• 基于遥感影像的黄河内蒙古段冰-水分类研究

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要:

    及时获取凌汛期河冰和水体的空间分布特征,对于预测冰凌灾害、提高防凌信息化管理水平有重要意义。遥感技术是当前获取河冰和水体空间分布的最主要手段之一。但是,黄河水体有大量悬浮泥沙,这给基于遥感技术的高精度冰-水分类带来了挑战。以黄河内蒙古段为例,基于Landsat 8 OLI遥感影像数据,在利用归一化积雪指数(NDSI)及河道矢量数据排除无关地物的基础上,对比了近红外波段反射率值、归一化差异水体指数(NDWI)、归一化积雪指数(NDSI)、改进的归一化积雪指数(MNDSI)以及归一化差异未封冻水体指数(NDUWI)在黄河内蒙古段典型河道河冰、水体分类中的表现,计算各指标总体分类精度及Kappa系数并进行阈值稳定性分析。结果表明:在利用NDSI和高清历史影像排除河道外无关地物后,NDUWI在各子段影像中的总体分类精度和Kappa系数均达到90.00%及0.90以上,其河冰、水体最优区分阈值大体分布于阈值中值附近。研究结果可为凌汛期黄河冰凌监测方法的选取以及冰上爆破位置的拟定提供依据。

  • 基于多变量时间序列模型的锡林郭勒草原参考作物蒸散量预测

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:为探明各气象因素对锡林郭勒草原的参考作物蒸散量影响及对参考作物蒸散量预测,利用内蒙古锡林郭勒草原的6个国家级地面气象站点获取的气象数据与其计算得到的PM-ET0进行关联度分析,按照关联系数从大小排序分别建立基于多变量时间序列CAR(Controlled Auto-regressive)的CAR-ET0模型。结果表明:(1)各气象因子与PM-ET0关联系数呈现由荒漠草原区-典型草原区-草甸草原区过渡减小的分布,日最低气温、平均气温与PM-ET0关联度最小,平均日照时数与PM-ET0关联度最大,为0.7293。(2)处于草甸草原区、荒漠草原区、通过输入日照与气温两因子建立的CAR-ET0精度较高;典型草原区还需风速为模型第三因子。(3)通过模型预测精度验证,CAR-ET0模型预测精度总体高于HS-ET0与PMT-ET0方法,结合关联度分析可得出对当地参考作物蒸散量有显著影响的气象因子,可为锡林郭勒草原气象监测布设方案、参考作物蒸散量确定与草原生态恢复提供理论依据。

  • 陆面同化及再分析降水资料在内蒙古地区的适用性

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:利用1982—2018年内蒙古地区115个气象站点的月降水观测资料评估了FLDAS、ERA5、CRA40/Land和GLDAS 4种陆面同化及再分析降水资料在内蒙古地区的可靠性。结果表明:(1)4种降水资料均能较好地表征降水量在内蒙古地区从东北向西部递减和冬季降水少、夏季降水多的时空变化特征。(2)相关系数、绝对平均误差、均方根误差和纳什效率系数的计算结果表明,4种降水资料在夏季表现最优、冬季表现最差,在东部半湿润区和半干旱区好于西部干旱区和极干旱区。(3)ERA5资料在绝大多数时间对内蒙古的降水有高估现象,GLDAS却对降水存在低估,尤其是在冬季,GLDAS对固态降水几乎没有观测能力,而新发布的FLDAS资料表现较好。总体来看,相对于ERA5和GLDAS,FLDAS和CRA40/Land降水资料与观测值之间的差别最低,有着最优的统计特征。

  • 2011—2020 年呼伦湖水质及富营养化变化分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:以呼伦湖为研究对象,选取2011—2020年长时间序列实测水质指标,分析了盐度(S)、电导率(EC)、总溶解性固体(TDS)、pH、透明度(SD)、叶绿素a(Chl.a)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的年际变化。基于灰色模式识别模型和综合营养状态指数法对呼伦湖2011—2020年的水质与水体富营养化程度进行评价,结合呼伦湖的实际情况,从外源输入与气象条件两方面对水质与水体富营养化程度进行分析。结果显示:(1)2011—2020年,S、TDS、EC均有下降,水体盐化现象好转;pH在8.86~9.37之间,水体呈弱碱性;除TP外,TN、COD均有下降。灰色模式综合指数(GC)表明:近10 a中水质最优年为2012年,水质最差年为2011年,整体上看,GC由2011年的4.01降低到2020年的3.35,水质趋于好转。(2)综合营养状态指数(TLI)表明:2011—2020年水体经历中度富营养化—重度富营养化—中度富营养化的变化过程,TLI先上升后下降,由2011年的61.837上升到2016年的71.815,再下降到2020年的61.535,同时风速(WS)和水深(H)是呼伦湖水体富营养化的驱动因素。现阶段呼伦湖水体污染以氮、磷和有机污染为主,控制上游污废水排放,严控草畜平衡,提高补给水源的水质是改善呼伦湖水质的重要举措。

