基于CMIP6多模式的黑河干流山区降水气温变化趋势分析

基于黑河干流山区4个气象站逐日降水、平均气温数据和CMIP6的7个气候模式输出资料,通过评价指标评估偏差校正前后CMIP6多模式集合平均数据对黑河干流山区降水和气温变化的模拟能力;在此基础上采用定量分析方法对研究区未来不同时间尺度下4个SSPs情景的降水和气温演变趋势进行了预估分析。结果表明:(1)CMIP6模式数据对降水和气温的模拟偏差存在差异性,总体而言,气温比降水模拟效果表现更好。偏差校正后,CMIP6多模式集合平均数据能准确模拟黑河干流山区降水和气温的时空特征和变化趋势;(2)不同时间尺度下,黑河干流山区的降水和气温变化具有差异性。季节尺度上冬春两季降水增幅大,春秋两季气温增幅明显。年尺度上,未来降水和气温随时间变化均呈上升趋势,增幅随辐射强迫增加而愈加显著。从未来时期来看,近期至中期的年降水量和年平均气温增幅较小,中期至远期时增幅较大。(3)空间尺度上,黑河干流山区的降水和气温主要表现为自西向东增加,并且东部降水比西部更多、气温更高,因此东部春季温暖湿润的现象会比西部更明显。伴随气候持续增湿增暖,黑河干流山区未来发生异常气温降水事件的频率增大,主要表现形式为降水突增和气温骤减,发生频率空间表现为自西向东增加。

基于GEE的石羊河流域植被覆盖变化特征及其影响因素分析

植被作为陆地生态系统的重要组成部分,常被用作评估气候变化和生态恢复成效的指标。以石羊河流域为研究对象,基于Google Earth Engine (GEE)平台采用Theil-Sen趋势分析和MannKendall检验(TS-MK)、Hurst指数揭示植被覆盖变化特征;采用偏相关分析、残差分析和地理探测器探究植被覆盖变化的影响因素。结果表明:2001~2020年间石羊河流域植被NDVI呈现波动增长趋势,增长率为0.023/10 a;呈显著增加趋势和显著减少趋势的面积占比分别为72.32%和2.40%。未来植被NDVI变化趋势保持一致(Hurst>0.5)的面积占比为63.84%,其中持续性显著增加的面积占比最大,为47.37%。偏相关分析结果表明降水对植被生长的影响较强,而温度、太阳辐射和饱和水汽压差的影响相对较弱。残差分析结果表明气候要素和人类活动影响下植被NDVI呈显著增加趋势的面积占比分别为21.59%和60.07%,石羊河流域的植被变化主要受人类活动的积极影响。此外,地理探测器的结果表明植被NDVI的空间分布主要受水热条件分布特征的影响。该研究结果有助于深化对植被覆盖变化影响因素的认识,为石羊河流域生态保护提供借鉴。

2000—2019年中国西北地区植被覆盖变化及其影响因子

中国西北地区土地荒漠化问题严重,生态环境脆弱。厘清该地区植被覆盖时空变化特征及影响因子,对生态环境保护具有重要意义。基于MOD13A3数据,通过最大值合成法处理获得2000—2019年归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时序数据,采用趋势分析、Hurst指数法及地理探测器对研究区植被覆盖的时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明:(1)2000—2019年,研究区植被覆盖整体呈增长趋势,NDVI年增长速率为0.0027(P<0.05),均值为0.252。空间分区年增长速率有差异,黄河流域片区(0.0062)>半干旱草原片区(0.0026)>内陆干旱片区(0.0018)。(2)研究区植被覆盖呈增长趋势的面积占55.77%,退化区域占3.76%,增长的土地利用类型以耕、林、草地为主。植被覆盖变化趋势具有持续性的区域面积占总面积的31.87%,其中持续性改善面积(17.04%)大于持续性退化面积(1.27%),黄河流域片区增长情况及持续性增长情况最优。(3)影响植被覆盖空间分布的主要因子按影响力依次为降水、气温、日照、相对湿度,但对各分区的影响程度略有差异。黄河流域片区、内陆干旱片区空间分布受降水影响最大,半干旱草原区受日照影响最大。(4)研究区植被覆盖变化以自然因子与人类活动共同驱动为主,自然因子对植被生长的促进作用大于人类活动,且自然因子对植被覆盖变化的贡献率更高。本研究结果可为评估气候变化背景下西北地区生态环境变化提供参考。

甘肃河西地区2000-2019年水土资源耦合协调特征

以甘肃河西地区为研究区,采用耦合协调度模型和农业水土资源匹配系数法分别对河西五市和河西走廊三大内陆河中游地区水土耦合协调情况进行量化研究,并以此为基础通过灰色关联度法分析水土资源耦合协调度影响因素。结果表明:(1)2000—2019年,河西五市水土资源耦合协调度整体提升了64.65%,由濒临失调转换为初级协调,呈现不断改善的趋势。其中,张掖市、酒泉市水土资源耦合程度增长较高;(2)影响河西五市水土资源耦合协调的主要因素分别为水资源系统的人均水资源量、降水资源总量和水资源总量以及土地资源系统的地均粮食产量、耕地比例和地均农业总产值;(3)河西走廊三大内陆河中游地区水土匹配情况存在较大差异,疏勒河流域耦合度最高,但是却呈波动下降趋势,黑河流域和石羊河流域水土耦合程度变化小。应继续坚持节水技术推广,促进农业向高效益、低耗水方向发展,同时注重水土资源的合理开发和保护,因地制宜,逐步实现水土资源的高效配置。