基于BEPS-Terrainlab v2.0模型鄂西犟河流域1999年—2016年蒸散发模拟分析

蒸散发在水循环中占据着重要地位,采用模型模拟法研究小流域尺度的蒸散发具有高时间、空间分辨率的优势.该文选取湖北省十堰市犟河流域为研究区,基于BEPS-Terrainlab v2.0模型,利用Landsat5-8遥感影像和气象资料等数据,以日为时间步长模拟了研究区内1999年—2016年的蒸散发.模拟结果与MODIS蒸散发产品MOD16A2进行对比,二者年内变化相关系数R2＝0.92,MODIS数据时空分辨率均低于模拟数据,但也在一定程度上验证了模拟的可靠性.模拟结果显示：时间变化上,流域内蒸散发在年内呈单峰状分布(春季156.9 mm、夏季302.5 mm、秋季133.5 mm、冬季18.5 mm);年际上呈现波动变化,有一定周期性,总体有上升趋势.空间分布上,流域内蒸散发分布植被区高于非植被区,不同植被类型蒸散发不同(阔叶>混交>针叶>农田),不同高程蒸散发也不同(500～700 m区间内最大).经过相关性分析,气温、太阳辐射对蒸散发年内变化影响较大,通过了0.01的显著性检验;叶面积指数、降水对年际变化影响较大,通过了0.05的显著性检验.     

西辽河源头流域径流变化趋势及影响因素分析

利用1977—2008年老哈河流域与沙拉沐沦河流域水文数据,采用Mann-Kendall检验法、有序聚类分析和线性回归方法分析其降水量、径流量近32 a的年内和年际变化规律及其影响因素.结果表明:1977—2008年2个流域年降水量和径流量均呈现下降的趋势,径流量下降幅度明显高于降水量;沙拉沐沦河流域降水量下降趋势不明显,稳定的泉水补给使得径流量受降水量减少和土地利用/覆被变化影响较小;老哈河流域径流量减少幅度远远高于降水量,在雨季下游有断流现象,该流域1977—1998年降水量是径流量变化的主要影响因素,1999—2008年流域内土地利用/覆被变化和水库水坝修建、河道外取水等人类活动共同作用使得该流域径流量减少了70.3%.     

近30年千岛湖流域产水量时空变化及其影响因子分析

【目的】千岛湖流域是长江三角洲重要的水源地和生态屏障区，研究其水源供给服务对长江三角洲生态保护和社会经济高质量可持续发展有着重要的意义。【方法】基于InVEST模型对千岛湖流域近30年的产水量进行量化，并通过情景分析法和地理探测器探究其时空变化特征以及空间分异的主要影响因子。【结果】1995—2019年，千岛湖流域产水量与降水量的年际变化具有一致性，表现为前期大幅度减小后明显增大再略微减小的波动变化趋势，空间分布格局变化不大，产水高值区主要集中在流域西部，低值区则集中在流域东部湖区范围内；不同土地利用类型中，建筑用地的平均产水量最高，草地次之，林地和水体的平均产水量最低；气候变化对产水量的影响较为显著，土地利用变化对产水量的影响较低；实际蒸散量是产水量空间分布格局的主要驱动因子，土地利用类型次之，实际蒸散量与降水的交互作用最为显著。【结论】流域产水量是气候、土地利用类型等多种因子共同作用的结果，在未来的生态建设和环境保护中，需要综合考虑地形、气候和人类活动的变化对千岛湖流域产水服务的影响。     

淮河流域水资源时空分布格局研究

根据淮河流域1997—2015年水资源数据,对淮河流域水资源量的时空分布特征及其对降水量的响应进行研究.结果表明:淮河流域水资源量空间分布不均匀,分布特点为自西向东逐渐增多,流域内各行政区划间年水资源总量最高的地区为安徽省;水资源量年际变动特点明显,总体呈现波动减少趋势,变化速率为-20.45亿m~3/5 a,湖北省水资源总量年际变化最为突出;年降水量变化速率为-51.43亿m~3/5 a,出现逐步减少趋势,与水资源量的空间分布和变化趋势基本相同,二者累计距平的周期及相位也十分类似.     

