济南市土地利用与覆被变化特征分析

利用2000年和2005年遥感影像的ETM数据,以山东省济南市为研究区,分析2000—2005年土地利用与土地覆被类型变化。重点探讨了济南市土地利用变化转移和土地利用类型动态度。研究表明:济南市2000—2005年耕地和未利用土地变化幅度最大,耕地的转移流向主要集中于草地、林地和水域等。从土地利用类型动态度看,水域、建设用地及耕地动态度增大,综合土地利用类型动态度呈上升趋势,受人类活动影响较大。     

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.      

固原市原州区近60 a降水变化特征分析

以固原市原州区1957—2016年的降水资料为基础,采用线性回归、M-K(Mann-Kendall)检验、累积距平曲线和滑动t检验的方法对原州区近60 a的年际和年内各时段的降水量进行变化趋势和突变分析。原州区多年年均降水量为439.6 mm,汛期和夏季降水量占比较大,分别达到72.8%和57%;冬季降水变差系数最大,最不稳定。通过线性回归法和M-K趋势检验法对降水量进行趋势分析:年、汛期和夏季降水量均呈下降趋势,下降速率分别为0.17、0.91、0.69 mm/a;春、秋、冬三季降水量呈上升趋势,上升速率分别为0.21、0.03、0.29 mm/a;除冬季外,其他各时段的趋势变化均未通过0.05的显著性检验。运用M-K突变检验、累积距平曲线和滑动t检验对各时段降雨的突变年份进行综合分析,年降水和汛期、秋季降水突变点相近,春、夏和汛期均在1991年发生突变,冬季降水在1979年有较为显著的突变。     

济南市极端降水特性与雨岛效应分析

利用济南市1985、2000和2015年3期Landsat遥感影像资料,监督分类获得每期土地利用类型,分析3个时期全市及中心城区建设用地面积变化情况．基于济南市24个降水站点1972—2016年的逐日降水数据,选取PRCPTOT、R30 mm、R50 mm、SDII、Rx5day和R95p 6个极端降水指标,运用Mann-Kendall趋势检验和Sen′s坡度估计,分析济南市汛期和年际尺度极端降水时空演变特征． 结果表明:1985—2015年济南市建设用地增长迅速,全市范围扩增超5.5倍,中心城区范围扩增近2.0倍; 随着城市化进程发展,济南市中心城区及商河站降水量逐时段增加,但中心城区降水量增速随着城市化发展放缓;年际尺度与汛期尺度的极端降水指标演变特征存在一致性,分别有4、5个站点降水序列具有显著变化趋势;中心城区与商河站极端降水指标均呈上升趋势,与城市化密切相关,其中,汛期中心城区的Rx5day和R95p均以1 mm·a?1的速率不显著上升．以上事实表明,济南市可能存在一定的雨岛效应．      

陕西省近年NDVI变化及其与气候因子相关性分析

利用陕西省1980-2006年的97个气象站的逐月降水资料,分析陕西省1980-2006年均降水量的变化趋势,研究表明:陕西省1980—2006年降水量呈现下降趋势。降水量的线性回归线斜率为-0.5。从季节分析各季降水量的变化情况可以知道:春季降水量年际变化较大,夏季降水量值比较大而降水变化幅度较小,秋季降水量变化不明显,冬季降水量变化则与夏季相反。将陕西省分为陕南、陕北和关中三个区,分析各区的年际降水相对于整个陕西省年降水量的变化。陕南1980—2006年降水量呈现趋势为1983年-1999年陕南地区降水量略高于整个陕西省,其降水量波动与整个陕西省降水量波动情况大体一致;陕北1980—2006年降水量呈现趋势为1980—1989年和1995—1999年陕北地区的降水量变化呈现大幅波动,其他阶段降水量较平稳。     

基于Mann-Kendall法和小波分析的降水变化特征研究——以重庆市沙坪坝区为例

以重庆市沙坪坝区1959-2008年50年的日降水资料为基础数据,以Mann-Kendall法和小波分析为主要研究方法,分析了沙坪坝区的降水变化特征.结果表明:近50年来沙坪坝区年降水量和汛期降水量成上升趋势,但变化不显著,非汛期降水量有较显著的上升,将有助于解决区域水资源在时间尺度上供需不平衡问题;年内分配的年代际变化分析表明,该地区年内分配极为不均,汛期多年平均降水量为843.9mm,约占年平均降水量的77%;根据年降水和汛期降水的小波方差图的比较可知,年降水的变化在很大程度上受汛期降水变化的控制.     

