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[期刊] 地理科学进展
[作者]
施发祥 秦甲 韩添丁 孙洋 杨冰峰 付晓雷 游艳辉
冻土水文要素变化及关键参数的确定是黄河源区水文过程分析和模型模拟研究的核心内容之一。为进一步认识冻土冻融影响下黄河源区冻土水文关键要素变化及特征，论文选取玛曲季节冻土观测站和康穷多年冻土观测站进行对比分析，结合降水、蒸散发、冻土土壤水分的野外观测，采用HYDRUS-1D模型冻融模块进行模拟分析。结果表明：(1)冻土冻融过程会改变土壤水力参数，季节冻土饱和含水率θs冷季大于暖季，残余含水率θr冷季小于暖季；多年冻土饱和含水率θs冷季大于暖季，残余含水率θr仅深层冷季小于暖季。(2)季节冻土与多年冻土在年内冻结期间土壤含水量呈“U”形变化；在冻结稳定时期季节冻土储水量减少比多年冻土快。(3)冻结稳定时期季节冻土与多年冻土底部渗漏通量都不断减少，而多年冻土由于底部冻土层的存在，底部渗漏通量减少到0后保持不变。(4)季节冻土与多年冻土在地下20 cm处存在冻结锋面，冻结开始期间土壤水双向流向冻结锋面，融化开始期间土壤水由冻结锋面双向流出。研究对于深化黄河源区冻土水文过程的认识，优化水资源管理具有重要的理论和实际价值。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李静 盛煜 陈继 张波 吴吉春 张秀敏
多年冻土是一种热现象,地温是判断多年冻土特征的有效指标。通过对祁连山区东北部大通河源区多年冻土分布状况的野外考察与钻探等工作,借助于实测地温数据和地温曲线分析工具,对大通河源区39个钻孔点的多年冻土地温特征进行了对比分析,对影响多年冻土地温的主要因素进行了概括和总结。结果表明,在大通河源区,高程、植被类型、地表覆盖特征、土壤水分条件等是影响多年冻土地温的主要因素。根据尺度性划分的结果,高程是影响区域多年冻土地温变化的一级因素;随着空间尺度的下降,植被类型和地表覆盖特征成为二级影响因素;在沼泽化草甸植被覆盖区,土壤水分条件又成为影响多年冻土地温的三级影响因素。对多年冻土地温特征及影响因素的分析不仅有助于了解区域多年冻土的稳定性、预测全球气候变暖背景下的多年冻土演变和退化,还可以为寒区气候变化、生态、水文等相关领域的发展提供基础,为各项工程设施的实施和维护提供建议和指导。
关键词：
地温特征 影响因素 多年冻土 大通河源区
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
冯永忠 杨改河 白登忠
河流、湖泊和冰川是江河源区水文生态系统的主要构成要素,研究该区水文生态系统构成要素的特征,对系统研究江河源区生态环境质量演变意义重大。研究在实地调查和系统分析前人已有科研成果的基础上,系统分析了该区水文生态系统构成要素的特点。结果表明,江河源区主要河流有184条,其中流域面积5 000-10 000 km2的有12条,其水文生态系统构成特点是,黄河源区的一级支流河流长度较短,流域面积较小,入河口海拔高度较高,河道比降大,电力资源丰富;长江源区一级支流流域面积大,河流长,年径流量大,河道比降小;澜沧江源区流域面积较黄河源区和长江源区小,但其单位面积上的产水量较丰富,产水量达到25 484 m3/...
关键词：
江河源区 水文生态系统 生态环境质量
[期刊] 资源科学
[作者]
刘光生 王根绪 胡宏昌 任东兴 孙向阳
气候要素序列的变化主要包括趋势变化、随机变化和周期变化,因此本文采用M-K趋势分析、R/S分析及小波分析研究长江黄河源区近45年(1961年-2007年)气候变化特征。经M-K检验和R/S分析,表明近45年长江黄河源区气温显著升高,增幅明显高于青藏高原平均值,其对全球变暖的响应更为显著,降水变化不一致,总体呈现增加的趋势;气候变暖存在非对称变化现象,长江源区年平均最高气温和极端最高气温变化明显,而黄河源区正好相反,年平均最低气温和极端最低气温变化显著;各项气候要素变化长期相关性特征均表现为持续性,过去总体升温的趋势预示未来气温总体趋势仍将继续上升,降水变化趋势与过去一致;小波分析结果表明,长江...
