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  • 气候变化和人类活动对盐池县植被净初级生产力的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-09 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:为定量区分退耕还林还草背景下北方典型农牧交错带植被变化过程中气候变化和人类活动的相对贡献率,以宁夏盐池县2000—2020年植被变化为研究对象,基于MODIS13Q1-NDVI数据、地表覆盖数据和气象数据,采用Thornthwaite 纪念模型和CASA(Carnegie- ames- stanford ap⁃proach)模型分别估算了逐年的潜在净初级生产力(Potential net primary productivity, PNPP)和实际净初级生产力(Actual net primary productivity, ANPP)。综合运用趋势分析、相关分析和差值比较法分析了2000—2020年盐池县净初级生产力(Net primary productivity, NPP)时空变化特征及其驱动力,并定量确定了气候因子和人类活动对盐池县植被变化的相对贡献率。结果表明:(1)在2000—2020年盐池县NPP总体呈上升趋势,但存在着显著的空间异质性,主要表现为植被NPP改善区面积远大于NPP退化区面积,且改善或退化程度也存在显著的空间分异。植被改善区主要分布于荒漠、荒漠草原等退耕还林还草工程区域和灌溉区,而植被退化区则分布于荒漠和荒漠草原的边缘地带。(2)植被变化归因分析表明,在植被改善区,气候变化和人类活动共同主导驱动了植被的改善,但气候变化的相对贡献率(59.77%)大于人类活动的相对贡献率(40.23%),而在植被退化区,人类活动的相对贡献率(91.77%)则显著高于气候变化的相对贡献率(8.23%)。(3)驱动力分析表明,研究区植被NPP变化与降水量呈显著正相关,而与气温的相关性较弱;而人类活动是驱动植被退化区NPP下降的主要原因,但负向影响力有所减弱。总体而言,气候变化是植被改善区的主要驱动力,而人类活动是植被退化区的主要驱动因素,两者共同作用则使盐池县整体生态环境得以改善。

  • 阿拉尔垦区土壤盐渍化遥感监测及时空特征分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-09 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:及时准确掌握区域土壤盐渍化信息对盐渍土治理和土地利用可持续发展有着重要意义。以阿拉尔垦区Landsat 7 ETM+/8 OLI影像为数据源,采用盐分指数(Salinity index,SI)和归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)构建遥感盐分监测指数(Salinization detection in⁃dex,SDI)模型,对阿拉尔垦区土壤盐渍化进行反演,分析近10 a垦区土壤盐渍化空间分布特征。结果表明:SDI模型与土壤实测电导率拟合度R2=0.7579,该模型可反演阿拉尔垦区土壤盐量;2011—2021年非盐渍土和轻度盐渍土面积分别增加318.22 km2和0.80 km2,中度、重度土壤盐渍化面积减少229.87 km2,盐土面积增加68.61 km2;阿拉尔垦区北部和南部地区的土壤盐渍化程度得到明显转好,中部和东部地区土壤盐渍化程度加重,垦区土壤盐渍化总体得到较好改善。SDI模型能较好反演阿拉尔垦区土壤盐渍化时空特征,可为阿拉尔垦区经济与社会发展提供一定的参考依据。

  • 基于多光谱遥感的典型绿洲棉田春季 土壤盐分反演及验证

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:为探索快速提取典型绿洲棉田土壤盐分的有效方法,获取区域尺度的土壤盐渍化特征及空间分布,进而为土壤盐渍化防治提供参考。以新疆兵团农二师31团为研究区域,2019、2021年春季 Landsat 8 OLI多光谱影像和野外实测土壤含盐量为数据源,将波段组、光谱指数组和全变量组作为模型输入变量组,采用多元逐步回归(Multiple stepwise regression, MSR)、偏最小二乘回归(Partialleast squares regression, PLSR)、极限学习机(Extreme learning machine, ELM)、支持向量机(Support vector machine, SVM)和BP神经网络(Back propagation neural network, BPNN)构建基于3个输入变量组的土壤盐分遥感反演模型,探究输入变量和建模方法对模型精度的影响效果,通过对比确定春季土壤盐分最优反演模型,定量反演地表土壤含盐量。结果表明:(1)研究区主要为非盐化土和轻度盐化土,总样本变异系数为0.67,呈中等变异性;光谱反射率与土壤盐渍化程度的关系表现为土壤盐渍化越重,光谱反射率越高。(2)海岸波段(b1)、蓝波段(b2)、绿波段(b3)、红波段(b4)和盐分指数(SI1、SI2、SI3、SI4、S3、S4、S5)均通过显著性检验P<0.01,相关系数均达到0.4以上。(3)所有模型中,基于全变量组建立的BPNN反演模型精度最高,建模集R2为0.705;验证集R2为0.556。(4)由反演结果可知,2019、2021年春季耕作区土壤主要为非盐化土,分别占耕作区总面积的55.55%和64.62%,其次为轻度盐化土,分别占44.31%和35.17%;2021年土壤盐渍化程度较2019年有所减轻。

