昭通市渔洞水库水质评价与变化趋势分析

地表水水质评价对于把握水体水环境优劣具有重要意义。利用云南省昭通市渔洞水库3个水库水质监测站点2018—2020年、7个入库河流水质监测站点2021—2023年的水质监测数据,对渔洞水库水质进行了评价分析。结果表明:(1)2018—2020年渔洞水库水质整体较好,多数时间符合地表水Ⅰ—Ⅲ类水质标准,但水库水质状态长期处于中营养状态;从库尾—库心—取水口,水质逐渐变好;水库非汛期水质整体上优于汛期;TN与TP均呈下降趋势,TP下降趋势明显;(2)2021—2023年7条入库支流水质达标率在81%以上(不考虑TN);水质超标多发生在汛期,TN最大超标倍数达75.4倍;(3)7条入库支流14个站项中,78.57%站项无显著变化趋势,21.43%站项有显著上升趋势;总体上TP呈增加趋势,TN呈减少趋势;瓜寨河、普家河与底罗河污染物显著增加,需重点关注与治理这三条河。

近50年来中国六大流域年际径流变化趋势研究

应用1950年以来的中国六大流域19个重点控制水文站年径流观测资料,采用MK检验方法研究了中国六大江河的年径流量变化情况。结果表明,近50年来中国六大江河的实测径流量均呈下降趋势。其中海河、黄河、辽河、松花江实测径流量下降明显,严重影响了我国社会经济的发展。

近40年来长江流域水沙变化趋势及可能影响因素探讨

利用Mann-Kendall方法,分析了近40年长江流域主要水文站点（长江干流水文站：屏山站、宜昌站、汉口站与大通站;支流水文站：嘉陵江的北碚站和汉江的皇庄站）的流量及输沙率的变化特征。结果表明：①长江流域流量与输沙量变化受人类活动（土地利用、水利设施建设等）与自然因素（如降水的时空变化）综合因素影响,变化趋势表现出复杂性,上、中、下游各有特点;②长江流域屏山站以上流域输沙率有上升趋势（1～5月份上升趋势达到95%的置信度水平）,这与上游河床坡度较大,使泥沙不易沉积以及暴雨与降水增加有关;③长江中下游输沙呈显著下降趋势。计算结果表明,宜昌-汉口河段是长江流域泥沙主要沉积区,加上葛州坝与三峡工程的建成与投入使用,从而进一步使中下游输沙量呈下降趋势。由于下游降水增加,使下游径流量自1980s以来有微弱上升趋势,但未达到95%的置信度水平,中上游流量变化不显著。对上、中、下游人为因素与自然因素对流域流量与输沙量的变化贡献率方面需要做进一步的研究。

基于REOF的不同量级降雨侵蚀力时空变化——以重庆市为例

研究重庆市不同地理分区内各量级降雨侵蚀力的时空变化特征,为该地区进行更加精准的区域性水土流失防治工作提供理论依据。选取1981-2020年重庆市31个站点逐日降雨数据,利用旋转经验正交函数(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)对降雨侵蚀力进行地理分区,并结合R/S、5年滑动平均、Mann-Kendall检验等方法,分析各分区不同量级降雨侵蚀力时空变化。结果表明:①重庆市降雨侵蚀力可分为6个地理区域(Ⅰ-Ⅵ区);②重庆市多年平均降雨侵蚀力为5784.04 MJ·mm/(hm^(2)·h·a),不同降雨侵蚀力从大到小依次为:大雨、暴雨、中雨、大暴雨;③大雨侵蚀力在Ⅰ-Ⅲ区和Ⅴ-Ⅵ区占主导优势,暴雨侵蚀力在Ⅳ区占主导优势。各分区中,中雨、大雨及暴雨侵蚀力主要集中在5-9月,大暴雨侵蚀力集中在6-8月;④各区不同量级降雨侵蚀力年际变化从小到大依次为:中雨、大雨、暴雨、大暴雨;同一量级降雨侵蚀力的整体变化趋势均不显著;Hurst指数表明,中雨侵蚀力在Ⅰ和Ⅴ区、大雨侵蚀力在Ⅱ和Ⅴ区、大暴雨侵蚀力在Ⅰ和Ⅲ区呈强持续上升趋势;⑤中雨、大雨及大暴雨侵蚀力在渝东南、渝东北占主导优势,暴雨侵蚀力在渝西以及重庆中部占主导优势,且Ⅰ区酉阳和秀山、Ⅱ区开州、Ⅲ区北碚和铜梁、Ⅳ区璧山和永川、Ⅴ区巫溪和云阳及Ⅵ区忠县是不同量级降雨侵蚀力的高峰中心。通过对重庆各分区不同量级降雨侵蚀力的分析,明确了可能引起土壤侵蚀的主要雨型、高发时期和潜在风险较高的地区,可为区域水土流失动态监测和水土保持措施的合理制定提供参考。

