黄河流域降雨侵蚀力对全球变化的响应

分析土壤侵蚀力对全球变化的响应,有助于国家和区域未来水土保持宏观战略的决策.本文利用Had-CM3模型,在A2和B2情景下系统研究了未来不同时期（2020年、2050年和2080年）黄河流域降雨侵蚀力的潜在变化.结果表明在全球气候变化条件下,黄河流域的降雨侵蚀力有显著的增加;增加的幅度随着GCM情景和研究时期的不同而不同,从南向北逐渐增大;A2情景下,黄河流域的降雨侵蚀力分别增加11.5%（2020年）、24.8%（2050年）和40.6%（2080年）,B2情景下的相应变化分别为20.9%、12.5%和20.8%;加强中、长期土地利用规划、植被建设和水土保持是应对全球变化的基本方略.     

全球气候变化对贵州省径流模数的潜在影响

揭示全球气候变化对贵州省径流模数潜在影响可为该区优化配置水资源、确定水土保持治理的重点区域以及减少由降雨季节性分布不均引发旱涝灾害提供依据。该文以贵州省22个主要气象和水文站的降雨和径流等资料为基础,建立降雨和径流之间的统计关系。采用DELTA方法,根据HadCM3模型对A2情景(人口快速增长、经济发展缓慢)和B2情景(强调社会技术创新)下输出的不同时期的降雨量以及实测的贵州省降雨量和径流模数资料,推算出贵州省2006-2035年、2036-2065年和2066-2095年前后两个时期之间径流模数的增减量;研究结果为:A2和B2情景下未来3个时期径流模数逐渐增大,相对于基准期1961-1990年最大增幅分别达17.52%和10.58%。不同情景和不同时期径流模数变化的空间分布差异较大,A2情景下径流模数的变化比B2情景下更为剧烈。在贵州省石漠化严重的地区,当径流增加较多时,不仅需要考虑水资源的充分合理利用,还需兼顾防止水土流失的加剧。     

近40a来长江流域≥10℃积温的时空变化特征

基于1970―2013 年长江流域131 个气象站点的日平均气温数据,采用气候倾向率、累积距平、M-K 检验及滑动T 检验等方法分析了该区≥10℃积温的时空变化特征。结果表明：1）突变时间较早的区域主要有嘉陵江流域,中游干流区,太湖流域和下游干流区（1997 年）;而岷江、沱江流域,鄱阳湖流域和洞庭湖流域较晚（2001年）;长江源头的金沙江流域最晚（2002 年）。2）在区域尺度上,1970 年以来,北亚热带、中亚热带和高原气候区日平均气温≥10℃积温的初日分别以-1.25、-1.39、-0.8 d/10 a 提前,终日分别以1.52、1.43、1.47 d/10 a 推后,持续日数以2.97、2.92、4.62 d/10 a 幅度延长。积温总体上分别以113.5、88.8、77.3℃/10 a 增加。3）≥10℃积温的年际变化存在明显的空间差异,积温增加幅度较大的地区主要集中在汉中―奉节―五峰―吉首―武冈―道县以东的长江中下游地区以及四川盆地、云贵高原、青海高原的个别站点。     

Temporal and spatial trends of precipitation and river flow in the Yangtze River Basin, 1961–2000

The suspected impact of climate warming on precipitation distribution is examined in the Yangtze River Basin. Daily precipitation data for 147 meteorological stations from 1961–2000 and monthly discharge data for three stations in the basin have been analyzed for temporal and spatial trends. The methods used include the Mann–Kendall test and simple regression analysis. The results show (1) a significant positive trend in summer precipitation at many stations especially for June and July, with the summer precipitation maxima in the middle and lower Yangtze River basin in the 1990s; (2) a positive trend in rainstorm frequency that is the main contributor to increased summer precipitation in the basin; and (3) a significant positive trend in flood discharges in the middle and lower basin related to the spatial patterns and temporal trends of both precipitation and individual rainstorms in the last 40 years. The rainstorms have aggravated floods in the middle and lower Yangtze River Basin in recent decades. The observed trends in precipitation and rainstorms are possibly caused by variations of atmospheric circulation (weakened summer monsoon) under climate warming.     

