甘肃黄土高原各级降水和极端降水时空分布特征

利用甘肃黄土高原地区1960－2011年12个及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Mann-Kendall检验、Morlet小波、R／S方法分析了近52a甘肃黄土高原各级雨量和R95极端降水的时空变化特征及对未来进行预测。结果表明：①近52a来甘肃黄土高原春季以小雨为主,夏、秋季以暴雨为主,冬季以大雪为主,R95极端降水主要集中在夏季;②春、秋季主要以大雨降水强度最强,夏季暴雨降水强度最强,冬季则为大雪;R95极端降水强度夏季降水强度最强。③小雪呈显著增加,微雨、中雨、大雨、微雪、R95极端降水量均呈显著减少;④微雨量、小雨量、中雨量、大雨量、R95极端降水量与年降水总量有很好的相关性,对年降水总量有很好的响应;⑤在空间分布上,各量级降水和R95极端降水大部分存在减小趋势,减小区主要集中在西南部和东北部;⑥各量级降水和R95极端降水突变年份不尽相同;⑦各量级降水和R95极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡;⑧R／S分析表明不同量级降水和R95极端降水的未来变化趋势和过去一致。     

海北高寒草甸生态系统定位近40年降水分布特征

通过门源气象站海北降水材料插补延长至４０年,分析了近４０年来海北站降水变化特征,为高寒草甸生态系统研究工作提供服务。     

半个世纪以来黄土高原降水的时空变化

在全球性的显著升温引起全球环境的一系列变化,而全球变暖必然被引起区域降水分布的改变.气候变化将改变全球水循环的现状,导致水资源时空分布的重新分配,并对降水、蒸散发、径流等造成直接影响.运用中国气象中心黄土高原51个站点的降水资料,通过Mann-Kendall趋势分析法,对1947-2004年期间的降水时空分布规律及其原因进行了分析.结果发现,多数站点的降水在半个世纪中呈现减少趋势,降水减少的突变时间大约在1983年;降水显著减少的区域为夏季风边缘地区,季风边缘地区的降水序列与东南季风指数之间存在很好的相关性,说明夏季风的变化是引起该区域降水变化的主要原因.     

2000—2020年黄河流域土地利用变化特征及影响因素分析

土地利用变化是人类与自然相互作用的重要表征。研究黄河流域土地利用变化特征及其驱动因素,可为黄河流域生态保护和高质量发展战略的实施提供参考。根据黄河流域2000、2010和2020年3期土地利用数据,运用空间分析与数理统计方法定量分析了流域不同尺度下的土地利用变化特征,分析了影响土地利用类型变化的主要因素。结果表明,(1)黄河流域草地和农田占比多年平均值分别为47.9%±0.38%、26.5%±0.69%,草地广泛分布于中上游,农田集中分布于下游,表明黄河上中下游分别承担着保障国家生态安全和粮食安全的重任。(2)2010—2020年的土地利用变化强度远高于2000—2010年,土地利用发生转变的面积和综合土地利用动态度分别增加了约8倍和15倍。(3)2000—2020年黄河流域土地利用类型变化以城镇、草地和森林增加和农田减少为主,城镇扩张了1.08×10⁴ km²,主要发生在黄河中下游的城市群,新增规模的58%是农田;草地和森林等生态用地增加了0.91×10⁴ km²,主要发生在黄河源头区和上游地区的...     

近25年山西植被指数时空变化特征分析

在遥感及地理信息系统技术支持下,利用1982-2006年8 km×8 km的NASA/GIMMs植被指数(NDVI)数据,采用多种方法分析了山西高原近25 a来植被指数的时空动态变化规律.结果表明:①25 a来,山西省年均NDVI基本在0.33上下呈波动中上升趋势,表明山西高原植被活动在增强;②从季节变化来看,山西省春季和秋季的植被都在增加,冬季上升趋势较弱,夏季变化很小,呈现极弱的递减趋势;③空间上,植被指数南部好于北部,山区好于平原;④从植被变化趋势图中也可以看出植被呈现总体变好趋势,其中北部变好趋势明显,其次是南部;⑤植被年际变化表现出较为一致的变化趋势以及较为明显中部和南北反相的局地变化特征.     

