近20年黄土高原干旱变化特征及其影响因素

为促进黄土高原农业和生态环境可持续发展,基于2001—2020年MODIS蒸散产品和气象站点数据,利用作物缺水指数(crop water stress index, CWSI)、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和偏相关分析等方法,探讨了黄土高原干旱变化特征及其影响因素。结果表明：(1)年际上,2001—2020年黄土高原CWSI呈显著线性下降过程,下降速率为0.005 8 a^-1(P<0.01)。干旱程度呈先减(2001—2018年)后增(2018—2020年)过程;(2)空间上,CWSI以减少趋势为主,显著减少趋势占区域总面积91.24%,其中青海、甘肃、宁夏、陕西南部地区CWSI下降速率较快;(3)黄土高原CWSI与气温以负偏相关关系为主,显著负偏相关占区域面积的7.78%,集中分布于青海东部、山西南部和河南北部;与降水以负偏相关关系为主,显著负偏相关占区域总面积60.88%,集中分布于黄土高原西南部和东部地区。气温升高背景下,降水增加促使黄土高原实际蒸发显著增加、潜在蒸发不显著减少,导致CWSI显著下降。研究结论认...     

气候变化下乌江流域蒸散发互补关系变化及成因辨识

为了阐明气候变化下乌江流域蒸散发互补关系的变化及其成因,利用乌江思南以上流域1961-2007年的水文、气象资料,验证了该区域蒸散发量存在互补关系;采用蒸散发互补关系模型和两参数月水量平衡模型估算该区域蒸散发量,并分析了气候变化下该区域蒸散发互补关系的变化.结果表明:乌江流域蒸散发互补关系显著,基于互补关系估算的该流域...     

青藏高原参考蒸散发时空变化特征及影响因素

本研究基于青藏高原75个气象站点1970-2009年的地面气象观测数据,根据Penman-Monteith模型估算了高原参考蒸散发(ETref),分析了高原ETref的年、季节及月变化趋势,发现高原年和季节ETref呈明显下降趋势,年下降趋势为-0.6909mm/a;具有最大减少值的季节是4-6月,平均-0.1978mm/年,随后依次为7-9月,1-3月和10-12月.去趋势分析表明,风速的下降和净辐射的减少是ETref减少的主要原因;敏感性分析表明ETref对净辐射的变化最敏感,其次是相对湿度、风速和气温.     

1961—2013年塔里木河干流流域潜在蒸散发动态变化及其定量气候驱动

为研究气候变化对塔里木河干流流域潜在蒸散发的影响。选取塔里木河干流流域内10个气象站1961—2013年逐日地面气象数据,运用气候倾向率、Mann-Kendall非参数检验和优势分析方法分析塔里木河干流流域不同时段潜在蒸散发动态变化及其定量气候驱动。结果表明：1961—2013年,塔里木河干流流域年、季潜在蒸散发均呈减少趋势,以1976年前冬季减幅最大,1976年后春季增幅最大,1976年为年潜在蒸散发的突变点。塔里木河干流流域年平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度和降水量均极显著增加,日照时数极显著减少,且1976年前平均气温、最高气温、最低气温和日照时数的减幅均小于1976年后的增幅,1976年前相对湿度和降水量的增幅均小于1976年后的增幅。塔里木河干流流域潜在蒸散发的变化是由多种气象因子综合作用的结果,日照时数是年、季潜在蒸散发减少的主要气候驱动因子。1976年前,春、夏、冬、年潜在蒸散发的减少主要受日照时数的减少控制为主,贡献率分别为100.00%、67.56%、51.41%和52.20%,秋季潜在蒸散发的增加主要受日照时数的增加控制为主,贡献率为45.62%;1976年后...     

双源蒸散发能力计算模型在半干旱区的适用性

利用20世纪70年代的水文气象资料、地形和土地覆被资料以及双源蒸散发能力计算模型计算了老哈河流域甸子水文站以上集水区内30"栅格单元的逐日蒸散发能力,将其与集水区内蒸发皿资料的回归关系作为混合产流模型的输入来验证双源蒸散发能力计算模型在半干旱区的适用性.结果表明:由双源蒸散发能力计算模型计算的蒸散发能力与当地的蒸发皿资料在时间上具有较好的相似性和一致性,并且该蒸散发能力可以取代蒸发皿资料作为混合产流模型的输入进行径流模拟,且两者的模拟精度相当.     