[期刊] 资源科学
[作者]
徐浩杰 杨太保
以2000-2010年MODIS NPP数据为基础,并结合该区同期气温和降水量数据,采用趋势分析和偏相关分析法研究了黄河源区植被NPP年累积量(aNPP)时空变化特征及影响因素。结果表明:受水热条件和植被类型分布的地带性规律影响,黄河源区植被aNPP呈由东南向西北逐渐递减趋势。常绿针叶林aNPP最高,高寒草原aNPP最低。2000-2010年黄河源区植被aNPP呈显著增加趋势,线性增长率为3.64gC/(m2 a),其中高寒沼泽、常绿针叶林、高寒草甸和高寒草原aNPP的增长率分别为4.47gC/(m2 a)、4.08gC/(m2 a)、3.61ggC/(m2 a)和3.53gC/(m2 a)。...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
叶殿秀 赵珊珊 孙家民
利用青海玉树县从建站至2009年的冻土观测资料,分析了玉树土壤年最大冻结深度,冻结初、终日,无冻土期变化特征。结果表明:近50多a,玉树县土壤冻结具有明显的季节变化特征,冻结主要出现在10月～翌年4月;6月中旬～9月上旬为无冻土安全期;多年平均无冻土期173 d,80%保证率下的无冻土期为147 d(不足5个月);玉树土壤年最大冻结深度没有明显的变化趋势,仅呈阶段性变化特征。0～5 cm土壤冻结初、终日没有明显变化趋势,10～30 cm深度土壤冻结初日呈变早、终日呈推迟的趋势。而近50 a玉树冬季平均气温、平均最低气温及年极端最低气温均呈显著上升趋势。由此说明对季节性冻土区的玉树而言,气候变暖...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张秀敏 盛煜 吴吉春 陈继 李静 曹元兵 李昆
采用样方法对祁连山大通河源区高寒植被生态系统进行了调查,计算了丰富度指数、多样性指数和均匀度指数等表征物种多样性的定量指标。根据已有的等效高程模型得到植被采样点的冻土地温,并基于冻土地温时空转换模式得到一个温度从低到高的温度梯度带,通过分析高寒植被物种多样性随冻土地温梯度的变化探讨了多年冻土环境变化对高寒植被的影响。结果表明:随着冻土地温的升高,物种丰富度、物种多样性、均匀度呈上升—降低—上升趋势,并在季节冻土区内达到最大值;植被类型由高山稀疏植被向高寒草甸演替,高寒草甸向高寒沼泽草甸演替,最终向高寒草甸演替。相同植被类型在不同地温带具有不同的物种多样性分布特征,高山稀疏植被和高寒灌丛随着地温...
