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[期刊] 资源科学  [作者] 李晓菲  徐长春  李路  罗映雪  杨秋萍  杨媛媛  
西北干旱区水资源问题突出,全球变暖将进一步加剧其水资源短缺,研究未来气候变化对流域水资源合理分配和使用具有重要意义。本文利用CRU(Climate Research Unit)数据和DCHP(Downscaled CMIP3 and CMIP5 Climate and Hydrology Projections)提供的32个经BCSD降尺度的CMIP5(全球耦合模式比较计划第五阶段)模式气温数据,采用线性倾向估计、滑动平均、M-K(Mann-Kendall)检验及滑动T(MMT)等检验法,以西北干旱区典型流域开都-孔雀河流域为例,通过对1950—2005年的年平均气温、年平均最高气温与年平均最低气温3个指标的变化趋势及突变年份进行检测,评估各模式及模式集合平均对气温变化的模拟能力。研究结果表明:①12个模式能够准确模拟出1950—2005年流域内各气温指标的显著增加趋势,8个模式能够模拟出部分气温指标的增温趋势,但均低估了增温速率,集合平均也存在同样问题;②除FIO-ESM与MPI-ESM-MR能够准确模拟出气温突变时间外,绝大多数模式不能够准确模拟出。基于优选模式的集合平均PM-PLS和PM-EE对突变的模拟能力总体上优于单个模式,其中PM-PLS模拟能力更优;③对PM-PLS模式集合平均进一步评价,发现其能较好地再现流域气温线性趋势的时空变化总体特征,但仍存在增温速率低估的问题。采用气候模式进行未来气候预估仍需加强模式优选及多模式集合平均方法的深入研究。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 初祁  徐宗学  刘文丰  刘琳  
根据1961~2005年长江流域气象站点的实测月降水量和气温数据,采用第5期全球耦合模式比较计划CMIP5(the Fifth Phase of Coupled Model Intercomparison Project)中24个全球气候模式(GCM)的模拟结果,通过计算模拟变量和观测变量平均值的相对误差、归一化的均方根误差、时间和空间相关系数,采用M-K趋势分析方法,分别选用在长江流域模拟气温和降水较好的5个模式进行集合平均,从时间的演变规律和空间的分布特征两方面,检验该模式集合对长江流域模拟气温和降水的能力。研究结果表明:各个模式模拟气温的能力要明显好于模拟降水的能力,但模拟气温较好的模式...
[期刊] 资源科学  [作者] 刘兆飞  王蕊  姚治君  
蒙古高原受自然与人为因素影响,生态环境面临严峻压力,研究气候变化特征及气候模式评估对该地区气候及生态环境等相关研究具有重要的参考意义。本研究以整个蒙古高原为研究区,研究蒙古高原气温与降水要素的变化趋势,对比研究中国内蒙古自治区与蒙古国地区气候变化特征,并评价了全球耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)模式输出的气温与降水序列在研究区的表现,利用一种改进的秩评分方法对CMIP5模式的模拟能力进行了综合评价。结果表明,蒙古高原过去几十年整体呈增温减湿的趋势,最低气温升温幅度明显大于最高气温升温幅度,中国内蒙古地区变暖趋势强于蒙古国地区;CMIP5模式模拟的平均气温普遍偏低,且低估了该区域的增温趋势...
[期刊] 农业现代化研究  [作者] 王长建  汪菲  文斌  
以干旱区开都河-孔雀河流域为例,利用改进的相对资源承载力模型,计算2000-2011年该流域的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,探讨流域内6个县市相对资源承载力的时空演变过程及差异特征。研究表明:1)以巴音郭楞蒙古族自治州(简称巴州)为参照区域,经济资源和土地资源是承载开都河-孔雀河流域可持续发展的主要资源,而水资源对于开都河-孔雀河流域人口和经济的承载能力相对较弱。2)近十年来开都河-孔雀河流域相对资源人口承载状态为非常富余,人口富余度由2000年的7.4%演变为2011年的2.8%;经济承载状态由严重超载转变为超载,经济超载度由2000年的5.1%演变为2011年的2.4%,其中受库...