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.     

黄河三角洲日蒸散发遥感估算及其空间格局特征分析

 蒸散发是水循环中的一个重要过程,研究蒸散发对农业灌溉、水资源合理利用和地区生态环境的可持续发展均有重要意义。本文基于Landsat TM数据和SEBAL模型,详细介绍了日蒸散发遥感估算的方法,分析了黄河三角洲蒸散发的数值特征和空间格局特征,并在此基础上研究了土地利用类型与蒸散发的关系。结果表明,2009年6月4日黄河三角洲日蒸散发量在0-9.11mm,平均值为5.31mm。蒸散量的空间分异特征较为显著,受下垫面条件的影响突出,高值区主要分布在东部以林地为主的国家级自然保护区和河口区大范围的盐田和养殖池、中部东营市区周边的平原水库区以及南部广饶县的优质农田区域。水体、林草地、建设用地和未利用地的日蒸散发空间分布频率图均呈单峰分布,耕地受作物类型空间分布差异等因素的影响而呈现为较明显的双峰分布。土地利用类型决定了日蒸散发的水平,不同下垫面蒸散发量的日均值从大到小依次为：水体、滩涂、苇地、林草地、耕地、建设用地和未利用地。     

祁连山天涝池流域不同覆被和人类干扰下亚高山草地蒸散发研究

2017年利用Lysimeter蒸散仪对不同覆被和人类干扰下祁连山亚高山草地实际蒸散发进行观测.结果表明,日尺度上蒸发量,水面最大,平均为5.71 mm/d,裸土最小,为2.75 mm/d. 3种不同覆被条件下(自然状态、垂穗披碱草群落和水面)的蒸发差距不大.模拟人类干扰下(重度放牧、中度放牧、轻度放牧和自然状态),中度放牧日蒸散发量最大,平均为5.10 mm/d,其次为自然状态下的,平均为4.41 mm/d,轻度和重度放牧的相互交替, 4种情况下日蒸散发量差距不大.小时尺度上蒸散发量,自然状态较大,中度放牧下变化较大,轻度和重度放牧下较小.自然条件下,小时蒸散发量与空气温度和净辐射呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系,与风速无显著性关系.     

基于水热耦合平衡的塔里木盆地绿洲的年蒸散发

为了分析中国塔里木盆地沙漠绿洲的水资源转化消耗规律,建立了绿洲水热耦合平衡模型。该模型以年灌溉引水量和降水量之和作为绿洲年可供水量,采用傅抱璞公式将Budyko假设推广。以塔里木盆地绿洲的5个大型绿洲1971—2004年的年降水、灌溉引水、径流和潜在蒸散发资料,验证了水热耦合平衡关系。分析了年蒸散发规律和土地利用变化对模型参数的影响。拟合了阿克苏河绿洲的估算模型参数的经验公式。     

黑河流域上中游植被蒸散发时空演变趋势及其影响因子分析

结合遥感产品及气象站点数据,分析了黑河上中游2001—2012年蒸散发(ET)时空演变规律及分布格局,对比分析地表温度(LST)、空气温度、降雨、水汽压、相对湿度、风速6个环境因子对ET的影响.结果显示,2001—2012年时间段黑河上中游年ET有略微下降趋势(R2=0.01),12a的年平均ET为470.3mm,年ET最小值出现在2001年,2002年发生了"突增",2003—2007年呈现上下波动趋势,2008年发生了"突降",2008—2012年呈现了显著上升的趋势(R2=0.97),同时上、中游区域年平均ET呈不同的变化趋势.对整个研究区域生长季内ET呈显著影响的因子为降雨、空气温度和水汽压.同时,由于气象条件及地表供水条件的时空变化,针对不同区域及不同植被类型,影响ET变化的主要环境因子也发生变化,除空气温度和水汽压之外,农田ET对能量供给的太阳总辐射变化较为敏感,草地ET对水分供给的降雨变化较为敏感,林地ET则对表征大气湍流情况的风速变化较为敏感,而灌木ET对地表温度的变化较敏感.     