  • MODIS 和Landsat 时空融合影像在土壤盐渍化监测中的 适用性研究 ——以渭干河—库车河三角洲绿洲为例

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:土壤盐渍化的遥感监测依赖于高时空分辨率影像,但受经费预算、卫星回访周期及天气的影响,高时空分辨率的遥感影像较难获取,这就限制了根据采样时间来获取对应时期遥感影像进行土壤盐渍化监测反演的应用。为此,提出融合MODIS和Landsat影像生成高时空分辨率影像来提取土壤盐渍化信息,为时空影像进行土壤盐渍化监测研究提供数据参考。以渭干河—库车河绿洲为研究区,利用增强型时空自适应融合率反射模型(Enhanced spatial and temporal adaptive reflec⁃tance fusion model,ESTARFM)和灵活的时空融合模型(Flexible spatiotemporal data fusion,FSDAF),对MODIS和Landsat影像进行时空融合,并基于融合影像数据构建了关于土壤电导率(EC)的随机森林(RF)预测模型,对比分析时空融合影像应用于土壤盐渍化遥感监测的适用性。结果表明:ES⁃TARFM融合影像的特征波段反射率与Landsat验证影像对应波段反射率一致性决定系数R2(Red)=0.8066、R2(SWIR2)=0.8444;FSDAF融合影像的特征波段与Landsat验证影像对应波段反射率一致性决定系数R2(Red)=0.6999、R2(SWIR2)=0.7493;基于ESTARFM融合影像构建的EC值预测模型精度最高,R2=0.9268,基于FSDAF融合影像构建的EC值预测模型精度良好,R2=0.8987,基于验证影像构建的EC值预测模型R2=0.9103;ESTARFM模型的融合精度高于FSDAF模型,并且基于融合影像构建的EC值预测模型效果良好。

  • 青藏高原东北部残积母质土壤发育过程研究 ——以青海湖北部宁夏剖面为例

    分类: 地球科学 >> 地质学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:残积母质是青海湖地区重要的成土母质之一,目前对高原残积母质土壤的研究相对匮乏,特别是其形成发育的年代尚不明晰,限制了对高原残积母质土壤演变过程的认识及对区域气候环境演变的理解。为探究青藏高原东北部残积母质土壤的发育过程及其发育模式,以青海湖北部宁夏(NX)剖面作为研究对象,通过光释光(Optically stimulated luminescence,OSL)测年获得残积母质土壤发育年代,采用化学蚀变指数(Chemical index of alteration,CIA)、Rb/Sr和粉黏比等探究土壤发育程度,对比青海湖地区河湖相沉积和黄土的Zr/Nb、K2O/Al2O3和TiO2/Al2O3分析其物源。结果表明:NX土壤剖面在早全新世以来发育,其年代结果集中在10.02~8.67 ka,成土母质发育时间与流域内风沙强烈活动时期基本一致,为干暖气候背景下的产物;通过物源对比分析,NX剖面底部母质为母岩就地风化而成,上部为风尘加积发育,发育模式为混合母质风尘加积型;剖面整体处于弱化学风化阶段,土壤发育程度较弱。

  • 基于PLUS和InVEST 模型的渭河流域土地利用 与生境质量时空变化及预测

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating land use simulation,PLUS)模型、生态系统服务和权
    衡的综合评估(Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST)模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明:(1)2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。(2)2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。