中国可降水量时空分布及其变化趋势分析

为了探究2003—2021年中国可降水量时空分布及其变化趋势特点,采用美国国家航空航天局地球观测系统卫星Aqua上AIRS探测仪反演的AIRS3STM中可降水量数据,通过线性拟合、Mann-Kendall检验和经验正交函数分析法,分析其时空变化影响因素。结果表明:(1)中国日间、夜间年际可降水量呈上升趋势,日间上升速率为0.044 (kg/m^(2))/a,夜间上升速率为0.062 (kg/m^(2))/a,并得出日间、夜间突变点发生时间分别是2014年和2008年。(2)中国日间、夜间四季变化均为上升趋势,夏季变化速率最大,春季、冬季变化速率较低,仅日间夏季和夜间的夏、秋和冬季通过了α=0.05的显著性检验。(3)中国日间可降水量和地表温度空间分布与纬度呈负相关,纬度越低,可降水量、地表温度越高,华南地区可降水量较高,西北地区偏低,利用EOF分析法选取部分典型区域也验证了以上规律。(4)可降水量与地表温度呈正相关,地表温度越高,其上升趋势越明显。研究成果对中国的气候、地形分布以及自然灾害预警均有一定参考意义。

1951—2019年阜新市气温变化特征及R/S趋势分析

应用Morlet小波分析等气候诊断方法,对阜新地区近69年气温变化进行分析,结果表明:(1)从线性趋势分析得出,阜新市近69年各类气温(除气温年较差外)都呈现出上升趋势。(2)在周期分布上,平均最低气温和极端最低气温的第一主周期在69年以上,第二主周期呈现20~25 a的振荡周期。而其它气温的第一主周期为18~26 a。(3)从突变检验分析得出,20世纪50年代气温年较差和极端最低气温均出现了突变点;21世纪20年代气温又呈现出激烈的震荡,极端最高气温和极端最低气温在此期间均出现了不止一个突变点。(4)在未来趋势上,由Hurst指数分析得出,未来气温变化趋势并不明显。

基于CMIP6耦合WRF的黄河上游复合干旱热浪事件演变规律

复合干旱热浪事件较传统极端气候事件破坏性更强,近年来在全球范围内发展迅速,黄河上游作为气候敏感区受其影响尤其突出,刻画其特征并分析未来可能气候条件下的演变趋势对事件防控有重要意义。本文提出了一种基于第六次国际耦合模式比较计划CMIP6耦合天气预报研究模式WRF的未来气象数据动力降尺度方法。识别了黄河上游不同情景下的复合干旱热浪事件及其特征,揭示了复合事件与单一事件的区别,分析了复合干旱热浪事件的未来演变规律。结果表明:(1)历史期、SSP245和SSP585情景下复合干旱热浪事件较单一事件的温度升高3.8%、13.1%、13.5%,干旱指数降低5.8%、2.6%、2.6%,极端特征更加显著。(2)SSP245情景下复合干旱热浪事件特征呈西南高、东北低的空间分布形式,而在SSP585情景下以北部、东部区域分布最高。(3)未来各情景下区域整体复合干旱热浪事件特征呈显著上升趋势,其中SSP585的上升趋势高于SSP245。