2000年-2015年长江流域植被GPP时空变化特征及其驱动因子

长江流域生态系统环境脆弱敏感,该区域植被变化受到气候变化以及人类活动等多种因素的影响.基于MODIS GPP数据,运用一元线性回归趋势分析方法对2000年—2015年长江流域植被GPP时空变化趋势进行了研究,并结合气象数据、土地利用变化数据等探讨了其驱动因素.结果表明：1) 长江流域GPP整体呈现西低东高的空间分布格局.2000年—2015年长江流域GPP在整体上呈波动增加趋势,年际变化介于919.90～ 1 051.48 g C·m－2·a－1之间,多年均值为985.11 g C·m－2·a－1.2) GPP增加区占流域总面积的4.69%,主要集中分布在甘肃省南部、陕西省南部、河南省西南部、湖北省西北部、云南省和贵州省交界地带等;GPP减少区占流域总面积的1.28%,主要集中分布在长江入海口周围的苏南地区及上海市,长江沿线的大城市,如重庆市、武汉市及周围地区,GPP退化较显著;汉江、金沙江石鼓以下、嘉陵江3个二级流域的GPP增加明显,太湖水系和湖口以下干流区域GPP则降低明显.3) 耕地转化为建筑用地是GPP损失的主要土地利用转移方式,草地转化为林地则是GPP增加的主要土地利用转移方式.该研究将对长江流域生态环境建设和可持续发展起到一定指导作用.     

安徽省农田净初级生产力时空变化特征及影响因素——基于MOD17A3的研究

基于MODIS/MOD17A3数据集,结合土地利用数据、气象数据,运用距平分析、相关分析等方法,分析了2000-2010年安徽省农田净初级生产力(NPP)的时空变化特征及影响因素.结果表明:安徽省农田以水田为主;研究时段内,安徽省农田年NPP均值及年NPP总量整体上呈现波动上升趋势;中产农田面积最大,低产农田次之,高产农田面积最小;农田NPP空间分异显著,呈由北向南递增的趋势,中低产水田和旱地主要集中在长江以北地区,高产水田和旱地分布于沿江及其以南地区;降水与水田和旱地NPP均值呈弱负相关关系,温度与水田和旱地NPP均值呈显著正相关关系;温度是影响安徽省农田生产力空间分异的主要气象因素.     

2000年～2011年山西省入境游客时空分布及其变化研究

本文依据2000年～2011年山西省入境旅游的相关数据,从时间和空间两个角度对山西省入境游客的年际变化、时间分布、空间集聚性和空间格局演变进行分析.结果表明:山西省2000年～2011年大部分地级市入境游客到访率的年际变化较大,入境游客数量随时间变化较大;入境游客空间分布由2000年的集中趋于分散、均匀,地级市之间相对差异有缩小的趋势.这主要是受地级市经济发展水平、旅游资源及高级别景点数量、空间距离及区位条件等因素的影响.     

三江平原建三江垦区降水时空特征分析

降水作为描述气候变化的关键指标之一,其分布规律对研究气候变化规律、减少洪涝灾害的损失、提高降水预测能力均有着重大意义.为揭示三江平原建三江垦区降水量的变化规律,基于垦区30年(1981~2010)的月降水量,采用线性趋势分析法对年降水量和季节降水量的变化趋势进行分析,并采用MannKendall(M-K)突变检验法对年降水量时间序列和季节降水量时间序列的突变特征进行分析,最后运用克里格插值对年降水量和季节降水量的空间变异特征进行剖析.研究结果表明:(1)线性趋势分析显示,对于研究区域的年降水量,总体上呈减少的趋势,且年际变化较显著;对于各季节降水量,夏季和秋季降水量呈显著的下降趋势,而冬季降水量上升趋势显著,春季基本无趋势变化;(2)M-K突变分析显示,年降水量总体无明显突变点,但1981~1999年间年降水量有微弱的上升趋势,1999年以后年降水量下降趋势明显;而该区域年际间各季降水突变点较多,说明季节降水量年际变化显著;(3)空间分析结果显示,建三江垦区年降水量空间变化规律由西南至东北呈逐渐增加的趋势,其中秋季和冬季降水量的空间变化规律与年降水量变化具有很好的一致性,尤其是秋季降水量具有明显的空间差异特征,但春季和夏季降水量空间差异变化相对较小.     

近10a新疆乌苏植被覆盖对气候变化的响应

基于MODIS-NDVI遥感数据反演新疆乌苏地区2001～2013年植被覆盖的空间格局和变化规律;并结合研究区同期降水量和气温数据,分析了乌苏天山森林生态区、东南部草原生态区和西北部荒漠生态区植被的年际变化和季节变化对气候变化的响应.结果表明:①从年际变化上看,乌苏13 a间NDVI呈现缓慢降低趋势,平均NDVI达到了0.163;乌苏东北部及天山北坡部分NDVI较高,西北荒漠地带和中部精河、车排字、克拉玛依一线较低,空间分布呈现南北两极分化;(②年内变化,乌苏NDVI变化曲线呈现单峰型,7～8月达到最高,10月至翌年2月植物枯黄NDVI逐渐降低;③在年际水平上,乌苏植被覆盖与气温降水的相关性不高.但在年内水平上,气候因子对植被生长的影响作用明显,气温与月均NDVI通过0.01的显著性检验,达到0.964.说明年内植被生长更依赖于水热组合的作用,而且温度是影响植物生长最直接的因素之一.     

