气候波动和人类活动对滦河流域径流变化的定量影响分析

气候波动和人类活动对流域水文循环过程产生了重大的影响,定量评估它们的影响是水科学研究中的热点问题.论文以滦河流域为研究对象,利用基于SWAT水文模型的径流变化定量分离方法评估了气候波动、人类活动和土地利用变化三者分别对滦河流域径流变化的影响.结果表明:在1960—2010 年期间,滦河流域的径流深呈现显著的下降趋势.在变异Ⅰ期(1980—1994 年)和Ⅱ期(1995—2010 年)内,气候波动和人类活动对径流减少的影响量都在增加,且人类活动一直是径流减少的主要影响因素.土地利用对径流变化的影响,在变异Ⅰ期为负的影响,在变异Ⅱ期为正的影响.     

土地利用变化对赣江流域径流的影响研究

论文以赣江流域为研究区,基于SWAT分布式水文模型及SUFI-2 算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等数据,结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量分析与研究。结果表明:影响模型模拟效果前3 位的敏感参数分别为ALPHA_BF、CN2、ESCO,得出率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,其R²和Nash-Sutcliffe 效率系数E_{NS均高于0.90,相对误差|Re|均小于3%;流域内1990 年与2000 年土地利用均以林地、水稻田、草地为主,此3 种类型约占流域总面积的85%;在相同气象条件下,两期土地利用情景下的月、年均径流量变化趋势较为一致,2000 年土地利用情景下的年径流量比1990 年略大;相比1990 年土地利用情景,2000 年产水量增加最为显著的区域主要为赣江流域东部、东南部和西南部,建筑用地、水浇地和裸岩面积的增加、林地面积的减少可能是引起产水量增加的主要因素。}     

北方干旱化和土地利用变化对泾河流域径流的影响

论文以在黄土高原上发育,流经中国北方干旱、半干旱地区的黄河二级支流--泾河为研究对象,基于20世纪八九十年代的土地利用影像资料,以及泾河流域1970~2002年的气候、水文资料,采用美国农业部开发的分布式流域水文模型SWAT,分析了20世纪80~90年代泾河流域的降雨量和径流量的变化。从80到90年代,流域年降雨量呈逐年递减趋势,80年代多年平均月降雨量明显大于90年代多年平均月降雨量,尤其在7~9月,平均降雨量明显减少。受气候干旱化和土地利用/覆被变化的共同作用,80~90年代,流域多年平均年径流减少了8.92m³s^-1。为了区分气候变化和土地利用变化对流域径流的影响,采取分别固定气候因子与土地利用/覆被变化因子的方法,将模拟情景输入模型,定量区分气候和土地利用/覆被变化对流域径流的影响方式和程度。结果表明,气候干旱化趋势使流域多年平均年径流减少28.08m³s^-1,为气候、土地利用/覆被变化共同影响径流变化量的314.80%;土地利用/覆被变化使流域多年平均年径流增加26.57m³s^-1,为气候、土地利用/覆被变化共同影响径流变化量的297.87%。     

地球的磁场强度变化与气候波动

第四纪以来的古气候波动的研究越来越被人们所重视。许多学者用各种不同的方法,从各个不同的方面,如从物理学、生物学、地球物理学,特别是从地球磁场方面的研究,试图阐明第四纪古气候波动的规律。从而,对地球未来的气候变化趋势作出科学推断。 地球表面的能量主要来自太阳。太阳辐射能直接地影响到地球的气候波动。除此而外,人们日益注意到了影响地球气候波动的     

土地利用/覆盖变化对气候的反馈作用

土地利用与土地覆盖的变化直接反映了引起全球变化的主导因子---人类活动,关于土地利用与土地覆盖变化的研究将有助于加深对全球变化与陆地生态系统相互作用的理解。文中基于地球表面的能量与水分平衡方程,从理论上探讨了土地利用和土地覆盖对于气候的反馈作用,研究表明：①植被对于降水的作用不大,植被的存在有助于减少径流,增加保水能力,对于全球气候变化有减缓作用；②植被对于气候变化的作用是增温还是降温须视具体地点的情况而定；③对于中纬度地区,当下垫面反射率的变化与径流量的变化满足以下关系时：Δｆ＝５Δα×１０ｇ／ｃｍ^２·ｍｉｎ下垫面变化对于地表温度无影响。这表明在制定全球变化对策时必须因地制宜。     