基于参数最优地理探测器的福建省植被NPP时空分异及驱动力探究

植被净初级生产力(NPP)是生态系统碳循环的重要组成,研究其时空尺度的变化和驱动机制,对生态系统的可持续发展具有重大意义。选取MOD17A3HGF植被NPP数据、土地利用、地形、气象和社会经济数据,通过Sen+MK趋势分析、Hurst指数、最优参数地理探测器等方法,分析2000-2020年福建省植被NPP时空变化特征及未来趋势,并探究植被NPP空间分异的驱动因子。结果表明,1)2000-2020年福建省植被NPP呈波动状缓慢下降,多年均值为843.71 gC·m^(-2)·a^(-1);灌木植被NPP的多年均值926.54 gC·m^(-2)·a^(-1),是生产力最强的土地利用类型;植被NPP主要集中在600~900 gC·m^(-2)·a^(-1),处在该范围的区域占全省总面积的52.09%~66.23%。2)福建省北部、东南部植被NPP多为显著上升,而中部和西南部主要为显著下降;未来植被NPP变化趋势以反持续性为主(53.25%),应重点关注闽北山地与闽江下游区域。3)造成植被NPP空间分异的驱动因子平均解释度高低排序为降水量>气温>土地利用>夜间灯光>人口密度>坡度>高程>国内生产总值,双因子交互中最高解释度为气温∩降水量(0.282),自然因子间的交互作用影响更大。

山东省沿黄九市生态分析评估

为揭示2000—2020年间山东省沿黄九市生态质量的时空变化,本研究利用GEE平台,基于MODIS产品影像集计算了遥感生态指数(RSEI),并结合Theil-Sen Median对研究区的生态质量进行趋势分析。结果表明:1)2000—2020年间,沿黄九市的RSEI整体呈现出中和良等级,且南部高于北部,西部高于东部。生态环境质量整体向好发展;2)沿黄九市RSEI提升的面积占研究区总面积的65.78%,其中显著提升的面积占18.40%。RSEI降低的面积占研究区总面积的20.33%,其中显著降低的面积仅占0.27%。研究表明,山东省沿黄九市生态质量呈整体好转、局部退化现象。研究结果可为研究区域生态环境治理提供一定的参考。

玛纳斯河流域景观格局演变特征与驱动机制分析

干旱区景观格局演变特征与驱动机制分析对区域水土资源可持续利用具有重要意义,选择了西北干旱区水土开发的典型区域玛纳斯河流域,基于GIS/RS技术对研究区的1990,2000,2005,2010年TM影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学的原理分别从类型水平和景观水平上计算出8个景观指数,探讨景观格局变化以及其驱动力。结果表明:(1)研究区草地和未利用土地的优势逐渐减小,耕地的优势逐渐上升,景观多样性升高,优势度下降,趋于分离、破碎化方向发展。(2)人类活动使草地和未利用土地转为耕地,类型转化逐渐由双向转化逐渐趋向于单向转化,草地面积的变化和聚集度指数成线性关系,草地面积每减少1%,聚集度作出减少0.66的响应。(3)降水与气温都有明显的增长,前十年的永久冰川雪地的最大斑块指数和聚集度下降的幅度,均大于后十年,响应了M-K趋势分析"降雨、气温和径流的突变点都集中在1995年左右"。最后提出需要合理规划流域土地利用模式和水资源配置方案,不能挤占生态用水,要实现水土资源的合理开发。

近50年我国主要江河径流变化

应用1950年以来我国六大流域19个重点控制水文站年径流观测资料,采用MK检验方法研究了我国主要江河的年径流量变化情况。结果表明,近50年我国主要江河的实测径流量均呈下降趋势。其中海河、黄河、辽河、松花江实测径流量下降明显。

陕西极端降水时空变化特征研究

极端强降水的检测是气候变化评估研究的重要内容,陕西地处南北气候分界线,探讨该区域的极端强降水变化特征具有重要的科学价值。基于1961—2011年陕西日降水资料,利用Mann-Kendall趋势检验方法,分析日最大降水量、日平均降水强度、夏季日最大降水量、夏季日平均降水强度、夏季强降水日数的时空变化特征。结果表明:全球变暖背景下,陕西极端降水的时空分布特征发生明显变化,年最大降水量和强降水发生频次均呈现增加趋势,并分别在20世纪70年代中期和20世纪80年代中期发生突变。陕北的强降水发生频次增加明显,关中和陕南的年最大降水量增加显著。夏季强降水的空间变化则较为复杂,陕北夏季降水强度呈现一致的增加趋势,而关中和陕南夏季降水的强度和频次在各县区之间的变化差异较大。