京津冀地区近20年NDVI时空变化特征

健康稳定的自然生态系统是保障城市发展的重要基础.了解京津冀城镇快速发展过程中自然生态系统的变化,有助于该区域城镇绿色协调可持续发展.植被指数NDVI时空变化特征可反映地区自然生态系统状况及其演变规律.基于MOD13Q1和Landsat遥感影像数据,利用一元线性回归趋势分析法分析近20年(2000—2019年)京津冀地区...     

基于SPOT-VGT的黄河流域植被覆盖时空演变

植被是土地覆盖中的最主要部分,是连接土壤、大气和生物等要素的自然"纽带"。植被覆盖动态变化对全球能量循环和物质循环具有重要影响,是全球变化研究的重要内容之一。黄河流域作为我国重要的粮食生产基地,其环境变化直接影响到流域经济的可持续发展。为了快速准确地提取地表植被状况,了解黄河流域生态环境,利用1998—2011年的SPOT-VGT遥感数据,结合地理信息技术,采用均值法和趋势分析法对黄河流域植被NDVI时空分布特征和变化趋势进行了动态监测。结果表明,(1)黄河流域14年NDVI均值的空间分布整体特征是东南部平原、盆地和西部山地植被状况要好于北部地区。其次,黄河流域属于干旱半干旱地区,植被发育主要依赖于水文条件,所以沿黄河干流和支流区域也具有较高的植被NDVI值。(2)黄河流域植被NDVI年均值近14年间整体呈缓慢增长趋势,1998—2000年呈现急剧减少态势,2001—2003年出现了较为快速的增长,2004—2011年又出现了较长时间的连续增长过程。(3)黄河流域植被NDVI基本不变的区域约占研究区总面积的71.13%;植被NDVI轻微改善的区域约占流域总面积的27.30%,且主要分布于流域东南部的盆地、平原和西部的山地、丘陵地区,植被NDVI退化的区域面积约占流域总面积的0.98%。黄河流域自1998年以来,植被NDVI整体在不断提高,生态环境在不断改善。     

近60年汉江流域侵蚀性降雨的时空变化特征

汉江流域是水土流失与洪涝灾害严重的地区。侵蚀性降雨是剧烈土壤水蚀的原动力,是洪涝灾害的直接致灾因子,因此对汉江流域侵蚀性降雨特征的研究具有重要的实践意义。利用汉江流域及其附近地区47个站点逐日降雨观测资料,采用常规统计学方法计算研究区逐年年降雨量、侵蚀性降雨量以及暴雨量平均值,进而得到降雨特征值逐年距平百分率及变异系数(Cv),分析了这3个将于特征值之间的相互关系,揭示了汉江流域降雨的时间变化特征。借助于地理信息系统技术,将汉江流域逐年降雨特征值在ARCGIS里采用Kriging方法进行空间插值,得到年均降雨特征值的空间分布,分析了研究区3个降雨特征值的空间分布特征。研究结果表明:1951-2012年汉江流域多年平均降雨量为886 mm,日降雨量≥12 mm的侵蚀性降雨量为614.1 mm,日降雨量≥50 mm的暴雨量为167.6 mm。研究期间内,3个降雨指标均在波动中下降,但下降趋势不显著,没有表现出显著的干湿趋势;年侵蚀性降雨量和年降雨量变化具有显著的一致性,但侵蚀性降雨的变化幅度大于降雨量的变化幅度;年暴雨量的变化特征与年降雨量的变化特征亦相似,但年暴雨量的波动幅度较年侵蚀性降雨量、年降雨量更大。1951-2012年汉江流域年均降雨量、侵蚀性降雨量及年暴雨量在空间上均从东南向西北递减,降雨的异常程度很高。研究结果可增进对汉江流域降雨变化规律的认识,为汉江上游植被生态恢复及中下游的防洪减灾提供参考意见。     