  • 近59 a 锡林郭勒草原旱灾驱动气候因子分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:锡林郭勒草原是我国北方典型的干旱半干旱牧区,利用1959—2017年研究区不同地理位置逐日气温和降水数据,通过计算潜在蒸散量和水分盈亏量,结合趋势分析和R/S极差分析等方法,研究干旱半干旱牧区气候因子的时空分布特征及变化趋势,为北方牧区干旱的监测和预测提供科学支撑。研究表明:过去59 a,锡林郭勒草原气温呈显著增加趋势[0.39 ℃·(10a)-1],降水呈缓慢减小趋势[-5.40 mm·(10a)-1],气候逐渐趋于暖干化。研究区东南部的降雨量明显高于西北部,水分亏缺量由西向东逐渐递减,气温和潜在蒸散量则呈西南高、东北低的空间分布;不同地理位置关键致灾气候因子的年际变化差异显著,年内呈单峰型周期性变化,于7月份达到水热条件良好状态。锡林郭勒草原暖干化趋势的正持续性强烈,西部二连浩特地区荒漠化风险严重,东部西乌珠穆沁旗和中北部那仁宝力格地区降雨和水分盈亏量下降趋势显著,会对植被生长和生态环境产生不利影响。

  • 杭锦后旗不同盐渍土沙穴种植番茄对土壤水热盐的响应

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:河套灌区杭锦后旗各质地盐渍土壤的水分入渗性能、温度及含盐量不同,使土壤改良效果存在差异。为研究“沙穴”种植番茄对不同土质的土壤水分、温度、盐分的迁移规律,通过在土柱中填装3种典型土质(砂壤土、粉壤土、黏壤土),同时布设沙穴,探索在滴灌条件下种植加工番茄以改良不同土壤质地的可行性。结果表明:沙穴种植对不同土质的水热盐迁移影响不同,沙穴种植能显著改善黏壤土土壤水分入渗性能,提高根系层土壤的湿润区面积及含水率,在深度20~40 cm相对增加了24.15%,但降低了砂壤土和粉壤土的保水性,土壤剖面含水率呈上干下湿的特点;沙穴种植可显著提高作物生长初期黏壤土的温度(P<0.05),平均增温3.64 ℃,有利于初期幼苗生长发育,但对原状砂壤土和粉壤土的温度变化不显著,生育后期土壤温度随着气温变化均呈下降趋势;沙穴种植对土壤盐分具有淋洗作用,在深度>20 cm处,粉壤土和黏壤土的盐分淋洗效果显著(P<0.05),平均相对脱盐率达23.28%和56.29%。综合分析沙穴种植对不同土质盐渍土土壤水热盐迁移规律,得出在杭锦后旗3种典型盐渍土中,黏壤土是最适宜沙穴改良方式的土质。

  • 乌梁素海冰封期水温与溶解氧浓度变化研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:采用Morlet小波分析法对2019年乌梁素海冰下水体的温度、溶解氧(DO)浓度进行趋势分析。结果表明:(1)湖泊水体温度存在分层现象,同时,DO浓度也出现不同程度的分层现象。表层DO浓度近一个月时间内保持不变,中层、底层DO浓度随冰封时间的增长开始出现下降,中层下降速率为0.32 mg·L-1·d-1,底层下降速率为0.05 mg·L-1·d-1。(2)表层水温主周期是25 d、16 d,在第一主周期下,周期约为15 d;DO浓度主周期是23 d,平均周期为15 d;中层水温主周期是14 d,DO浓度主周期是19 d、7.5 d,在第一主周期下,水温平均周期约为9 d,DO浓度平均周期为5 d;底层水温主周期是14 d、2.5 d,DO浓度主周期是24 d、10 d。水温变化周期约为8.5 d,DO浓度平均周期7 d左右。(3)小波相干谱结果表明:湖泊水体温度与DO浓度存在复杂关系,表层、底层水温与DO浓度呈反相位关系;在2~4 d周期尺度上,中层水温变化要早于DO浓度变化约2~4 h。

  • 乌尔逊河流域春季水体氢氧同位素与 水化学特征研究

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2021-01-25 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要:采用水化学与氢氧稳定同位素技术,通过现场测试和室内分析,对乌尔逊河流域不同类型水体的水化学和氢氧同位素特征进行分析,探讨了水化学和氢氧同位素在水文过程的指示作用。结果表明:流域内河水的水化学类型以Na·Ca-HCO3型为主,地下水以Na-HCO3、Na-HCO3·Cl为主。流域内河水的水岩相互作用要强于地下水,主要离子来源于硅酸岩、石膏及白云岩的溶解沉淀;岩盐、钠、钾长石的风化溶解及部分人类活动的影响。离子受蒸发富集及岩石风化作用较明显,氢氧同位素研究指示出流域内河水与地下水的主要补给源之一均为大气降水,且研究区内的地表水受蒸发作用强于地下水。对研究区地下水及河水δD、δ18O、溶解性总固体TDS(Total DissolvedSolids)及Cl-含量的沿程变化进行分析后明确地下水受径流、左侧基岩裂隙水及孔隙水的共同补给,且地下水也是乌尔逊河的主要补给来源之一,其对乌尔逊河上、中、下游补给比例分别是59.35%、55.90%和52.00%。