近半个世纪以来中国季风区气温与降水变化及其时空差异

利用中国东部季风区20个测站1960-2012年气温和降水量的月值数据,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了季风区各区域年平均气温和年降水量的变化趋势、突变现象和周期特征.结果表明1960-2012年季风区各区域均有增温趋势,在20世纪90年代发生突变,东北地区发生突变要早于其他地区,北方地区的增温幅度大于南方,存在4年左右周期,8～16年的准周期,气温的高频变化周期在内陆地区表现更为明显;年降水量在53年里处于波动状态,四川盆地、华北地区和季风区西北部地区降水有减少趋势,长江流域下游降水有增加趋势,其他地区没有明显变化趋势,存在2～4年周期、8～16年左右准周期,降水的低频变化周期在近海地区表现更为明显.     

基于CA-Markov模型的“丝绸之路经济带”沿线地区土地利用变化分析与预测——以西北五省为例

"丝绸之路经济带"是"一带一路"战略的重要组成部分,是中国提出的一种国际区域经济合作新模式,其目的是为了推动中国经济全球化发展。土地利用变化是影响区域发展的关键要素,因此对"丝绸之路经济带"沿线地区土地利用变化情况进行研究对该战略的实施有着重要的意义。本文以1980年和2005年西北五省土地覆被数据为基础,分析该区域25年来的土地利用变化情况。西北五省25年间林地、草地、未利用地的面积减少,耕地、建设用地、水域的面积增加;利用CA-Markov模型结合土地利用面积转移概率矩阵模拟2005年土地利用格局并预测2030年的土地利用情况,结果表明,2005年模拟数据的精度符合预测要求,2005—2030年的土地利用变化趋势与1980—2005年的变化趋势保持一致。研究区生态环境脆弱,应加强对其的保护以帮助"一带一路"战略的实施。     

近50年华北地区降水时空变化特征及突变分析

利用1965—2014年华北地区及其周边75个气象站点的日降水资料,采用一元线性趋势、9年滑动平均趋势、滑动t检验、Mann-Kendall检验、反距离空间插值(IDW)等方法,对华北地区四季降水的时空变化特征的研究及突变分析.结果表明:150年来,华北地区降水呈现小幅度下降趋势;春季降水量的减少率为11 mm/10 a.2春季降水量在1980年降水量显著增加,夏季和冬季的降水量没有明显变化,秋季降水量在1977年降水量显著增加.3华北地区降水空间差异性较大.春季和冬季的大部分站点的降水量都小于平均值.夏季降水量最大,空间上表现为东部多、西部少.     

乌裕尔河流域水文气象要素变化特征分析

以乌裕尔河流域作为研究区,选取流域内4个气象站1958—2011年的气温数据和1985—2006年12个水文站的降水量、蒸发量和径流量数据,运用M-K突变检验、多元线性回归和相关性分析方法研究各水文气象要素之间的相互影响关系.结果表明,近50多年乌裕尔河流域气温上升趋势明显,年际变化率为0.4℃·(10a)~(-1).1985—2006年,降水量呈显著减小的趋势,年内分配极不均匀,夏季降水充沛,冬季干旱.多年平均蒸发量为963.3mm,21年蒸发量未发生突变,各个季节也均未发生突变.径流量年内分布极不均匀,汛期径流量占全年径流量60%以上;多年径流量呈波动性变化,整体径流量呈下降趋势.由此推断,在全球变暖的背景下,随着全球气温升高,乌裕尔河流域降水量和径流量将减小,蒸发量将增大.     

深圳市降水特征时空演变规律分析

采用中国区域地面气象要素数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法、Sen's坡度法、Morlet复小波分析法并结合极端降水指标,对深圳市1979—2015年降水量的时空演变规律进行了分析.结果表明:1)1979—2015年深圳市年平均降水量为1 841.28mm,最大主周期为10a,呈现不显著减小趋势.年降水量表现出西多东少、南多北少的空间分布特征.2)西部城区夏季降水和东部郊区相近,春、秋、冬季降水多于东部郊区,且汛期和非汛期降水量都多于东部郊区.3)极端降水时间和雨量南部多于北部、中西部地区多于东部,且极端降水整体呈现降水历时变短、场次降水强度变大的趋势,西部城区表现更为显著.4)西部城区年降水量、汛期降水量和极端降水指标都呈现不显著增加趋势,而东部郊区呈现不显著减小趋势,表现出一定的雨岛效应.     