  • 多种风电场风速预报订正方法的适用性研究与集成应用

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:以内蒙古中部某风电场为实验风电场,采用随机森林(Random forest,RF)方法、相似误差订正(Analogue correction of errors,ACE)方法以及概率密度匹配方法(Probability density function matching method,PDF)分别对风电场风速预报进行订正及适用性研究。结果表明:3种方法在各季均对中尺度天气预报模式(Weather research and forecasting model, WRF)风速预报具有不同程度的订正效果,RF方法可以有效改善WRF误差较大的问题,但兼具误差过分放大情况,ACE方法和PDF虽然对较大误差的改善能力不及RF方法,但是能够较好地控制误差过分放大问题。此外,3
    种方法针对小于5 m·s-1的小风速段,订正效果不理想,随着风速的增加,订正能力逐渐增强。参照预报模型各自的优势,尝试开展多种预报模型的分风速等级集成应用,可以对不同风速等级下的WRF预报起到较好的改善作用。

  • 2007—2020 年西藏草面温度时空分布特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:利用2007—2020年西藏38个气象站点平均草面温度(简称草温)、平均气温、平均地表温度、云量、降水量等观测资料,采用气候统计诊断方法分析了西藏草面温度的时空分异特征及其影响因素,以期科学研究当地草地生态系统和开展专业气象服务。结果表明:西藏年平均草温呈自东南向西北递减的分布。草温与海拔高度存在显著的负相关,海拔高度每升高100 m,季平均草温降低0.44~0.70 ℃,年平均草温降低0.58 ℃;与纬度有着显著的曲线关系,29.3°N以南(北)地区,随着纬度增加,草温随之升高(降低)。各站草温呈一峰一谷的日变化特征,日最低值出现在07:00—
    08:00(北京时间),日最高值均出现在14:00;草温月平均最低值都出现在1月,月平均最高值出现在6月或7月;76%的站点草温的变化为夏季>春季>秋季>冬季的气候特征。西藏草温年较差为21.4 ℃,较气温年较差偏大3.1 ℃;草温日较差达35.7 ℃,远高于气温日较差,偏大21.6 ℃。草温与
    气温之差以夏季最大,其次是春季、冬季两者比较接近;草温与地表温度之差以春季最大,夏季次之,冬季最小。在空间分布上,月平均草温与气温、地表温度均呈显著的正相关,与平均风速、积雪日呈显著的负相关;积雪深度对草温的影响,除冬季外二者存在显著的负相关;大部分月份平均草温与总云量、低云量、降水量的关系不显著。86.8%的站点5—9月平均逐小时草温与降水量存在显著的负相关关系。

  • 新疆S214 省道防沙体系对近地表风沙流的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:对新疆S214省道台特玛湖干涸湖盆段防沙体系内外的风沙流输沙和风速进行了同步观测,数据分析表明:观测时防沙体系中阻固沙带已拦截了大量风沙,虽近地表风速被削弱程度不大,但风沙流输沙的43.26%仍可被防沙体系所拦截和固定,而剩余部分则可借助路侧输沙带的较大风力输移到公路下风侧,且不产生路面沙害,表明阻−固−输结合型防沙体系非常适宜单风向强风沙环境。S214省道防沙实践可为其他强风沙环境公路防沙提供重要借鉴经验。

  • 2017—2019 年中天山北坡城市群大气污染及污染天气类型特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:利用2017—2019年中天山北坡城市群(乌鲁木齐市、昌吉市、石河子市、五家渠市)逐时大气污染物监测数据及气象数据,分析了大气污染物年内变化和污染天气类型特征。结果表明:(1)中天山北坡4座城市6类大气污染物中PM2.5超标日数最多(年均94~104 d),年均浓度介于64~73
    μg·m-3,且五家渠市>乌鲁木齐市>石河子市>昌吉市。采暖期PM2.5浓度在100~118 μg·m-3之间,是非采暖期的4.00~5.00倍,靠近山前地带的城市PM2.5浓度日变化大体呈现“双峰双谷型”。(2)4座城市污染天气类型主要分为静稳型、沙尘型和特殊型,其中静稳型占86.2%~93.6%、沙尘型占5.8%~13.2%。静稳型污染天气多出现在冬季,沙尘型主要出现在春、秋季节。静稳型污染天气中Ⅴ-Ⅵ级污染级别占比45.8%~56.6%,沙尘型污染天气中Ⅴ-Ⅵ级污染级别占比14.9%~29.4%。(3)静稳型和沙尘型污染天气下PM2.5和PM10浓度都存在显著的线性相关,前者PM10浓度是PM2.5的1.26倍,而后者达3.16倍,此倍数可以作为区分静稳型和沙尘型污染天气的判据。