黄河源区气候和土地覆被变化对径流的影响

采用2个分布式水文模型(SWAT和VIC)分析了1960～2000年黄河源区气候变化和土地覆被对径流的影响.分析表明,气候变化是径流减少的主要原因,20世纪90年代以前,土地覆被变化对径流影响很小,气候变化对径流的影响在95%以上.70～90年代,气候变化的水文效应大约为65%～80%;土地利用变化的影响大致为6%～16%;生态退化,冻土融化等的水文效应大约为14%～20%.20世纪90年代气候变化主要体现在黄河源区降水的时空分布发生改变和气温的升高上.     

西苕溪流域径流对土地利用变化的空间响应分析

针对流域土地利用变化所引起的径流空间变异问题,论文以太湖上游西苕溪流域为例,基于SWAT模型（Soil and Water Assessment Tool）模拟的不同土地利用情景下月尺度径流过程,通过GWR模型（Geographically weighted regression）在空间上定量评估了土地利用/覆被变化对流域径流过程的影响。结果表明：径流变化在流域空间分布上存在一定非平稳性,其与子流域内面积变化较大的土地利用类型相关性显著,其中城镇用地影响最大,林草地和耕地影响次之。径流变化对城镇用地的空间响应关系表现为由上游到下游逐渐增强,而对林草地和耕地的响应关系表现为从流域上游到下游逐渐减弱。对比发现,多因子GWR模型相对于单因子GWR模型更适合综合分析径流对土地利用/覆被变化的空间响应关系。     

气候与径流变化对泾惠渠灌区可持续发展的影响与对策研究

大型灌区对保障我国农业和国民经济的可持续发展、水安全和生态安全具有十分重要的作用,气候变化与人类活动造成的径流变化已经对其可持续发展产生了严重的挑战。该文利用Mann-Kendall趋势检验法研究了泾惠渠灌区渠首来水量、气象要素和灌区水量供需状况变化趋势,分析其产生原因,并探讨了促进灌区可持续发展的对策。研究表明,泾河来水量和渠首引水量呈明显的减少趋势,灌区气温呈升高趋势,降水呈微弱减少趋势,灌溉亩次呈上升趋势,而灌区目前依靠大量开采地下水资源来弥补灌区渠灌水量不足,已造成了灌区地下水资源超量开采和枯竭,未来灌区供需矛盾将进一步加剧。为此,灌区今后应加强水资源统一管理,科学调控地表地下水水资源、涵养地下水源,增强灌区地表地下水资源的综合供水能力,加大渠道防渗衬砌工程建设力度,推广先进实用的田间节水技术等,以期为灌区建设和管理提供理论依据。     

气候和土地利用变化对上海市农田生态系统净初级生产力的影响

以上海市主要植被类型农田为研究对象,利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟的近50年上海市农田净初级生产力(NPP)以及1987、1997和2004年上海市的TM遥感影像数据,分别计算了气候变化和土地利用变化对上海市农田生态系统NPP总量变化的影响.研究结果表明,如果只考虑气候变化,1961～2006年上海农田年平均NPP值增加了64.37g·m-2(以C计),平均每年增长1.43g·m-2.年平均温度和降水量均与NPP显著正相关.另一方面,上海农田面积占总面积的比例由1987年的76%递减到2004年的43%.在土地利用变化和气候变化双重因素的驱动下,自20世纪80年代以来,上海农田NPP总量减少了42%;相对于气候变化影响,土地利用变化对农田NPP总量影响较大,其中,20世纪80年代到90年代,土地利用变化对NPP总量变化的贡献率占78%;20世纪90年代到21世纪初土地利用变化的贡献率达92%.     