基于SPOT—VGT的黄河流域植被覆盖时空演变

植被是土地覆盖中的最主要部分,是连接土壤、大气和生物等要素的自然“纽带”。植被覆盖动态变化对全球能量循环和物质循环具有重要影响,是全球变化研究的重要内容之一。黄河流域作为我国重要的粮食生产基地,其环境变化直接影响到流域经济的可持续发展。为了快速准确地提取地表植被状况,了解黄河流域生态环境,利用1998—2011年的SPOT-VGT遥感数据,结合地理信息技术,采用均值法和趋势分析法对黄河流域植被NDVI时空分布特征和变化趋势进行了动态监测。结果表明,（1）黄河流域14年NDVI均值的空间分布整体特征是东南部平原、盆地和西部山地植被状况要好于北部地区。其次,黄河流域属于干旱半干旱地区,植被发育主要依赖于水文条件,所以沿黄河干流和支流区域也具有较高的植被NDVI值。（2）黄河流域植被NDVl年均值近14年间整体呈缓慢增长趋势,1998--2000年呈现急剧减少态势,2001--2003年出现了较为快速的增长,2004--2011年又出现了较长时间的连续增长过程。（3）黄河流域植被NDVI基本不变的区域约占研究区总面积的71．13％;植被NDVI轻微改善的区域约占流域总面积的27．30％,且主要分布于流域东南部的盆地、平原和西部的山地、丘陵地区,植被NDVI退化的区域面积约占流域总面积的0．98％。黄河流域自1998年以来,植被NDVI整体在不断提高,生态环境在不断改善。     

现代黄河三角洲土壤特性对多氯联苯分布的影响规律

对现代黄河三角洲22个表层土壤样品中类二噁英类多氯联苯(PCBs)进行双毛细管柱GC-ECD结合MS测试,并使用相关数学统计学分析方法-相关性研究方法研究了现代黄河三角洲地区土壤特性对PCBs分布的影响,结果表明:土壤有机质量分数与其类二噁英类PCBs的总质量浓度呈弱的正相关关系。土壤粒径组成中粘粒质量分数与其类二噁英类PCBs的总质量浓度呈相关性关系,且达到极显著的水平;粉砂粒的质量分数与类二噁英类PCBs的总质量浓度无相关关系;砂粒质量分数与类二噁英类PCBs的质量浓度呈负相关关系,达到显著相关的水平。土壤溶解盐质量分数及pH值与类二噁英类PCBs的总量没有明显的相关性。可见,土壤中有机质、土壤颗粒组成中粘粒和砂粒质量分数是影响现代黄河三角洲地区土壤中PCBs分布的主要因素。     

现代黄河三角洲土壤特性对多氯联苯分布的影响规律

对现代黄河三角洲22个表层土壤样品中类二嗯英类多氯联苯（PCBs）进行双毛细管柱GC．ECD结合MS测试,并使用相关数学统计学分析方法一相关性研究方法研究了现代黄河三角洲地区土壤特性对PCBs分布的影响,结果表明：土壤有机质量分数与其类二嗯英类PCBs的总质量浓度呈弱的正相关关系。土壤粒径组成中粘粒质量分数与其类二嗯英类PCBs的总质量浓度呈相关性关系,且达到极显著的水平;粉砂粒的质量分数与类二嗯英类PCBs的总质量浓度无相关关系;砂粒质量分数与类二嗯英类PCBs的质量浓度呈负相关关系,达到显著相关的水平。土壤溶解盐质量分数及pH值与类二嗯英类PCBs的总量没有明显的相关性。可见,土壤中有机质、土壤颗粒组成中粘粒和砂粒质量分数是影响现代黄河三角洲地区土壤中PCBs分布的主要因素。     

辽河中下游流域水资源时空演变特征分析

选择辽河中下游流域为研究对象,通过调查流域内各月及多年年降水量、蒸散量及水分收支基本情况,应用区域蒸散互补关系模型估算辽河流域实际蒸散量,实现各年实际降水量、蒸散量的空间化。从多个层次分析1956—2000、1970—2000年及1980—2000年3个时间序列降水、蒸散量和水分收支的变化趋势及特点。结果表明：20a系列年平均降水量与45a系列比较分析发现,降水量减少的区域占流域面积的23.08%,降水量增加区域占流域面积的76.92%;辽河中下游流域实际蒸散大部分在600～850mm之间,其分布主要呈现由北向南、由西向东逐渐降低的趋势。辽河中下游流域水分收支不平衡,营口—辽阳—铁岭一线地区水分收支相当,此线以西北地区水分收支是负值,占总流域面积的59.73%,这种变化将会使西部干旱地区的旱情进一步增大。此线以东南地区水分收支是正值,占总流域面积的40.37%,当地的湿润程度会进一步增加。     