近50年黄河流域降水变化的时空特征

基于827个降水监测站1951--1998年的逐月监测数据,利用GIS空间分析功能,计算分析黄河流域降水量近50年的时空变化.先重点研究1951--1998年期间典型降水等值线200、400和800 mm的空间移动情况,研究表明:黄河流域黄土高原一带干旱化趋势十分明显,典型降水等值线南移.然后对1951-1979和1980-1998年前后2个时段黄河流域年、汛期和非汛期降水量空间变化分别进行分析,发现黄河流域降水减少幅度最大的区域在黄土高原大部和黄河下游,但是在黄河源头、伊洛河流域、汾河源头及其下游等则呈增加趋势,而且汛期降水量与非汛期降水量的变化趋势在空间上并不完全一致.     

1960—2015年岷江上游松潘县降水变化与旱涝灾害

利用岷江上游松潘县等站点的降水观测资料,分析1960—2015年间松潘县的降水变化特征,并基于SPI指数及其旱涝等级划分标准,采用M-K突变检验、功率谱及小波分析、R/S趋势分析等方法,探究岷江上游区降水规律、旱涝灾害及成因等问题.结果表明:1960—2015年松潘县降水序列的气候变化倾向率是1.09 mm/Da,年降水量总体上呈现不显著的增加趋势,存在约5.75、8.5和10～15 a的震荡变化周期.2013年松潘县降水发生突变,转为增多趋势.近55 a松潘地区旱涝频繁发生,1960—1969年、1984—2012年是少雨干旱期,但是1990年以后旱涝频率增大.1970—1983年是多雨洪灾多发期.2013年以来洪灾多发.夏季风活动强弱是引发旱涝灾害的主要成因,在年降水距平值变化显著的年份都有较大旱涝灾害发生,降水过度集中时也会出现洪灾.未来几年本区降水仍是增多趋势,加上极端气候事件多发等多重因素叠加影响,洪灾发生概率增加.     

近30年闽西区域降水分布特征及突变研究

以1980年-2009年30 a 10个气象站点的逐日降水资料为基础,采用统计及GIS地统计趋势等分析了研究区降水的时空分布特征,利用降水集中度与集中期等分析法进一步讨论了该区的降水特性,并采用M-K检验法对年均降水量做了突变分析.结果显示闽西地区降水主要西北区域多,东南区较少,东北与西北角分别出现极小值与极大值中心.研究区降水量主要集中于5~6月,并呈现推迟的现象.20世纪80年代中叶年降水量出现突变并呈现明显的上升趋势.北部形成的西北-东南向的狭长地带起到了"通道-阻隔"作用,为内陆地区带来大量降水.受玳瑁山的影响,北部地区降水量空间布局呈"八"字对称分布.     

细河流域不同等级降水量及降水强度变化特征

根据细河流域内雨量站1966—2015年的日降水量数据,采用趋势系数法和气候倾向率法计算细河流域近50a的不同等级降水量与降水强度的变化趋势,通过MannKendall突变检验法检验突变,利用反距离权重空间插值法研究了空间分布特征.结果表明:细河流域近50a年降水量呈逐年增加的变化趋势,增加速率为0.432mm/a;年降水强度呈逐年降低的变化趋势,降低速率为0.162(mm·d-1)/a.各等级降水中小雨降水量及小雨降水强度均呈减少趋势,且小雨降水强度减少趋势较为明显.2003年中雨降水量发生增加突变,1983年小雨降水强度发生了减小突变.在空间分布上,小雨和中雨降水量由东北向西南呈逐渐递减至逐渐增加的变化趋势,暴雨及大暴雨降水量由东南向西北呈逐渐递减至逐渐增加的变化趋势.     

1960-2012年我国夏季降水的时空分布特征

基于1960—2012年我国8个区域310个站点的夏季逐月降水数据,采用趋势特征指数、M-K检验和空间差值等方法,分析我国夏季降水的时空分布特征。研究发现:从时空分布看,1960—2012年,长江中下游、华南、西北地区和青藏高原地区夏季降水量呈上升趋势,其中,长江中下游和西北西部地区夏季降水量显著增加,两个地区均在1990年代夏季降水量增加最多;东北、华北和西南地区夏季降水量呈下降趋势,从东北到西南一线,夏季降水出现了一条明显的倾向率负值带,其中,东北和华北地区夏季降水量减少最显著,东北地区夏季降水量在2000—2010年减少最多,华北地区在1980年代减少最多;区域内部安徽省夏季降水量增加最多,山东省、河北省、山西省、云南省和四川省夏季降水量减少最明显。长江中下游和西北西部地区夏季降水量变化达到突变水平,突变点分别发生在1986年和1989年,均表现为降水量由少到多的变化。长江中下游和华南地区夏季降水量增多,华北和东北地区夏季降水量减少可能是东南夏季风减弱造成的;西南地区夏季降水量减少可能与西南季风减弱有关,西风气流对流活动加强可能是造成中国西北地区夏季降水量增多的重要原因;青藏高原地形复杂,降水量受地形的影响较大。     