[期刊] 草业科学  [作者] 甄慧  汪洋  夏婷婷  王寅  张治超  
植被覆盖度(FVC)是反映生态环境质量的评价指标,系统研究植被覆盖变化和驱动机制对区域生态管理至关重要。本研究基于MODIS数据,运用Sen+Mann-Kendall趋势分析法、地理探测器模型等方法,分析新疆开都-孔雀河流域植被覆盖度的演变趋势,探讨植被覆盖度与驱动因子之间的空间关联,并识别主导因子。结果表明:1) 2000-2020年开都-孔雀河流域植被覆盖整体呈上升趋势,年增长速率为每10年0.013。2011年之前植被覆盖度均值略有小幅度波动,之后植被覆盖度持续增加,在2019年达到最大值29.0%。空间尺度上,2020年极低植被覆盖度分布度最广,占研究区面积的51.93%,21年间减少了5 010.31 km2,其次是高植被覆盖度,占研究区面积的22.84%。2)开都-孔雀河流域以极低覆盖度与低覆盖度之间转化为主。研究区植被有轻微的改善趋势,其中17.82%的区域呈极显著(P 0.05)。3)研究区植被覆盖主要受高程和土地利用类型的影响,其解释力均在0.45以上。两两因子之间的协同作用影响显著高于单个因素,其中高程和土地利用类型两两相交的解释力最高为0.743。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 吴健  夏军  曾思栋  刘欣  樊迪  
以全球变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和社会经济发展产生了巨大影响。长江流域作为中国最大的流域,对气候变化的影响非常敏感,对未来气候变化的预测可以为应对未来的不确定性提供重要的科学依据。为了更准确地预测长江流域未来的温度和降水,针对第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)对长江流域26个气候模式进行评估,选择并校正性能更好的模式,讨论了长江流域未来的气温和降水。主要结论如下:(1)气候模式在温度上的模拟效果优于降水,在时间尺度上表现为月尺度>日尺度>年尺度。温度模拟存在一定程度的低估,降水模拟存在一定程度的高估。(2)区域尺度利用气候模式进行研究工作前的评估和校正是必要的,经过评估优化和季节校正后,数据的精度得到了显著提高,分位数映射法可以应用于气候模型数据的校正,但对于极端降水和温度的校正仍存在一些不足。(3)在SSP1-2.6情景中,未来温度和降水变化将在一段时间内持续不稳定增加,然后随着时间趋于稳定。在其他3种情景下,变化的速度随着时间的推移而加快。未来长江流域的降水和气温在所有情景下都将高于历史时期,表现为SSP5-8.5>SSP3-7.0>SSP2-4.5>SSP1-2.6。从季节上看,春季和冬季温度变化较大,降水在春季、夏季和冬季变化较大。在空间上,降水量增加较大的区域主要位于长江上游和东北部,而气温增加较大的区域主要位于长江上游和上游。
[期刊] 资源科学  [作者] 石瑞花  李霞  尹业彪  董新光  
根据孔雀河畔59块样地的调查数据,应用重要值计算了天然植物多样性指数、均匀度指数、丰富度指数、优势度指数,并分析了流域天然植物多样性与地下水的关系。结果表明:①孔雀河上游至下游,土壤pH值增加,在土壤pH<8.56时,植物丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数增加,植物种类、数目及平均盖度增加,长势良好,反之则降低;②随离河距离增加,地下水埋深和土壤盐分含量增加,离河50m处,植物多样性指数较大,离河300m处植物多样性指数较低,离河650m处由于有人工灌溉,多样性指数又较大;③地下水埋深、土壤盐分、土壤pH值是影响孔雀河畔植物多样性变化的主导因素,...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 杨绚  汤绪  陈葆德  田展  赵思健  
【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中30个全球大气-海洋耦合模式(AOGCMs)在典型浓度路径(RCPs)情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用"虚拟气候变暖"(PGW)的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国...
[期刊] 中国人口.资源与环境  [作者] 童玉芬  
本文在简单回顾与述评有关定量研究人口在生态环境中作用程度所采用的方法的基础上 ,认为无论是通常采用的统计学模型或是其他固定函数模型等 ,都有较大的弊端。而用系统动力学方法来研究这类问题 ,具有较好的优势与可行性。为此 ,本文以新疆塔里木河流域为例 ,建立了该流域人口变动与生态环境退化的系统动力学模型。在对模型进行有效性检验的基础上 ,演示了该流域近 2 0年来源流段、上中游段和下游段各种不同人口变动条件下下游出现的各种生态环境后果 ,并与实际的生态环境现状进行对比 ,从而得出一系列有意义的结论
[期刊] 资源科学  [作者] 邹桂红  崔建勇  刘占良  孙林  
流域水质管理是一个多步骤的过程,数学模型以其定量计算和动态操作在流域管理中起着重要作用。本文利用美国农业部开发的AnnAGNPS模型,以大沽河典型小流域为例,给出非点源污染流域水文水质模拟过程。首先在集水单元和沟道勾划的基础上,完成数据库的建立。参数估值主要依据流域性质、先前经验值、其它模拟研究和文献中的取值。其次采用各小流域出口流量、泥沙和总氮实测值优化参数、校准和验证模型,分析模型在研究区的适用性。在大沽河小流域,模型对降雨场次地表径流、泥沙及总氮的模拟结果表现出了很大的不确定性,而相应的年均负荷估算结果较好。当前AnnAGNPS模型主要被用于评价流域非点源污染的长期影响及最佳管理措施的选...