气候和人类活动对典型岩溶地下河系统径流年际变化的影响

为揭示气候变化与人类活动对岩溶地下河系统年径流量的影响,以南洞地下河为研究对象,利用其1972-2014年的径流量、降水量和蒸散量数据,分析其年际变化特征。研究结果表明：研究期内径流、降水和蒸散均呈现波动减少的趋势。其中流域内径流整体以0.014亿m³/a的速度减少,降水整体以3.14 mm/a的速度减少,蒸散整体以7.94 mm/a的速度减少。通过有序聚类法和Mann-Kendall法综合确定出径流、降水的突变年份为2002年、2008年。通过累积量斜率变化率比较法,定量分解了不同时期气候与人类活动对径流变化影响的贡献率：综合考虑降水和蒸散因素,以人类活动轻微的T₁（1972-2002年）阶段为基准期,气候变化对径流减少的贡献率在T₂（2003-2008年）、T₃（2009-2014年）时期分别为-86.68%、35.92%,人类活动对径流减少的贡献率在T₂、T₃阶段分别为186.68%、64.08%。可见,人类活动是南洞地下河流域径流量年际变化的主导因素,其中生活、生产的直接耗水和土地利用/土地覆被变化影响下径流过程的变化,共同影响着径流年际变化。     

转变土地利用方式对桂西喀斯特地区土壤氧化CH4的影响

选取桂西喀斯特地区分布最广的石灰土和黄壤,通过野外通量观测和实验室CH₄氧化动力学试验,研究弃耕或退耕还林对土壤CH₄通量的影响。结果表明,对于石灰土,CH₄年均通量为弃耕地LS-3[-64.30 μg/（m²·h）] > 灌草地LS-1 [-48.96 μg/（m²·h）] > 旱地LS-2[29.61 μg/（m²·h）];对于黄壤,退耕林地YS-2[-36.95 μg/（m²·h）] > 旱地YS-1[-29.44 μg/（m²·h）]。各点土壤CH₄氧化速率动力学遵循米氏方程,最大CH₄氧化速率（V_max）介于400～4 347 pmol/（g·h）之间,半饱和常数值介于72～878.3 μL/L之间,石灰土土壤V_max值是黄壤的两倍以上,具有更高的氧化潜力。土壤CH₄通量的季节变化不明显,释放峰或吸收峰出现在秋冬季节。温度有利于促进土壤对大气CH₄的吸收。土壤水分对土壤氧化CH₄的抑制作用在受人为干扰少的LS-1和LS-3表现显著,而对于旱地LS-2,YS-1及林地YS-2,NH₄⁺-N含量成为土壤氧化CH₄的主要限制因素。总之,土壤恢复有利于土壤氧化大气CH₄,这不仅取决于土壤理化性质、甲烷微生物群落的变化,还受到区域气候因素的影响。     

Land-use changes and natural reforestation in the Eastern Central Alps

In modern agriculture, only the cultivation of highly productive and easily accessible slopes remains profitable. As a consequence, inaccessible and steep areas are being increasingly abandoned. In this paper, the mechanisms of natural reforestation of abandoned areas are examined on three levels as a prelude to determine natural reforestation rates. The study sites selected on the municipality level (1:25,000) are situated in four agrarian structure regions in the Alps: ‘Innsbruck Land’, ‘Südtiroler Berggebiet’, ‘Unterland/Überetsch’ and ‘Carnia’. For more detailed data, studies on the level of a case study area (1:5000) and plot level (permanent plots) were carried out in the municipality of St. Leonhard in Passeier (‘Südtiroler Berggebiet’, South Tyrol, Italy). Data were collected through analysis of historic photographic material as well as by detailed field work. Significant explanatory variables of natural reforestation were determined using count data models. A zero-inflated negative binomial model was employed as analysing tool. Key findings are: (1) in the past 150 years, areas were abandoned in all analysed agrarian structure regions. Between 8 and 67% of the formerly used areas are now abandoned, and in the majority of these abandoned areas, forest re-growth is observed. (2) Seed dispersal and agricultural use are the most important variables influencing natural reforestation. The nearer an area is situated to old trees, the higher the reforestation rate. Grazing and mowing reduce reforestation. (3) The less intensively the land was formerly used and the longer the area was abandoned, the higher the tree density is. Whereby, the average sapling density is significantly higher in mixture communities than in grasslands or dwarf shrub communities. However, snow gliding and avalanches cause damage to trees that retard or hinder tree growth.     