陕北黄土高原植被动态变化及其对气候因子的响应

为了研究退耕还林还草工程实施后期,陕北黄土高原地区地表植被变化特征及气候因子对植被变化的影响,采用MODIS NDVI数据,通过像元二分法计算植被覆盖度,结合相关气象站点监测数据,利用线性回归分析、相关系数及显著性检验法,分析了陕北黄土高原植被覆盖度时空变化趋势及其对气温、降水因子的响应。结果表明:研究区植被覆盖度空间分布差异显著,由北向南植被覆盖度由低向高过渡明显,2009—2016年植被覆盖等级的空间转移变化主要发生在北部和中部地区,表现出由中低植被覆盖向中等植被覆盖转移、中等植被覆盖向中高植被覆盖转移的态势。2009—2016年研究区植被覆盖度年际变化速率较小,整体呈平缓增加趋势,中部和南部部分地区有减少趋势但变化趋势不显著。研究区内年植被覆盖度与年降水量、年平均气温的相关系数、偏相关系数均较小,相关性不显著。不同区域的植被覆盖度对气候因子的响应结果不同,在空间上正负相关性共存,研究区北部受年降水量影响较大,而中部受年平均气温影响较大。研究区植被覆盖度对气候因子的响应存在滞后性,生长季的植被生长受同月降水量和前一月平均气温的影响较大,且绝大部分地区均表现为正向相关。     

1957—2011年陕西省降水特征分析及趋势判断

采用距平分析法、极差分析法和小波分析法,结合GIS空间分析技术,详细分析了1957—2011年陕西省降水空间格局特征、年际变化特征、降水持续性特征和周期性特征,并根据持续性特征和主周期对陕西省未来降水趋势做出判断。研究结果表明:1陕西省年降水量空间分布随着纬度增高而减少,总体趋势表现为从东南向西北逐渐递减,南北差异悬殊。400 mm和800 mm等降水量线均有总体南移的趋向,这与近几十年来陕西省降水量持续减少有密切关系。2降水量年际变化震荡剧烈、稳定性差,年降水量线性倾向率为-9.7 mm/10a,年降水量和各个季节降水量变化均呈波动态势,春季和秋季波动剧烈,下降趋势明显。3季节和年降水量Hurst值都大于0.5,表明降水量未来变化将与过去的变化趋势一致,但不同地区和时间尺度的持续性有所不同。4降水量在不同时间尺度上存在明显的震荡周期,34或24年为其主周期。5陕西省未来2~3年仍处于多水期,但2015年以后将会进入少水期,这种状况最长会持续11年之久。因此,未来陕西省暖干化趋势将凸显。     

基于RS和GIS鄱阳湖湿地生态系统NPP时空分布特征研究

利用MODIS17数据研究鄱阳湖湿地净初级生产力(NPP)时空变化特征,探讨气温和水位变化对鄱阳湖湿地生态系统植被NNP时空分布特征的相关性。研究结果表明,鄱阳湖湿地生态系统NPP时空变化特征为:1)从量的角度来看,其年际变化较小,季节性变化较大;2)时空间分布上,其季节性变化较大,而变异系数高值区主要分布在枯水期的水面淹没范围内;3)主要影响因素为气温、水位,其变化具有较为显著的相关性,且受水位变化的影响大于受气温变化的影响。     

汾河上游流域景观破碎化与生态系统服务关系研究

以汾河上游流域为研究区,综合运用网格分析法和景观生态学与生态系统服务相关理论,基于ArcGIS和GeoDa方法分析了2000、2008和2015年土壤保持、产水量和植被净初级生产力(NetPrimary Productivity,NPP)三种生态系统服务时空变化特征与景观格局的空间分异规律,定量分析了景观破碎化与生态系统服务的空间相关性。结果表明:(1)2000-2015年,土壤保持与产水量均整体呈现先增加后减小的趋势,空间分布变化比较明显;NPP生产呈现持续增加的趋势。(2)2000-2015年,流域西南部景观格局变化最为明显,其破碎化程度增强,而流域北部景观格局破碎化程度减弱。(3)2000-2015年,土壤保持、产水量与景观破碎化呈现显著空间相关关系(P0.05),NPP生产与景观破碎化的空间相关性相对较弱。     

河南省植被覆盖变化与驱动因子的相关性分析

以MODIS/NDVI数据、气象站点数据和统计年鉴数据为基础,利用回归分析法和相关性分析法,详细地分析了河南省2000-2015年植被覆盖变化及其与驱动因子的相关性.结果表明:(1)河南省16a的年际NDVI呈上升趋势,空间分布不均匀,植被覆盖整体上呈改善状态.(2)河南省各地区年均NDVI值与降水量变化呈负相关性、与温度变化呈正相关性,降水对各地区植被覆盖变化状况的影响比温度更显著.(3)河南省植被覆盖状况与人口数量和GDP均呈现显著负相关.本研究表明河南省植被覆盖变化受到温度、降水、人口数量和GDP的影响.     

