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[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] 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]
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] 资源科学
[作者]
李景刚 李纪人 黄诗峰 李小涛
利用洞庭湖流域1999年1月-2008年12月间的TRMM3B43月降水量资料,通过区域综合Z指数的构建,旱涝等级的划分以及降水变差系数的计算,对洞庭湖流域近10年来的旱涝发生特点进行了分析,并通过与流域实测降水数据分析结果的对比,验证了TRMM数据在流域旱涝监测中具有很好的可行性和较高可信度。另外,研究结果显示:①在区域综合Z指数构建过程中,由于考虑了区域降水空间分布的不均匀性,文中的计算方法比通常采用的面积平均法更加符合实际;②TRMM数据格点在流域内均匀分布,可有效刻画流域降水的空间分布。其监测的流域旱涝结果较有限气象站点的监测结果更加真实、可靠;③受季节性季风降水及区内复杂地貌特征的影...
[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] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
孙葭 黄一民 吴华武
基于1979—2015年洞庭湖流域27个气象站点的实测降水数据(CMD),采用降水Z指数、小波分析和线性倾向估计等研究方法,比较了美国环境预报中心的再分析降水数据(CFSR)和融合降水数据(CMAP)、欧洲中期天气预报中心数据(ERA–Interim)、全球降水气候学项目数据(GPCP)、英国East Anglia大学气候研究中心降水数据(CRU)和全球陆地降水重建数据(PREC/L) 6套格点降水数据中洞庭湖流域的旱涝时空变化特征。结果表明:研究时段内洞庭湖流域的旱涝具有明显的年际变化特征,GPCP的总体再现能力较强;洞庭湖流域整体呈变旱趋势,ERA–Interim中旱涝趋势与CMD的较为一致;流域旱涝具有明显的准18年、准3年和准5年的周期变化,GPCP中旱涝变化周期与CMD的较为接近;洞庭湖流域旱涝频率和变化趋势的空间分布存在区域差异,格点数据中,仅部分区域的旱涝频率和变化趋势与CMD的一致。总体上,GPCP对洞庭湖流域旱涝特征的再现较好。
关键词：
旱涝特征 格点数据 降水数据 洞庭湖流域
[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] 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] 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]
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]
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。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
郭晶 关华德 章新平
基于GIMMS 3g、PAL、LTDR V3、FASIR及MODIS 5种不同的遥感影像数据,及洞庭湖流域30个气象站点的气温、降水和日照时数月值数据,采用逐像元一元线性回归模型,对比分析了在不同数据集背景下的植被变化趋势,并基于时间序列长度以及数据精度的考虑,选择GIMMS 3g作为研究洞庭湖流域植被覆盖变化的基础数据集,进而利用相关系数和多元线性回归分析模型探讨流域植被覆盖变化与降水、气温、日照时数的关系。结果表明:(1)过去29a间,流域GIMMS 3g NDVI在时空尺度上均以增加趋势为主,1998~2000年出现最大的降低,以植被覆盖较好的山区减少最快;(2)去除年际变化趋势和季节性...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李景保 胡巍 尹辉 毛德华 曾发明 邓楚雄 代勇
洞庭湖流域为我国重要农业生产区,而农业水灾却一直是制约农业可持续发展的最大障碍因素。以1950—2009年水灾统计资料为依据,用定性与定量相结合的方法,系统分析了该流域农业水灾演变特征及区域分异。结果表明:①年年发生流域性或区域性的农业水灾,其中重灾、特大水灾频率呈增大趋势;②在长时间尺度演变过程中,受灾率异常指数岀现2个波峰期和4个波谷期,成灾率异常指数岀现3个波峰期和3个波谷期,且水灾受灾率与成灾率大体上呈同步变化,但短时间內受灾率与成灾率却呈反向波动;③农业水灾具有突变性,但总体演变呈增加趋势;④受孕灾环境、洪涝致灾因子及经济发展水平组合差异的制约,农业相对灾情与绝对灾情在空间上的分布均...
[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。
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