气候变化对景观和区域过程的影响及其对气候系统的反馈

北极生态系统的生物和物理过程会在不同的时间、空间尺度上对地球生态系统产生反馈作用,并与之相互影响.气候变化对北极地区的影响及其对全球气候系统的反馈主要存在着四种潜在机制反照率改变、生态系统对温室气体的排放或吸收、甲烷类温室气体的排放、影响海洋暖流淡水量的增长.这些反馈机制在某种程度上是由生态系统的分布和特征,尤其是大规模植被区域变化来控制的.通过少量全年的CO2通量测量表明,目前在地理分布上碳源区要比碳汇区要多.根据目前现有的关于CH4排放源地信息表明,景观规模上的CH4排放量对北极地区的温室效应平衡至关重要.北极地区的能量和水量平衡在变化的气候下,也是一个很重要的反馈机制.植被密度以及分布范围的增加会导致反射率的下降,因而会使地表吸收更多的能量.其效果可能会抵消由于极地沙漠地带向极地苔原带的的转化,或极地苔原带向极地森林带的转化,而造成的植被总净初级生产力碳沉降能力的提高而引起的负反馈.永久冻土带的退化对示踪气体动力学有着很复杂的影响.在不连续的永久冻土带地区,升温将会导致其完全消失.依赖于当地水文条件,温室气体排放可能由于气候环境变的干燥或湿润而使得其通量有所变化.总的来说,影响反馈的各种过程复杂的相互作用,以及这些过程随着时间地点的变化,加之数据的缺乏,又会在陆地生态系统气候变化对气候系统产生反馈作用的净效应估计上,产生许多的不确定性,这种不确定性将会影响到一些反馈的大小和方向.     

土地利用变化对土壤硝化及氨氧化细菌区系的影响

以西藏高原相邻的原始森林、天然草原和农田土壤为研究对象,分别采用室内培养法和nested PCR-DGGE技术,对比研究了这3个生态系统的土壤硝化势、硝态氮浓度以及土壤氨氧化细菌（AOB）菌群区系.结果表明,农田土壤的硝化势和硝态氮（NO 3--N）浓度显著高于相邻的草原和森林土壤,硝化势分别是森林和草原土壤的9倍和11倍,NO 3--N是农田土壤无机氮（Nmin）的主要成分,占无机氮的70%～90%.铵态氮（NH 4＋-N）则是森林和草原土壤中主要的无机氮形态.原始森林和天然草原间的硝化势和硝态氮浓度没有显著差异.原始森林的土壤AOB菌群数量、多样性及均匀度最低.天然草原生态系统转换为农田后,土壤AOB菌群的多样性和均匀度显著降低,但是农田土壤的AOB菌群结构仍与其前身草原生态系统有较高的相似性.原始森林的AOB菌群数量、多样性及均匀度最低直接导致了其硝化势最低;农田土壤的硝化势和硝态氮浓度最高意味着农田生态系统中优势AOB的活性最高.以上结果表明,土地利用变化导致土壤氮素内循环及其关键微生物AOB的多样性与活性均发生显著变化,这些变化会影响土壤环境质量以及生态系统的持续与稳定.     