喀斯特流域极端气候变化特征及对NDVI的影响

为了解贵州省极端气候时空变化及其对植被NDVI的影响,结合箱型图、相关分析、Sen+MK等方法对1961—2020年贵州省极端气候指数进行分析。结果表明:(1)贵州省夜指数的变化幅度大于昼指数的变幅,极端高温指数呈上升趋势,极端低温指数在下降,气候整体呈变暖趋势。除赤水河流域SU25(夏日日数)以-0.08 d/a显著下降外,其余流域高温指数均显著上升,而低温指数均显著下降。(2)量级指数的变化幅度大于强度指数的变幅,年总降水量在减少,但强降水和极强降水事件呈增加趋势;强度指数中南盘江流域均未通过显著性检验,量级指数在沅江流域的变化速率最大。(3)气温及降水持续指数中,低值集中在牛栏江横江流域;其中CSDI(冷持续指数)、WSDI(热持续指数)、CDD(持续干燥指数)未通过显著性检验;GSL(作物成长期)以0.26 d/a显著上升。(4)近21年,极端高温指数对植被生长以促进作用为主,且受TN90P(暖夜日数)的影响最大;极端低温指数以抑制为主,且受TN10P(冷夜日数)的影响最大;气温持续指数以促进为主,且受WSDI的影响最大。极端降水指数中,降水强度、量级指数以促进为主,且受R25 mm(大雨以上日数)和R99P(极强降水量)的影响最大,降水持续指数以抑制为主且,受CDD(持续干燥指数)的影响较大。

塞罕坝森林生态系统对区域温度降水变化的影响

森林是地-气之间物质运移和能量传递的高效接口,能够影响局地的气候特性。运用MK趋势检验和突变点识别、小波分析方法,选取塞罕坝地区为研究对象,以围场县和多伦县为参照对象,获取3个气象站的温度和降水资料,分析了各站1961—2020年的年降水、月降水、年均温、年最高温、年最低温、月均温的演变规律,对比得到塞罕坝森林对局地气候特性的影响。结果表明,林地对温度的影响表现在:年际尺度上,林地能够降低局地年均温、最高温、最低温,森林虽然改变不了局地升温的变化趋势,但能推迟升温的起始时间,并加强年均温的短周期变化;季节和月尺度上,林地能够维持春末夏初温度稳定、长时间尺度没有升降趋势、缩小年际间7月平均温的差异,却拉大冬夏季的温差,在冬季林地更易于出现低温。林地对降水的影响表现在:年际尺度上,林地能够减缓降水量的年际间波动,同时使局地降水增加更快;林地的存在打破了降水的周期性,使降水表现出非周期性变化;季节和月尺度上,林地减小了年内降水的集中程度,同时减缓了6—7月降水的变化趋势。

河北燕山山区径流变化规律研究

运用河北燕山迎风区与背风区主要代表水文站1956—2005年的实测径流资料,采用Mann-Kendall统计检验方法和小波分析法来分析研究燕山山区径流的突变性及其周期性变化的趋势。结果表明:近50年来,燕山山区的迎风区与背风区年径流量均出现逐渐减少的趋势;其中背风区突变主要发生在1972、1985年,迎风区则主要在1977年发生一次较大的突变;且背风区与迎风区年径流序列均主要存在25~32,5~8年的变化周期。利用降雨和径流的双累积曲线,定量分析降雨变化和人类活动对径流的影响贡献率,得出在变化期内,人类活动和降雨对径流变化的影响贡献率分别为67.86%和32.14%,说明人类的活动是1978—2005年径流减少的主要影响因素。

近50年福建省不同时间尺度降水演变特性分析

基于福建省1970—2016年的日降水量数据,运用5 a滑动平均、MK检验法、Sen’s坡度估计法以及小波分析法等方法,分析近50a福建省在年、季节、月尺度上不同等级降水的演变特性.结果表明:(1)福建省年均降水量为1 681.17 mm,整体呈不显著增加趋势,且呈现多时间尺度的变化规律;(2)降水主要集中在夏季,夏、冬季降水呈增加趋势,以夏季降水量的变化趋势最为明显,以3.14 mm·a^(-1)的速度显著增加,春、秋季降水呈不显著减小趋势;(3)月降水量呈双峰型变化特征,其峰值出现在6月和8月,其中6月降雨最大,为272.09 mm,占全年总量的16.18%,12月降水最小,仅为46.39 mm,占年总量的2.76%;(4)小雨降水量和降水天数明显减小,中雨和大雨降水量和降水天数分别呈不显著减小和增加趋势,暴雨降水量和降水天数呈极显著增加趋势,大雨和暴雨降水量和降水天数的增加是年降水量增加的主要原因.