基于二元逻辑斯蒂模型的桐梓河流域土地利用变化及模拟

为探明典型喀斯特流域土地利用时空变化过程,揭示流域土地利用变化主控因素,本文以桐梓河流域1980~2015年五期的遥感影像解译数据以及研究区的自然社会经济等数据为基础,综合运用土地利用转移概率矩阵以及二元逻辑斯蒂回归模型对流域的土地利用格局进行了最佳模拟尺度选择,在此基础上构建了流域不同土地利用类型空间分布概率图。研究结果表明：桐梓河流域的景观类型异质性较强,土地利用类型在研究期间内转移过程比较复杂,各种土地类型流转中“转出与转入”现象普遍存在;桐梓河流域土地利用分析及其模拟的最佳空间模拟尺度为120m×120m;喀斯特流域林地与灌木林地的发生概率与降水量的大小并没有直接的关系,降水量越大的地方流域的林地分布概率也不一定越高,其发生概率一般与气温呈现出正相关关系,温度越高,林地和灌木林地的出现概率越大;喀斯特流域草地的分布与岩性有着极大的关系,草地发生概率一般出现在喀斯特地区以及降水量高的地区,而气温越高的地区草地出现的概率越低;从逐点对比的精度来看,建设用地的模拟准确率最高(89. 62%),水体次之(86. 15%),而草地的模拟准确率最低,其值仅为62.68%。由此可见在对喀斯特流域土地利用时空数据变化及其驱动力识别时,二元逻辑斯蒂回归模型具有很好的模拟能力。     

1969-2017年渭河上游气温和降水时空变化特征分析

目的 选取渭河上游22个气象站点1969-2017年的日降水量和日平均气温数据,分析渭河上游近49 a气温和降水的时空变化特征,为应对该区自然灾害制定相应的策略提供依据。方法 采用小波分析、经验正交函数分解和Mann-Kendall突变性检验等方法,分析不同时间尺度下气温和降水序列的波动变化、周期和突变点及空间变化,研究气温和降水时空变化特征。结果 1)1969-2017年渭河上游地区年均降水量无明显的变化趋势;年均、春季和秋季降水量经历了由多变少的不显著突变;夏季和冬季降水量经历了由少变多的不显著突变;年均气温呈现明显上升趋势,其中夏季和秋季气温在1994年发生显著突变,春季、冬季和年均气温在1997年发生显著突变;2)1969-2017年渭河上游年均降水量和年均气温在空间尺度上整体的变化均呈现从西北到东南递增的规律。结论 渭河上游地区近49 a年均和四季降水量波动强度大,存在不显著突变,有明显的区域差异性及周期性规律;年际气温存在突变增温现象。     

北京水源地变化环境下的小流域径流响应研究

近40年北京山区来水量急剧减少,造成下游地区水资源日趋紧张,降水和土地利用变化被认为是径流减少的主要因素.为量化降水和土地利用变化对流域径流的影响,以密云水库集水区半城子小流域为对象,采用基于分离评判原理的水文分析法及多年水量平衡模型,定量分析了1989~2011年间降水和土地利用变化对小流域年径流的影响.结果表明:半城子小流域年降水量及产流型降水量在1989~2011年间分别呈波动下降趋势但下降趋势不显著(p0.05),而年径流显著减少(p0.01);结合年径流累积曲线及独立样本T检验,年径流量在1998年发生减少突变;1989~2011年间气候变化对半城子小流域径流减少的贡献率为80.24%;而土地利用变化的贡献率仅19.76%;情景模拟表明,不同植被类型变化对年径流变化的影响差异较大,当单位面积森林、草地和农田分别转化为城镇建设用地时,流域多年平均径流分别增加:1.30、0.21和0.30mm.研究结果旨在为北京山区森林小流域水土资源规划及管理提供参考.     

广东省雨日与降水量的气候变化研究

选取广东省1960～2005年16个测站逐日降水资料,运用趋势系数、累计距平等方法结合地理信息系统软件分析了46a来广东省年、季、月雨日的时空特征和降水量的趋势变化.结果表明:年均雨日减少2.1d/10a,降水量却明显增加.降水量与雨日的长期变化趋势并不一致,具有区域性和季节性.春季粤东北地区气候向相对干旱的趋势发展,而冬季整个区域降水强度有增大的趋势.另外,雨日减少突变发生在1984年左右.