  • 内蒙古半干旱区蒸散估算和归因分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:蒸散(Evapotranspiration,ET)是生态系统水循环中的重要一环,决定了生态系统水分和热量传输。从区域尺度对蒸散及其蒸腾(Transpiration,T)和蒸发(Evaporation,E)组分进行量化,认识环境因素对其的影响机制,有助于合理利用、分配水资源,为研究气候变化对区域生态系统水文循环的影响提供参考。基于生态系统生产力模拟(Boreal ecosystem productivity simulator, BEPS)模型,验证模型在研究区域的适用性,量化1981—2018年内蒙古半干旱区的ET及其组分的变化情况,并对其进行归因分析。结果表明:经不同数据验证,BEPS模型计算结果能够精确反应研究区域ET及其组分的分布情况和变化趋势。1981—2018年研究区草地、农田和森林多年平均ET分别为278.22 mm、362.50 mm 和308.81 mm。E、T 和ET 多年呈显著上升趋势,上升速率分别为0.42 mm·a-1、0.63 mm·a-1和1.05 mm·a-1。ET与T 在全区域内空间分布格局相似,与E 相反,ET年际波动主要受到T 年际波动的影响。综合影响因子的变化和E、T、ET对因子的敏感性,研究区域草地和农田T 和ET以及森林的ET主要受到饱和水汽压差(VPD)和平均气温(TEMP)变化的控制。农田和森林归一化植被指数(Normalized difference vegetable index, NDVI)都呈减小趋势,但森林环境T 对NDVI的变化更加敏感,因此负贡献更大。

  • 2000—2019 年新疆积雪终日时空变化特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明:(1)新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。(2)南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。(3)新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。

  • 北非副热带高压与中亚夏季降水的关系

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:基于1979—2019年欧洲中期数值预报中心(ECMWF)的ERA-Interim逐月再分析数据和英国东安格利亚大学气候研究中心(CRU)的陆面逐月降水数据,分析夏季北非副热带高压(北非副高)与中亚夏季降水的关系。结果表明:北非副高的脊线指数和东伸脊点指数变化与中亚夏季降水联系紧密。在2个指数的单独变化和协同变化下,中亚夏季降水和大尺度环流异常分布存在很大不同。副高脊线主要导致中亚夏季降水南北反相变化,副高东伸脊点位置对中亚中南部降水存在重要影响。当副高位置偏东偏北时,里海和咸海上空受异常气旋控制,哈萨克斯坦大部分地区降水偏多,新疆受蒙古异常反气旋控制,降水偏少;当副高位置偏西偏南时,中亚地区主要受异常反气旋控制,其东北部存在异常气旋切变,对应中亚东北部降水偏多,其余区域降水偏少;当副高位置偏西偏北时,中亚上空受异常反气旋控制,大部分地区降水偏少;当副高位置东偏南时,中亚上空受异常气旋控制,热带印度洋水汽通过两步输送的方式,进入中亚上空,形成有利的动力和水汽条件,导致中亚大部分地区夏季降水偏多。

  • 阿尔泰山降水氢氧稳定同位素特征及水汽来源分析

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:阿尔泰山横亘于亚欧大陆中部,是中纬度西风带气候研究的重点区域之一。利用阿尔泰山地区4个站点的监测数据,研究了该区域降水氢氧稳定同位素的年内变化特征及大气降水线方程,分析了降水同位素的温度效应,并利用后向轨迹探讨了水汽来源。结果表明:(1)阿尔泰山各站点降水同位素比率在季节上表现为夏高冬低,且南侧站点的季节差异比北侧大,除Novosibirsk外大多数站点的降水氘盈余值为夏低冬高。(2)除Novosibirsk外,研究区大多数站点大气降水线方程的斜率和截距都低于全球平均值。(3)各站点降水同位素存在明显的温度效应,体现在季节变化和空间分布上。(4)后向轨迹表明,研究区受到西风水汽、极地水汽和近源水汽路径的影响,且偏北站点可能受极地水汽路径的影响更大。上述认识有助于明确阿尔泰山不同区域降水同位素时空变化反映的水文气候信息,并为该区域大气水循环及气候变化研究提供参考。