2001―2021年东亚地区CTP时空模态特征分析

基于2001年1月至2021年12月期间MODIS和AIRS遥感反演数据,利用经验正交函数(EOF)、MK趋势分析、最小二乘法等方法研究了东亚地区近21年的云顶气压(CTP)时空模态特征及变化趋势。结果表明:东亚地区CTP从东北到西南呈逐渐递减趋势;四季变化差异性较大,呈现“√”字型变化,表现为冬季气压值最高、夏季最低;受地理位置和纬度带影响,CTP的高值区在一年四季均分布在东北地区上空,低值区始终位于青藏高原地区。在中国的广西、广东和缅甸、印度等地属于热带季风区,在冬季受干冷气流的影响,容易形成CTP高值区。东亚地区主要以中云分布为主,低云区主要集中在中国东北、京津冀、朝鲜半岛和中纬度海洋地区,在中国中原地区、南方地区(广西、广东和长江中下游各省地区)以及新疆部分地区以中云为主,高云主要出现在中国青藏高原和塔克拉玛干沙漠。通过趋势分析发现,在2001年至2021年间,CTP在中国的新疆、印度半岛、缅甸、蒙古和贝加尔湖等区域呈现较高的增长趋势,而在中国的青藏高原、南部沿海等部分区域以及东部海域均呈较明显的下降趋势。东亚地区部分区域的CTP与地表温度、湿度、水汽和云量均呈现较为显著的相关性,因此CTP的变化可以在一定程度上反应区域性天气变化情况。

基于地音监测的冲击后危险性实时评价技术研究

在冲击地压发生后,附近区域煤岩体内的应力重新分布,在应力重新分布的过程中仍有发生二次冲击地压的风险。针对冲击地压发生后现场危险性的实时评价难题,采用实验室岩石单轴压缩实验和现场实测,分析研究了岩石试件破坏后声发射现象变化规律和冲击地压发生后地音活动规律,依据分析结果提出了采用MK趋势预警法的Z值作为冲击地压发生后危险性实时评价指标:当Z值大于0时,表明现场仍具有二次冲击地压的风险,当Z值降低至0时则表明本次冲击地压结束。通过在胡家河煤矿和孟村煤矿的应用,结果表明,Z值的变化规律能够反应冲击地压现场危险程度的变化规律,进而确定冲击地压影响结束的时间。

1956-2010年甬江流域降水变化特性分析

近几十年气候变化加剧了一些地区的水资源时空分布不均匀性，使水灾害事件呈突发、频发、并发、重发趋势。本文选取中国东南沿海的甬江流域为研究对象，基于近55年日过程降雨资料（1956-2010年），采用集中度分析和Mann-Kendall（MK）趋势检验等统计学方法，分析甬江流域降水的变化特性。结果显示，甬江流域20世纪80年代后，年降水集中度呈现显著（置信水平95％）的下降趋势，汛期降水量占年降水量比重减少，其中5月份降水量比重下降最为明显；而非汛期降水量占年降水量比重增加，1月份降水量比重增加最为明显；50-100mm／d级别的暴雨总量稳定且有增加趋势。总体上，甬江流域降水年内分布呈现坦化趋势，不同量级暴雨变化趋势有利于洪水资源化，因此结合合理的工程措施可以有效地增加该区域的水资源可利用量。

黄河流域近十年 NPP 变化特征及驱动因子分析

基于BEPS生态过程模型计算的净初级生产力(NPP)、平均最高及最低气温及降水数据,采用Sen+MK趋势分析方法对黄河流域2010~2020年NPP变化趋势情况进行连续监测,利用复相关系数探究气温和降水对NPP的驱动影响情况,并通过土地覆盖类型变换侧面反应人类活动对黄河流域净初级生产力的影响.研究结果表明:黄河流域2010~2020年NPP呈不明显的上升趋势;黄河流域NPP受降水驱动较为明显的地区主要为内蒙古及山东沿海地区,内蒙古、山西、陕西3省交界处主要受到平均最高气温驱动,青海柴达木盆地等地则主要受到平均最低气温驱动;其中,黄河流域NPP的低值区域受气象因子驱动明显,NPP高值区域面积有所扩大,在人类活动影响下植被类型大量向对NPP增长有利的方向转变,表明黄河流域整体生态环境有所改善.