1982—2017年典型干旱年的中国GPP变化

干旱导致的总初级生产力(GPP)的减少会对陆地碳汇产生重大影响。基于全国618个站点的月气象数据计算的标准降水蒸散指数(SPEI)和2套公开的GPP数据集(EC-LUE GPP和GLASS GPP),系统分析了中国1982—2017年典型干旱年的GPP在不同时间尺度下受不同程度干旱影响的变化。结果表明:(1)基于SPEI的5个选取指标,选出1982—2017年典型干旱的年份为2001年和2011年。(2)在年和季节尺度上,2001年的GPP受干旱影响严重区域主要在华北、东北和中东部地区的北部,2011年主要集中在西南地区的东南部和中东部地区。月尺度上,2001年5月的GPP受干旱影响最严重,主要集中在华北和东北的大部分区域。2011年1月GPP受干旱影响最为严重,主要集中在中东部地区的大部分区域。(3)无论是年、季节还是月尺度,随着干旱程度的加重,导致GPP的下降率越大,极端干旱的影响最大。从季节尺度看,2001年夏季极端干旱造成GPP下降率分别为19.96%(EC-LUE GPP)和15.57%(GLASS GPP);2011年春季极端干旱造成GPP下降率分别为14.32%(EC-LUE GPP)和8.75%(GLASS GPP)。研究结果可进一步加深不同时间尺度下不同等级干旱对GPP影响的认识,对了解干旱条件下陆地与大气之间的碳交换具有重要意义。

典型干旱草原区上东河流域近10年植被演替分析

草地是我国重要的生态资源,同时也是国家重要的生态屏障。在气候变化与人类活动双重因素的交互作用影响下,导致草原生态环境严重恶化,严重影响了我国的生态安全。利用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术,结合地面实地考察,借助2000年和2010年的遥感影像,解译植被情况;利用单一土地利用类型动态度表达研究区一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况,分析土地利用/植被变化动态变化趋势;通过建立土地利用程度综合指数模型,衡量土地利用程度的广度和深度;建立综合土地利用程度变化量模型,揭示土地利用的综合水平和变化趋势;建立土地利用转移矩阵定量描述各土地利用类型之间的转换情况。最终分析研究区近10年来的植被演替情况。

北方典型干旱半旱区E-601型与Φ20型蒸发皿蒸发量的转换系数分析

考虑北方典型干旱半干旱区水文资料一致性的问题,为对蒸发量进行统计,需对Φ20型蒸发皿和E-601型蒸发皿蒸发量进行转换。结合两种型号蒸发皿同步观测数据,得到其相应的蒸发转换系数,结果对于北方干旱半干旱区水文站所在流域蒸发量的统计具有参考价值。

典型干旱草原区近62年4～10月潜在蒸散量演变规律研究

文章利用Thomthwaite方法计算达茂旗近62年4~10月潜在蒸散量序列,对其演变规律进行趋势性、突变性、周期性分析,得出结论:达茂旗近62年4~10月潜在蒸散量呈现不显著的上升趋势,在八十年代中期发生由少到多的不显著突变,未来一段时间有可能呈持续上升的趋势,潜在蒸散量序列存在40年左右的周期。

1962-2017年典型半干旱草原区不同时间尺度干旱特征分析

干旱是我国北方地区主要的自然灾害之一,对干旱指标的监测分析可为地区旱情评估、预警以及为制订抗旱减灾对策提供科学依据。以内蒙古高原半干旱草原区1962-2017年0.5°×0.5°降水格点数据为基础,分别计算不同时间尺度(年、季)的标准化降水指数(SPI),通过分析其干旱频次、频率以及站次比的变化,对研究区1962-2017年的干旱时空特征进行了分析。结果表明:近年来,研究区干旱程度有所加剧,且中南部地区为各类干旱事件的频发区。此外,轻旱多发生于秋季,且主要分布于研究区中部及南部,而特旱事件常在夏季发生,其高频区位于研究区西部。20世纪90年代各季均出现了大范围轻旱,夏季分别于2001和2010年出现全域性中旱及全域性特旱。

气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析

利用1981—2016年安徽省77站日降水量、平均气温和土壤墒情资料,通过相关分析和主成分分析方法构建了该区域旱季(10月至次年3月)、涝季(4-9月)气象干旱综合指数MCI_anhui,从频率分布、干旱日数演变、不合理跳跃次数及代表站典型干旱过程等方面,对4种气象干旱指数在安徽省的适用性展开对比分析。结果表明:MCI_anhui在反映较重等级气象干旱时优于其他指数,能很好地诊断出安徽历史上典型大旱年;基于该指数的干旱日数时空演变表现为沿淮北夏旱和春末旱最多,江淮之间春末夏初旱情最多,沿江江南秋旱最多;36年所有干旱过程中不合理跳跃次数不足10次,就典型干旱过程中对降水反应的敏感性而言,它在表现干旱缓慢发展的特征时优于其他指数,不合理波动较少,且干旱后期缓和或解除过程中也不如其他指数过于敏感。综合来看,MCI_anhui对干旱过程具有较好的识别与诊断能力,在安徽省适用性良好。

海河流域典型旱灾水文重建与社会影响——以光绪三年大旱为例

典型干旱对区域社会经济的影响巨大,甚至会影响社会进程。利用历史水旱灾害资料,重建典型旱灾事件的水文环境和社会响应过程。表明:与常年相比海河流域在光绪持续3 a的干旱过程中,1876年降水偏少27.8%,地表天然径流偏少59.9%,严重干旱区域分布在海河流域南系;1877年降水偏少37.1%,地表天然径流偏少81.9%,流域内严重干旱范围自西向东发展;1878年降水偏少19.3%,地表天然径流偏少42.3%,干旱逐渐缓解。严重的干旱造成海河流域人口减少在2 000万以上,同时大量逃荒的饥民直接促进了东北地方的开发。探讨了极端干旱影响下海河流域地表水文变化和社会影响机制,为当前综合抗旱灾害提供了经验借鉴。

数据包络分析模型在北方干旱区域农业用水效率测算探析

结合数据包络分析模型对北方某典型干旱区域农业用水效率进行测试。测试结果表明:数据包络分析模型可有效结合农业产出和投入的多个指标进行用水效率的测算,测算结果更符合实际情况。研究成果可为区域农业效率测算提高一种新方法。

达茂旗草原植被生态与地下水覆盖量风险研究

在进行地下水开采时,如果导致地下水埋藏深度超过当地草原生长适应的限度,就会造成植被生态风险。对草原植被生态风险进行研究有利于保护我国自然生态环境以及地下水资源的开采。通过对达茂旗草原地区的植被生长和分布情况研究,分析了植被种群生长与覆盖率和地下水水位深度的相关关系,得出了植被生态脆弱性评价结果,提出了内蒙古草原流域植被种群的分布随着当地地下水埋深的变化具有明显变化的结论,为典型干旱草原地区生态需水量研究提供依据。

改进遗传算法在城市多水源供水联合优化调度中的应用

基于改进的遗传算法构建城市多水源联合优化调度模型,对北方某典型干旱城市供水方案进行优化调度。结果表明:改进遗传算法符合城市供水特征,可分时段进行优化调度,优化调度后,城市供水资源利用率提高25%～30%。研究成果对于城市供水紧缺区域的优化调度具有重要参考价值。