GCM预测模式下黑河流域潜在蒸散发的演变分析

以Penman-Monteith模型为基准,通过参数修正从7个温度类模型中优选出适用于黑河流域潜在蒸散发(PET)估算的最优模型,再根据CMIP5中CSIRO-Mk3.6.0气候模式输出的研究区未来气候情景数据,对黑河流域历史时期(1961—2015年)和未来2021—2050年(T1)、 2051—2080年(T2)2个时段的PET值进行估算,并从时间和空间尺度2个方面分析其变化特征.结果表明:1)研究区气象数据资料缺乏时(例如仅有气温数据),参数修正后的Hargreaves-Samani模型可以作为Penman-Monteith的替代模型;2)黑河流域历史时期多年平均PET为1 102 mm,空间上由上游向下游逐渐增加,与多年平均气温的空间分布具有较强的一致性;3)流域未来多年平均PET空间分布特征基本不变.受流域未来最高、最低气温增加的影响,流域多年平均PET在T1和T2时段较历史时期分别增加15%和20%.不同空间位置处,PET变化存在差异:T1时段中游酒泉站较历史时期有所下降,而其余站点则有所上升,T2时段所有站点较历史时期则均有上升;且未来2个时段流域上游PET增幅均大于流...     

山东省聊城市农田区蒸散发量的遥感反演及影响因素分析

利用地表能量平衡系统模型,并结合中分辨率成像辐射光谱仪遥感数据以及实测气象数据,对山东省聊城市农田区2019年作物生长期3—9月在区域尺度内的蒸散发量进行遥感反演估算,确定农田区蒸散发量及其影响因素,并分析农田区蒸散发量的时空分布规律以及气象因素、归一化植被指数等地表参数对蒸散发量的影响程度。结果表明：遥感反演得到的日蒸散发量与Penman-Monteith公式计算值的误差在合理范围内;按农田区蒸散发量由大到小的季节顺序是春季、夏季、秋季、冬季,空间上呈现自西向东逐渐递减的趋势;日蒸散发量与归一化植被指数具有较强的正相关性,与地表比辐射率相关性较弱,与气温、比湿、风速、日照呈正相关,与气压呈负相关。     

基于SEBAL模型的小麦-玉米轮作区蒸散发时空格局及影响因素——以山西省侯马市为例

蒸散发（ET）的精确计算是区域水资源开发保护以及农业发展的重要环节.基于SEBAL模型本研究以Landsat数据和气象数据为基础,计算了2019年山西省侯马市小麦-玉米轮作区农作物典型生育期的ET值,并分析了其时空分布格局及影响因素.结果表明：气象站实测数据与SEBAL模型计算值进行对比,平均绝对误差为0.71 mm/d,平均相对误差为11.58%,均方根误差为0.74 mm/d,SEBAL模型计算精度较高;小麦、玉米在拔节期蒸散发均较大,日均蒸散发分别为6.06、5.48 mm/d;ET在时间上受气象因素影响呈现单峰型变化趋势,具体表现为7月>4月>9月>11月的特征;空间上受地形特征影响整体呈现东南部和西北部偏高,中部与西南部偏低的分布格局;研究区中日照时数为4月与11月蒸散发主导因素,分别占比52.97%、51.63%,相对湿度为7月蒸散发主导因素,占比50.03%,气温则为9月蒸散发主导因素,占比33.95%.     

广州市近50年来气候变化分析

利用广州市1951～2004年的气温、降水、最高气温、最低气温和风速等资料,运用数理统计等方法,对各气象要素进行统计,分析了近50年气候变化特征.结果表明:近50年来广州市气候趋向变暖,特别是80年代以来,年平均气温升高明显.近50年来平均气温增长率为每10年上升0.13℃.近50年来年平均气温上升的主要季节在湿季,并且主要是与1～3月干季平均气温的变化有关;年平均降水量随着时间的推移呈现周期性的现象.除了秋季降水减少以外,夏、冬、春季降水都有增加,其中夏季降水量每10年增加3.82 mm,在四季中增加速率最快,对年降水量影响较大;平均风速的年际变化较小,长期变化呈现下降趋势并具有阶段性,四季中冬季平均风速最大,对年际变化影响有着重要的意义.     