  • 中喀喇昆仑布拉尔杜冰川近期跃动分析

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:喀喇昆仑山分布有众多的跃动型冰川,跃动机理存在异质性。使用Landsat、Sentinel-1A、TSX/TDX等多源遥感数据,获取了中喀喇昆仑布拉尔杜冰川在跃动期间冰川表面高程和表面流速变化。结果表明:布拉尔杜冰川从2006年开始,流速逐渐增加;到2013年之后进入快速运动期,最高流速可达4.9 m·d-1;2015年8月底,冰川表面速度急剧下降,随后保持较低的流速至2016年1月,而后流速再次增加,到同年2月初便进入平静期。2000—2014年冰川主干中上游有明显隆起,而冰川接收区明显减薄,最大减薄达89 m;2014—2018年冰川主干中上游以及各支流均有不同程度的减薄,冰川主干的接收区高程显著增加,最大增厚120 m。根据冰川表面高程变化以及流速变化的特征,认为布拉尔杜冰川的支流引发了此次跃动,且本次跃动受水文机制的影响较大;结合现有的数据和文献,推断布拉尔杜冰川的跃动间隔约为40 a;为喀喇昆仑冰川跃动研究提供更多的实例,也可为此区域冰川灾害预警研究提供参考。

  • 黄河上游近60 a 径流量与降水量变化特征研究

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:为探究黄河上游径流量与降水量变化特征,基于唐乃亥、下河沿、头道拐3个水文站近60 a的降水量、径流量资料,采用线性倾向趋势检验、Mann-Kendall检验法(M-K趋势检验)、Spearman秩次相关检验、M-K突变检验、Pettitt非参数检验、有序聚类分析、累积距平法、双累积曲线等分析方
    法对比研究了黄河上游及上游不同子区域降水量和径流量的变化特征,并讨论了径流量对降水量的响应关系。结果表明:黄河上游降水量呈不显著增加趋势,在2003年发生突变,突变前后变化率为4.67%;径流量呈显著减少趋势,突变年份为1986年,突变前后变化率为35.34%。3个子区域年降水量变化趋势分别呈显著增加、不显著增加和显著减少趋势,径流量均呈减少趋势。以唐乃亥以上的Ⅰ区为基准区时,唐乃亥—下河沿所在的Ⅱ区降水量因素对径流量的影响达到25.08%,非降水量因素为74.92%,而下河沿—头道拐的Ⅲ区,降水量对径流量的影响为32.14%,非降水量因素为67.86%。研究结果对黄河流域水资源综合管理与科学配置具有参考意义。

  • 伊犁山区雪岭云杉(Picea schrenkiana)不同树干高度树木 径向生长特征及其对气候响应

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:采集新疆伊犁地区雪岭云杉(Picea schrenkiana)1.3 m、5 m、10 m、15 m、20 m和25 m树干高度树轮样本并研制其树轮宽度年表。通过相关分析得出不同树干高度树木径向生长对气候要素的响应关系及其稳定性,并计算出不同气象因子的相对贡献率和绝对贡献率。结果表明:(1)不同树干高度具有相似的径向生长变化特征,且平均气温和降水量的影响主要表现为各树干高度树轮宽度与当年9月降水量的显著负相关,与上年11月平均气温的显著正相关,并且5 m至25 m树干高度处还受当年7月降水量的影响。(2)通过贡献率量化各树干高度气象因子影响情况,1.3 m和5m树干高度的主要影响因子是平均气温,而10 m、15 m、20 m和25 m树干高度的主要影响因子则是降水量。(3)滑动相关分析得到各树干高度对气候变化响应的稳定性存在差异,主要表现为各树干高度处与上年12月平均气温相关性减弱,与当年6月平均气温相关性先增强后减弱,与上年9月平均气温负相关性增强;1.3 m至15 m树干高度与当年9月降水量负相关性增强,10 m至25 m树干高度与当年1月降水量相关性减弱。通过分析不同树干高度树木径向生长与气候要素的关系,有助于了解各树干高度树木径向生长与气候响应的差异,为开展更精确的气候重建提供参考。