黄河口潮间带表层沉积物重金属和营养元素的分布特征

于2010年5月采集了5个断面的黄河口潮间带高、中和低潮滩的表层沉积物样品,对沉积物的理化性质、重金属和营养元素的空间分布特征进行了研究,并采用单因子污染指数法和综合潜在生态风险指数法,参考加拿大安大略省环境和能源部关于沉积物质量指南,对黄河口潮间带沉积物质量进行了评价。结果表明,除Cu和Pb外,其它重金属和营养元素质量分数均表现为河口北侧高于南侧;除Hg外,高、中和低潮滩的表层沉积物重金属和营养元素质量分数无显著差异,没有表现出成熟潮滩明显的垂岸分带特征。Pb质量分数高于渤海表层沉积物的高值,是该区域的首要污染因子;Hg在河口北侧近河口的两个站位低潮滩质量分数达到海洋沉积物质量一类标准的1.7和1.8倍,存在一定的潜在生态风险;TN和TOC质量分数范围在安全级别,TP质量分数在20%的站位超过最低安全级别,存在一定的安全风险。与国内其它潮滩相比,黄河口潮间带重金属Zn、Cd、Hg和As的质量分数处于较低水平,Cu和Pb质量分数处于中等水平,TOC和TP质量分数与长江口潮间带相当,TN质量分数较低。研究结果将为黄河三角洲地区生态保护、环境管理和污染治理提供基础数据。     

黄河沉积物对磷的吸附行为

研究了黄河流域9个沉积物对磷的吸附行为,用修改后的Langmuir等温吸附模型对吸附实验数据进行了拟合,得到最大吸附容量PAC、Langmuir吸附平衡常数k.利用所得拟合参数通过公式计算方法得到EPC_0,以此判断沉积物是磷"源"还是磷"汇",分析了沉积物组成及其理化性质与磷吸附特征的关系.结果表明,各沉积物的吸附,解吸平衡磷浓度EPC_0范围在0.0031～0.109 3 mg/L,,其值也较低,与可解吸的内源磷含量正相关,与地理位置没有表现出相关性.在本研究条件下,在壶口张家湾断面,沉积物对磷表现为"汇";而其他沉积物对磷表现为"源",但释放量和吸附量不大.黄河沉积物对磷的最大吸附容量PAC的范围为0.073～0.454 mg/L,吸附能力较弱,沉积物的最大吸附容量与沉积物的有机质有较好的正相关关系.此外,沉积物对磷的吸附存在明显的固体浓度C_S效应,吸附滞后角随着C_S的增加而增大,随着同体浓度的增加,沉积物对P的吸附量逐渐降低,但EPCC_0值却增大,体现了颗粒物在磷循环中的两性作用.     

黄河水量统一调度实施前后河口三角洲生态环境变化研究

全流域水量统一调度是缓解黄河断流,维护流域生态环境的重要举措。水量调度效果如何,河口生态环境变化状况是非常重要的衡量指标。文章提出了评价水量调度效果的河口生态环境对比指标,并尝试运用遥感技术、水文数据和调查资料,对比分析了水量调度前后河口三角洲生态环境变化情况。结果表明,黄河水量统一调度后,河口三角洲最小河道生态基流在非汛期基本得到满足,断流现象不再发生,径流入海率和输沙入海量有所增加,淡水湿地面积逐渐增多,物种多样性明显得到改善。这反映出黄河流域水量统一调度后,河口三角洲生态环境正逐步恢复。     

淮河流域农田碳收支特征及影响因素分析

采用开路涡度相关系统对淮河流域农田湍流特征进行了4年连续监测,以该地区主要农作物小麦和水稻为例,对CO2通量数据进行分析处理。研究结果表明：农田CO2通量的日变化随季节变化明显,春、夏变化幅度明显大于秋、冬。2007—2010年淮河流域夏季农田CO2通量日变化规律均呈单峰型,白天为明显的碳汇;其日最大累计吸收量出现在2007年,可达16.1mg.m-2.s-1,最小值出现在2009年,为11.1 mg.m-2.s-1。在水稻拔节期垂直风速（W）、潜热通量（LE）、显热通量（H）、光合有效辐射（PAR）、净辐射（Rn）与CO2通量均呈负相关,通过对各项指标进行主成分分析,得到了新的综合指标F=-0.36ZX1＋0.42ZX2＋0.42ZX3＋0.42ZX4＋0.39ZX5＋0.42ZX6＋0.13ZX7,并经过计算得出中午1点是最大的碳汇,凌晨12点是最大的碳源。