[期刊] 自然资源学报  [作者] 黄湘  陈亚宁  马建新  
论文选择西北干旱区塔里木河流域、玛纳斯河流域、石羊河流域以及黑河流域4个典型流域为研究对象,以1994年土地利用分类图、TM影像,2005年CBERS影像数据为基础,参照谢高地等提出的"中国生态系统服务价值当量因子表",在对这4个典型流域生态系统服务价格根据其消费指数以及不变价格订正的基础上,逐项估计了这4个流域农田、森林、草地以及水体生态系统各项生态系统面积、服务价值及其变化。结果表明,这4个流域提供环境保护的支撑生态系统(森林、草地、水体)面积2005年普遍小于1994年,而农田生态系统面积增加显著,并且相对于较大面积的内陆河流域,小流域内各类型生态系统面积变动比较大,变动速度相对较快;塔...
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)  [作者] 徐新创  闫军辉  刘光旭  钟学斌  
基于CMIP5的5个模式逐日最高温度模拟数据,在RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下,以年高温日、强危害性高温日、热浪日数及高温极值等4个极端高温要素为研究对象,通过多模式集合加权平均预估了未来2011年2099年间近期(2011年2040年)、中期(2041年2070年)和远期(2071年2099年)不同时段极端高温的时空变化,结果表明:1)随着排放浓度的增高,4个高温要素值均呈增加趋势,RCP8.5情景下增加最为剧烈;与基期(1981年2010年)比较,RCP8.5远期(207
[期刊] 资源科学  [作者] 卞鸿雁  庞奖励  任志远  文雯  
生物固碳是土壤-植被-大气-人类活动共同作用下的复杂生态过程,净初级生产力(NPP)是地球系统各圈层相互作用的产物。本文针对干旱区内陆流域的自然环境特征,利用光能利用率模型(CASA)对泾河流域1998年-2010年净初级生产力(NPP)进行时空分异模拟,分析其与土壤、气候、植被、地貌因素的耦合关系,深入理解NPP响应机理。结果表明,1998年-2010年间,泾河流域NPP总量浮动于(3.53~4.55)Tg.C/a之间,单位面积NPP产量约为136.77g.C/(m2·a),低于全国平均水平;NPP季节特征明显,春、夏、秋、冬的NPP产量分别占NPP年总量的22.91%、55.85%、19....
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 谈丰  苏布达  高超  方玉  
利用CCLM(COSMO model in Climate Mode)高精度区域气候模式输出的淮河流域逐日降水数据,计算了年降水量、降水强度、大雨日数和强降水量4个降水指数,首先通过与1961~2010年流域内气象站点的降水观测数据进行对比,检验CCLM模式对淮河流域降水的模拟能力。结果表明,CCLM模式能够很好的模拟淮河流域降水的年际变化和空间分布特征,在4个降水指数中,对年降水量的模拟效果最佳。CCLM模式在SRES-A1B(中排放)情景下的降水预估数据显示,2011~2050年淮河流域降水整体将呈增加趋势,增幅在70mm之内,降水量年际变率较大,波动范围达-40%~60%,很有可能造成未...
[期刊] 地理科学进展  [作者] 范雪薇  缪驰远  苟娇娇  吴怡  张棋  
国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project,CMIP)自20世纪90年代中期创建以来迅速发展,为全球气候变化的模拟和未来预估提供了不可替代的数据支持。论文系统回顾了CMIP1到CMIP6的发展历程,包含理论框架、未来情景构建、国际参与情况等方面。在此基础上,论文全面总结了CMIP模式对全球及中国区域气温、降水及其他变量的模拟能力,并重点比较了CMIP3、CMIP5和CMIP6模式的历史试验模拟结果。随CMIP的不断发展,模式在物理参数化方案、空间分辨率等方面有了一定的提高,其模拟能力也随之不断改善。但模式对区域尺度气候特征的模拟能力仍然有限,尤其是对于中小尺度降水变化特征的模拟,并且不同模式的模拟能力存在很大差异。最后,论文针对以上问题展望了CMIP模式的可能发展方向。
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