关键词：
物种多样性 冻土地温 大通河源区
[期刊] 资源科学
[作者]
赵芳芳 徐宗学
借助大气环流模式(GCMs)进行区域气候影响评价往往受气候模式的分辨率限制,缺少对应尺度的气候情景,目前一般的做法是通过降尺度方法弥补GCMs气候情景的不足。本文集成GCMs输出数据、降尺度模型和分布式水文模型SWAT(Soil and Water Analysis Tool)建立了气候-陆面单向连接系统。将未来气候情景(日降水量、最高和最低气温情景),输入到SWAT模型模拟径流,重点预测评估黄河源区未来不同时期的径流变化情况,并分析讨论气候变化情景下径流深的空间分布及响应。其结果表明,SWAT模型可以较好地模拟黄河源区的流量过程,未来气候变化对黄河源区径流量变化影响很大,而且不同的降尺度情景...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
郑红星,刘昌明
河川径流的年内分配特征与特定的径流补给条件关系密切。在气候变化以及人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征也发生着相应的变化,直接影响水资源的开发利用以及生态系统的健康。本文根据黄河源区主要测站1952～1997年的月天然径流资料,分析了年内分配不均匀系数、集中度和集中期、变化幅度等特性。结果表明:1)黄河源区径流的年内分配特征20世纪90年代和70年代较为接近,而80年代则与60年代较为接近。2)90年代的径流年内分配特征出现了较大的变化,突出表现在汛期径流量的减少;3)玛曲水文站径流年内分配的不均匀性、集中度以及相对变化幅度都略高于唐乃亥,而绝对变化幅度则较小。
关键词：
年内分配 径流 黄河源区
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
邓国江 刘光生 陈联荣 廖怡平
识别多年冻土区坡面土壤水分迁移过程是认识寒区产汇流过程的关键。同位素技术可在不破坏土壤原始结构情况下，最大限度获取水文过程信息。基于长江源多年冻土流域活动层融化期(融化深度100 cm左右)采集的典型坡面土壤水、地下水、降水和河水样品，分析不同水体的稳定同位素特征，探索土壤水分迁移规律。结果表明：研究区土壤水δ~(18)O为-14.58‰～-1.58‰,均值为-8.25‰;δD为-103.88‰～-14.99‰,均值为-59.94‰;土壤水、河水和地下水同位素点均分布于局地大气降水线附近，表明降水为上述水体的主要来源；蒸发线的斜率和截距均小于局地大气降水线，其中地下水线(GWLE)的斜率最低，且地下水呈重稳定同位素富集现象，说明地下水受蒸发和混合效应的影响，在迁移转换过程中经历了一定程度的蒸发；根系层结构的复杂性使其土壤水的同位素值变幅最大，也存在重稳定同位素富集现象，其较低的氘盈余(d-excess)表明根系层经历了强烈的蒸发分馏过程；研究期除河水外其他水体随时间变幅较大；降水对于土壤水同位素的影响较小，而地下水和20～50 cm土壤水对河水的贡献占主导地位。本研究对于认识寒区产汇流过程具有积极意义，也为寒区径流过程模拟及预测提供参考依据。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
谢昌卫 齐三红
长江-黄河源区属典型寒区,降水、冰雪融水等共同成为径流的补给来源,径流量的变化同时受到区域内降水量和气温变化的影响。采用互谱分析方法研究表明,长江、黄河源区降水与径流周期波动间的关系明显好于气温与径流之间的关系,降水对径流量的主要周期波动有较明显的控制作用。气温虽然对径流量的部分周期波动变化有一定的影响,但不如降水明显。相对来说,黄河源区降水对径流量的波动变化的影响要好于长江源区。20世纪80年代后期长江-黄河源区径流量大幅下降的主要原因是区域内降水量的减少。
[期刊] 草业科学
[作者]
陈政融 杨雪梅 唐进年 张忠 李银科 张卫星 王景瑞 李学敏