巴尔喀什湖流域气候变化特征分析

根据巴尔喀什湖流域5个气象站20世纪的逐月气温和降水资料,利用滑动平均法和差积曲线法,分析流域20世纪的气候变化特征及其与巴尔喀什湖自身水文特征的联系,并从能量转换角度进行解释.结果表明:空间上,年均气温从南向北、从东向西逐渐降低,年际变化从南向北变大;年降水量从四周向中心腹地逐渐减小,年际变化从北向南变大.时间上,年均气温总体上升且大致具有10~23 a的周期性;年降水量整体上表现为增长,20世纪90年代初期略有减少.年内月均气温的最低和最高值分别出现在1月和7月,且低温月份气温上升趋势较高温月份明显;降水量的年内分布呈双峰型.20世纪50年代中期至70年代中期,整个流域的气候要素变化较大.     

1967-2016年云南高原中部城市群降水时空变化特征分析

以1967-2016年云南高原中部城市群42个站点逐日降水数据为研究对象,采用M-K突变检验、小波分析法和克里金插值法等方法对云南高原中部城市群近50年降水时空变化特征进行分析.结果表明:春、夏、秋季以及年降水量均呈下降趋势,冬季降水量则呈上升趋势;年与四季降水量存在一个或者多个突变点;冬季降水量主周期为12 a,其他三季降水量与年降水量主周期均为34 a;年降水量与夏季降水量均呈现出西部和北部降水量偏少,东部和南部降水量偏多的空间分布特征;春季降水量由东南向西北呈带状递减的空间分布特征;秋季降水量表现为自东向西和北部减少的空间分布格局;冬季降水量地域差异最大,呈现出空间分布极为不均匀与地域性极强的双重特征.     

额尔齐斯河流域气候特征及变化趋势分析

选取额尔齐斯河流域斋桑泊、塞米巴拉金斯克、鄂木斯克、托博尔斯克4个代表站1948~1995年实测逐月降水与气温资料,利用距平分析法、5年滑动平均法、坎德尔秩次相关检验法及相关水文统计方法对流域内气候特征及变化趋势进行了分析.结果表明:额尔齐斯河流域年均降水量在200~500mm之间,主要集中于夏、秋两季,下游降水较上游丰富,但年际变化下游小于上游;年及四季降水量在1948~1995年期间整体呈上升趋势;流域年均气温自上游到下游逐渐降低,但年际变化逐渐增大,流域年均气温多年来总体呈上升趋势.     

近48a长江源区降水时空变化特征

基于1966—2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明:①长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;②近48年长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;③长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;④长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;⑤长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

华北地区热带气旋降水量的气候诊断

利用1950～2002年热带气旋降水量资料,对华北地区由热带气旋引起的降水进行了分析．结果表明,华北地区热带气旋降水量的空间分布很不均匀,平均山东半岛东部最大,向西具有减少的趋势,这种趋势与热带气旋降水频数相一致,地形的影响使降水量的空间分布复杂化．对于热带气旋过程降水量的大小,地形的影响更为重要,从河北东部经西部到河南南部沿着燕山南麓和太行山东麓分布着大的过程降水中心,此外,受热带气旋影响的最西站点随年代向东偏移．热带气旋降水量季节变化表现为8月最大,10月最小;年际变化明显,具有显著的2～3年振荡周期：年代际变化表现为20世纪50,60和70年代相差很小,80年代后具有明显减少的趋势．各区域热带气旋降水量的年际和年代际变化显示,华北西部的山西和北部的内蒙减少的趋势最强．     

济南市降水特征时空演变规律分析

以济南市为研究对象,采用中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法和Sen‘s坡度法,对济南市各区域1979-2015年城区、山区及平原区域降水特征的时空演变规律进行了分析.结果表明: 1)1979-2015年济南市年平均降水量为643.4mm,丰水年与枯水年常交替出现,年际变化幅度大,年平均降水量呈波动型增长,但增长趋势并不明显; 2)济南市年降水量空间分布呈由西南向东北阶梯型递减的特征,且其分布特征与地形关系密切,南部山区降水普遍大于北部平原地区,空间分布极不均匀; 3)济南市夏季降水集中,约占全年降水量的60%以上,且紧邻主城区的南部山区夏季降水量高达494.6mm,故主城区遭受山洪灾害的风险较大; 4)近37年济南市平原区和主城区汛期降水量呈增加的趋势,山区汛期降水量有所减少,但降水量变化程度不显著.