  • 2000—2018 年青海湖流域气温和降水量 变化趋势空间分布特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:青藏高原是全球气候变化的敏感区,气温和降水量的空间分布及变化趋势是气候变化研究的核心和基础,为开展生态环境变化评估提供基础资料。基于2000—2018年青海湖流域及其周边气象站观测数据,以高程为协变量,结合专业气象插值软件ANUSPLIN对气温和降水量进行空间插值。利用线性回归法分析了青海湖流域2000—2018年气温和降水量的变化趋势;利用双变量空间自相关分析法分析了青海湖流域气温和降水量空间匹配关系。结果表明:(1)2000—2018年青海湖流域年平均气温呈显著增加趋势,平均增速为0.30 ℃·(10a)-1,春季增温显著。(2)降水量呈显著
    增加趋势,平均增速为73.20 mm·(10a)-1,春夏季增速显著、秋季变化不明显、冬季趋于变干。(3)青海湖流域气温和降水量空间匹配差异显著。从年尺度来看,气温和降水量莫兰指数(Moran’s I)为-0.66,表现为显著的负相关,面积比为67.56%,水热组合空间匹配不佳。从季节尺度来看,青海湖流域春季、夏季、秋季和冬季的气温和降水量Moran’s I 分别为-0.49、-0.80、-0.32和-0.14,均为空间负相关。春夏季,流域低海拔区域气温逐渐升高,高海拔区域降水量逐渐增多,气温和降水量空间负相关面积逐渐增大,水热组合空间匹配不佳。值得强调的是青海湖巨大水体对环湖区局地气温的调节作用明显,是青海湖流域的“气候调节器”。

  • Dew amount and its long-term variation in the Kunes River Valley, Northwest China

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-07-18 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要:

    Dew is an essential water resource for the survival and reproduction of organisms in arid and semi-arid regions. Yet estimating the dew amount and quantifying its long-term variation are challenging. In this study, we elucidate the dew amount and its long-term variation in the Kunes River Valley, Northwest China, based on the measured daily dew amount and reconstructed values (using meteorological data from 1980 to 2021), respectively. Four key results were found: (1) the daily mean dew amount was 0.05 mm during the observation period (4 July–12 August and 13 September–7 October of 2021). In 35 d of the observation period (i.e., 73% of the observation period), the daily dew amount exceeded the threshold (>0.03 mm/d) for microorganisms; (2) air temperature, relative humidity, and wind speed had significant impacts on the daily dew amount based on the relationships between the measured dew amount and meteorological variables; (3) for estimating the daily dew amount, random forest (RF) model outperformed multiple linear regression (MLR) model given its larger R2 and lower MAE and RMSE; and (4) the dew amount during June–October and in each month did not vary significantly from 1980 to the beginning of the 21st century. It then significantly decreased for about a decade, after it increased slightly from 2013 to 2021. For the whole meteorological period of 1980–2021, the dew amount decreased significantly during June–October and in July and September, and there was no significant variation in June, August, and October. Variation in the dew amount in the Kunes River Valley was mainly driven by relative humidity. This study illustrates that RF model can be used to reconstruct long-term variation in the dew amount, which provides valuable information for us to better understand the dew amount and its relationship with climate change.

  • Transformation among precipitation, surface water, groundwater, and mine water in the Hailiutu River Basin under mining activity

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-06-17 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要:

    Abstract: Coal mining has changed the hydrogeological conditions of river basins, and studying how the relationship among different types of water body has changed under the influence of coal mining is of great significance for understanding the regional hydrological cycle. We analyzed the temporal and spatial distribution of hydrochemical properties and environmental isotopes in the Hailiutu River Basin (HRB), China with a mixed model. The results showed that: (1) human activity (e.g., coal mining and agricultural production) causes considerable changes in the hydrochemical properties of surface water in and around the mining areas, and leads to significant increases in the concentrations of Na+ and SO2– 4; (2) precipitation is the main source of water vapour in the HRB. The transformation between surface water and groundwater in the natural watershed is mainly affected by precipitation; and (3) in the mining areas, the average contribution rates of precipitation to the recharge of surface water and groundwater increased by 2.6%–7.9% and 2.7%–9.9%, respectively. Groundwater in the Salawusu Formation constitutes up to 61.3%–72.4% of mine water. Overall, this study is beneficial for quantifying the effects of coal mining on local hydrological cycles. The research results can provide a reference for local water resources management and ecological environment improvement.