业面源污染日益严重，深入了解洞庭湖流域氮磷污染的时空分布特征，是促进洞庭湖流域面源污染治理需解决的科学问题。运用改进输出系数模型、等标污染负荷法对洞庭湖流域25个县(市、区)的TN、TP污染物负荷量进行计算，借助GIS软件绘制TN、TP污染负荷空间分布图，分析流域TN、TP污染负荷量的时空变化特征。结果表明：(1)从空间尺度上看，TN、TP污染负荷量在空间排放上呈现明显的地域差异特征，安化县、桃源县、石门县、平江县、桃江县等县区是洞庭湖流域农业面源污染的重点防治区域，污染负荷较高的区域集中分布在流域的上游。(2)从时间尺度上看，2010、2015、2019年TN污染负荷量分别为11.95、10.90、6.95万t/a, TP污染负荷量分别为7.60、7.00、4.21万t/a,洞庭湖流域TN、TP污染物负荷量呈现明显减少趋势，TN污染负荷量始终大于TP污染负荷量。(3)从畜禽养殖、土地利用和居民生活3个方面来看，TN、TP污染负荷量也呈现出递减规律。(4)运用聚类分析方法将流域分为复合污染型、畜禽养殖污染型、土地利用污染型、居民生活污染型4种类型。最后，为推进洞庭湖流域氮磷污染的综合治理，结合TN、TP污染负荷量的时空分异特征，提出了有针对性的采取种植业科学施肥、合理规划畜禽养殖规模和分区、整治农村人居环境、切合实际发展生态农业等措施。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
孙倩 张敏 曾永兵 齐梦钰 陈献震
【目的】归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)不仅可以很好的反映地表植被的繁茂程度,而且是指示植被活动和植被生产力的良好指标之一。【方法】本研究采用2004年12月至2014年11月的MODIS卫星影像、TRMM卫星数据,辅以站点监测的气温和风速数据,分析植被NDVI在10年间的不同季节的时空变化特征,探讨降水量对植被NDVI产生的影响,剖析植被覆盖与风速、气温之间的相关关系。【结果】(1)10年间植被NDVI在研究区内呈现出夏季>秋季>春季>冬季的空间分布特征,在春季体现出自西向东NDVI逐步减少的趋势,夏季和秋季的植被NDVI由西南至东北逐步降低;(2)春季、夏季和秋季,降水量都呈现出由西南到东北方向逐步降低的分布特征,冬季降水量呈现了由西向东逐步递减的分异特征;(3)降水量与植被NDVI之间呈正相关的关系,相关系数表现为冬季<春季<夏季<秋季,降水对植被NDVI有驱动作用,但这种影响具有一定的时间滞后性。(4)平均风速在空间格局上都呈现出条带性的分布特征;(5)植被NDVI在夏季和秋季均与气温呈负相关关系,但与降水量呈正相关关系,与温度相比,水分条件才是影响植被生长的主导因素。【结论】本文筛选了3个气候因子,能为更全面的剖析气候变化对植被变化的影响过程起到参考作用。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
周浩 胡凌 陈藜藜
明确我国关键粮食产区水土资源平衡状况，有利于粮食生产结构调整及保障国家粮食安全。本文以南方洞庭湖流域为研究区，在多期土地利用数据、常规气象站点数据和DEM数据支持下，从耕地的新增、类型转换、存续和灭失4方面系统识别耕地利用变化特征，并运用Penman-Monteith公式、有效降水量模型等揭示其气候水分平衡特征及耕地利用下水土资源平衡效应。结果表明：1）40年间，洞庭湖流域的水田处于较为稳定的空间分布状态，而旱地重心向西北方向移动了17.36 km~(2)。耕地存续的相对面积比例达到70.63%，灭失类型多分布于怀化、湘西州等地，新增的耕地来源主要是林地，内部转换集中于衡邵娄等地；2）流域南端以及洞庭湖区的蒸散能力较强，而西部至西北端偏弱，有效降水量呈西北至东南逐渐增大的特点；3）1980年水分亏缺区面积比例仅为1.79%，至2020年该比例已增至32.84%，洞庭湖区以及永州市等地水分亏缺风险较高；4）耕地的气候水分平衡历经了以水分盈余为主到水分亏缺与盈余并存阶段，亏缺区主要分布于洞庭湖区、湘江流域西北部以及永州等地，且亏缺区扩张更多围绕以水田为核心的耕地利用变化类型进行。研究结论可为该流域的耕地合理开发与利用提供决策支持。
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