太仆寺旗2000-2008年EVI对气候及土地利用变化的响应

以位于北方农牧交错带的太仆寺旗为研究区,利用2000-2008年MODIS-EVI数据和周边45个气象站点同期月气温、降水资料,分析了近10 a该区EVI的时空变化及年最大EVI与气候因子的相关性。结合2000年和2005年的土地利用数据,分析了各地类EVI对气温、降水变化的响应及各地类变化过程对EVI变化的影响。结果表明:年最大EVI与6-7月平均气温呈显著负相关,与同期总降水呈显著正相关,相关系数均大于0.9;各地类EVI与气候因子相关性差异明显,退耕前,仅草地EVI对气候变化敏感,退耕后,耕地、林地EVI与气候因子相关性显著增强;耕地变草地、林地变耕地分别导致EVI减小2.27%和1.42%,林、草相互转变导致EVI分别减小0.71%和0.67%,说明退耕还林还草等措施未必促进植被恢复,受其他自然及人为因素影响。     

气候变暖的风险与对策

全球气候变暖，给人类社会带来了巨大的风险。通过阐述气候变暖的源与汇。回顾并分析了前、后１００年气候变暖的趋势及风险危害，在此基础上提出了气候变暖的风险对策。     

气候变化对农业影响评价方法研究进展

近年来,在全球气候变化背景下,气候变化的影响评价研究越来越受到各国科学家和政府的重视,特别是对农业的影响评估研究更为重要.文章主要对观测和模拟在气候变化对农业的影响评价研究中的应用进展进行了介绍,并对该领域未来的研究方向进行了展望,认为加强研究极端天气气候事件的影响;发展农业影响评价集成模式;进一步利用区域气候模式嵌套农业影响评价模式对区域气候变化的影响进行评价,并对其影响的不确定性进行评估.     

高速公路用地复垦技术及其效果评价

根据实际调查，分析了高速公路临时用地分布和破坏程度，据此提出了公路建设中对临时用地的复垦原则，探讨了用地复发肝技术并对其效果进行了评价。     

基于气候指标评估气候变化对海南旅游的影响

基于1965-2012 年海南5 市(县)气象站的逐日观测数据,构建一个新旅游气候指标,用以定量评估海南各地区的旅游气候资源,并考察其对气候变化的响应特征。结果表明:①近48 a 来各市县理想旅游条件频率以波动下降趋势为主;全年三亚限制旅游的主导因子是风,其余地区是体感温度;除了五指山理想条件频率呈单峰型季节分布外,其余地区为双峰型。②冬季到初春气候变暖对三亚影响不大,但将明显改善其他地区旅游气候条件;除五指山外,气候变暖将使其他地区夏季、初秋旅游条件处于劣势。全年来看气候变暖对海口、三亚与昌江的旅游舒适度弊大于利。③三亚、琼海及昌江夏季、初秋若湿度加大,将有利于提高旅游舒适度,这与降水频次有关;冬季湿度加大也助于改善五指山的旅游条件。④所构建的定量指标可较好表征海南各地旅游气候资源状况,并可评估其对气候变化的响应特征。统计分析表明旅游气候条件与气候变化、地理环境密切相关。     

中亚地区气候生产潜力时空变化特征

根据中亚5 国100 个气象站1901-2000 年月平均温度和降水资料,运用Miami、Thornthwaite Memorial 模型对中亚地区气候生产潜力进行了计算,用气候倾向率、Mann-Kendall 法、并结合ArcGIS 和SPSS 对其时空变化特征及驱动力进行了分析。结果表明：①中亚地区100 a 降水气候生产潜力（Yr）和蒸散气候生产潜力（Ye）均呈逐渐增加的趋势,温度气候生产潜力（Yt）趋势相反,Yr 和Ye 均发生了4 次突变,Yt 没有发生突变;②气候生产潜力区域差异明显,其中,Yt 呈从西南向东北减少的趋势,Yr 和Ye 变化比较复杂,大致具有东部大于西部的规律;③增温增湿的气候变化趋势有利于中亚气候生产潜力的提高,中亚气候生产潜力对增湿的响应更敏感。