高寒草地是黄河上游主要的生态屏障，受自然和人为的双重影响，草地沙化现象严重且监测和治理困难。因此，分析不同沙化程度的高寒草地光谱特征可为该区遥感监测及沙化程度精细识别提供充分的地面验证信息。研究基于玛曲县野外实测不同沙化程度高寒草地的高光谱信息，利用多种光谱变化方法对其光谱特征进行分析，结果显示：除极重度沙化的光谱曲线表现出典型荒漠化土壤的特征外，其他沙化程度草地的红谷、绿峰及三边参数均与绿色植被光谱特征保持一致，其中720-1 000 nm是区分不同程度沙化类型草地的最佳波段，而在510-560和650-690 nm波段范围内的红谷和绿峰区分度不理想。利用一阶微分和包络线去除的光谱转化方法，对草地光谱反射率曲线进行处理，发现较好的可用于不同程度沙化草地区分的特征波段和参数有510-560、650-700 nm、红边幅值以及包络线去除后600-700 nm处的吸收深度，经过波段运算后的比值植被指数、绿红植被指数指数在不同程度沙化草地区分作用明显，同时对植被指数进行阈值化处理，可作为识别不同沙化程度草地的提供判别依据，研究成果为高寒区沙化监测及沙化程度精细识别提供数据支撑和参考。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
张晓龙 黄领梅 权全 张磊 沈冰 莫淑红
【目的】厘清近年来黄河源区植被覆盖变化及其对驱动因子的响应,为黄河源区生态环境可持续发展与科学预估气候变化对植被格局的影响提供理论依据。【方法】基于1999-2015年SPOT VGT-NDVI数据集和中国区域高时空分辨率地面气象要素(ITPCAS)驱动数据集,运用趋势分析、Mann-Kendall非参数统计检验、R/S分析和相关分析等方法,分析了1999-2015年NDVI和气象因子的时空变化特征,并探讨温度、降水量、地表净辐射(R_n)等气象因子以及人类活动对植被覆盖变化的影响。【结果】(1)黄河源区多年平均NDVI空间分布呈东南高、西北低的格局,整体上NDVI呈增加趋势,每10年增速为1.6%,其中上升趋势的区域占研究区78.2%;NDVI在2003年附近存在突变;同时期温度和降水为振荡上升趋势,而R_n为振荡下降趋势,并且未来NDVI和各气象因子将持续这种变化趋势。(2)年平均NDVI与年平均温度呈显著正相关关系,与年平均降水量呈不显著正相关关系,而与年平均R_n呈不显著负相关关系;在偏相关分析中,NDVI与年平均温度的相关性最好。(3)NDVI对温度、降水量变化的响应滞后1个月左右,对R_n变化的响应滞后2个月左右。【结论】ITPCAS驱动数据集在黄河源区有较好的适用性;在年尺度和月尺度上,温度都是黄河源区植被生长影响最大的气象要素;黄河源区植被覆盖的增加主要归因于温度上升以及生态保护"综合性"工程的实施。
[期刊] 资源科学
[作者]
张帅 邵全琴 刘纪远 徐新良
草地是黄河源区最主要的覆被类型,采用黄河源区玛多县1977年、1990年和2003年3期夏季时相的MSS/TM遥感影像,通过人机交互式目视解译方法,首次采用草地覆被变化分类系统,提取了玛多县1977年~2003年间草地覆被时空变化特征,在此基础上分析了玛多县20世纪70年代以来的草地覆被时空变化特征,以及草地覆被变化与高程、坡度和坡向之间的关系。主要结论有:①玛多县的草地退化格局在20世纪70年代已经基本形成,之后退化过程一直持续发生,1990年~2003年间退化程度略有加强;②草地覆被变化以轻度和中度退化为主,主要类型为破碎化和覆盖度下降,这2种类型对应的草地面积比重为27.62%;③草地覆...
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
吕爱丽 霍治国 杨建莹
[目的]研究季节性冻土的分布与变化对多样性农区农业生产的影响,对于合理利用气候资源,指导当地农业生产具有重要的意义。[方法]文章以临汾市为例,选用1960—2019年临汾市17个观测站逐日的冻土深度、温度、地温、降水量和蒸发量等资料数据,采用克里金空间插值法分析研究区冻土的空间分布,并运用M-K检验、一元线性回归、相关分析等方法分析研究区不同海拔高度季节性冻土的变化趋势及影响因素。[结果](1)临汾市季节性冻土深度山区大于盆地,北部大于南部,冻土深度与海拔高度正相关显著,相关系数为0.712 (P<0.01),冻土期明显缩短,蒸发量的相对减少对冻土期和冻土深度变化起到一定抑制作用,降水量对冻土期和冻土深度影响甚微。[结论]临汾市冻土期缩短,冻土深度变浅,使越冬农作物干旱加剧,病虫害发生几率增加,同时增加了植物安全越冬系数,使作物生长季延长,对农业增产起到一定作用。
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