山东省主要河流近60 a径流变化及其归因分析

以山东省7条主要河流为研究对象,基于代表性水文站近60 a的实测径流数据,采用Mann-Kendall法、有序聚类分析法和双累积曲线法进行径流变化特征分析,并通过径流还原法识别气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明：近60 a来,大汶河、大沽河、沂河和沭河径流深均呈显著减小的趋势,小清河径流深呈显著增加趋势;小清河实测径流深在1994年发生突变,徒骇马颊河突变年份为1989年,其他河流的突变年份均集中在1974—1976年;河流径流变化受气候变化和人类活动的共同影响,其中大沽河和沭河径流变化以气候变化影响为主,泗河径流变化以人类活动影响为主,气候变化和人类活动对其他河流径流变化的影响基本相当。     

近20年喀麦隆的城市扩张特征及其驱动因素

分析城市的扩张特征及其驱动因素,有助于探索城市化的规律.基于2000年、2010年和2020年3期GlobeLand30的地表覆盖、人口密度、GDP、DEM、铁路公路数据及世界银行的统计数据,以扩张速度、扩张强度、城市空间紧凑度等指数分析了2000—2020年喀麦隆大区首府城市建设用地的时空演变特征,并运用灰色关联分析法和地理探测器分析了城市扩张的时间和空间驱动因素.结果表明：1)喀麦隆城市建设用地由2000年的1 185.9 km²增加到2020年的5 590.7 km²,各大区首府城市是城市扩张的主要区域,城市扩张的速度与强度逐渐增大;2)时间上,经济增长、人口增加、产业结构变化、政策效应是影响城市建设用地扩张的因素,其中影响最大的因素是GDP总量的增加;3)空间上,GDP、人口密度、到主要公路距离是城市扩张的主要驱动因子.不同驱动因子之间的交互作用对城市扩张的影响力大于单因子,其中GDP与人口密度、到主要公路距离之间的交互作用最为显著.社会经济发展是喀麦隆城市扩张的基础,人口增长是城市扩张的动力.     

近30年陇东黄土高原沟壑区林地时空变化及其驱动力分析

通过使用ERDAS和GIS分析工具对陇东地区1978年、1990年、2000年和2007年4期遥感影像进行人工目视解译,得出近30年来陇东黄土高原沟壑区林地的动态变化信息.结果表明,近30年陇东黄土高原沟壑区林地面积总体上呈增加趋势,表现为1978-1990年林地面积减少,1990-2000年林地面积增加,2000-2007年林地面积大幅增加.对林地变化的驱动力分析表明,人类活动是影响林地变化的主要因素;此外,气候变化、虫害等因素对林地时空变化也产生了影响.     

近60年来中国大陆降水、气温动态及其相互关系的初步研究

采用统计学方法,依据中国22个水文站点的资料,作出近60年来降水和气温的动态图,对22幅图逐个进行综合评价,并对降水和气温之间的相关关系进行分析,得出如下主要结论：a. 中国近60年来降水表现为波动变化,年际间有增有减,各不相同,无统一增减趋势;b. 气温变化亦呈波动状态,近10～20年期间多数站点气温确有增高趋势,但有些站点却表现为下降趋势,得不出统一变暖的结论;c. 从降水与气温的相互影响来看,在降水多的时段或年份气温偏低,但也有相反情况,因而得不出由于气温升高,降水量统一增加或统一减少的结论;d.     

近60年来降水与人类活动对长江中下游泥沙情势影响定量评价

为定量评价长江中下游近60年来泥沙情势变化,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验,累积曲线法等方法对长江中下游宜昌、汉口和大通3个水文站1954～2016年输沙量与长江流域年均降水量进行趋势和突变检验,采用累积量斜率变化率法,定量评估长江流域降水和人类活动对长江中下游输沙量变化的贡献率,评价长江中下游...