Geochronology of detrital muscovite and zircon constrains the sediment provenance changes in the Yangtze River during the late Cenozoic

The geometry and evolution of rivers originating from the Tibetan plateau are influenced by topography and climate change during the India‐Asia collision. The Yangtze River is the longest among these rivers and formed due to capturing many rivers on the eastern Tibetan Plateau by the middle Yangtze. The timing of these capture events is still controversial. Here, we use detrital muscovite ⁴⁰Ar/³⁹Ar and zircon U–Pb ages to constrain the provenance of late Cenozoic sediments in the Jianghan Basin in the middle reaches of the Yangtze River. The combined data suggest that late Pliocene sediments were mainly derived from a local source in the Jianghan Basin including the Dabie Shan. The middle Pleistocene sediments were derived from the Min River west of the Three Gorges. This implies that at least one river, perhaps the palaeo‐Han River, originating from the Dabie Shan region, flowed through the centre of the Jianghan Basin during the late Pliocene. The appearance of sediment from the Min River in the Jianghan Basin somewhere between late Pliocene and middle Pleistocene suggests that the Three Gorges section of the Yangtze River was formed somewhere between late Pliocene and middle Pleistocene (N₂– Q₂).     

鄱阳湖水位变化的复合驱动机制

基于对鄱阳湖开放水文系统特点和影响因素的深入分析,通过构建一组联合的神经网络模型,定量辨识了包括湖盆地形变化、三峡工程作用、长江流域气候变化等因素对湖泊水位变化的影响分量、时空差异及其发展趋势,并对其作用机制进行了探讨。结果表明：相对于1980—1999年,2003—2014年鄱阳湖湖盆地形变化、三峡工程运行、长江流域气候变化和其他人类活动对湖泊水位降低的平均贡献率分别为50%、18%和32%。由于影响机制的不同,湖泊水位对这3个驱动因子的响应表现出明显的时空差异。冬、春季节湖泊水位降低主要由湖盆地形变化引起,而夏、秋季节的水位降低则主要归因于长江流域气候变化及其他人类活动的综合影响。湖盆地形变化对湖泊水位的影响在湖区都昌站附近最为突出,并且该影响仍呈长期增加趋势。三峡工程引起的湖泊水位变化在湖口处最大,向南部湖区逐渐减弱,其长期变化趋势日渐稳定。长江流域气候变化及其他人类活动的作用值得特别注意,该影响年际间波动较大,在某些年份里（如2006年、2011年）可成为湖泊水位降低的主导因素,但年际变化趋势不明显。     

全球气候变化对黄河流域天然径流量影响的情景分析

本文从干旱指数蒸发率函数出发,以HadCM3 GCM对降水和温度的模拟结果为基础,在IPCC不同发展情景下,分析了未来近100年内黄河流域天然径流量的变化趋势。研究结果表明,在不同气候变化情景下,多年平均年径流量的变化随着区域的不同而有显著差异,其变化幅度在-48.0%²03.0%之间。全球气候变化引起的多年平均天然径流量的变化从东向西逐渐减小。就黄河流域而言,2006²035年、2036²065年、2066²095年A2情景下（人口快速增长、经济发展缓慢）多年平均天然径流量的变化量分别为5.0%、11.7%、8.1%,B2情景下（强调社会技术创新）相应的变化分别为7.2%、-3.1%、2.6%。     

Predicting the Impact of Climate Change on Vulnerable Species in Gandaki River Basin,Central Himalayas

Gandaki River Basin (GRB) is an important part of the central Himalayan region, which provides habitat for numerous wild species. However, climatic changes are making the habitat in this basin more vulnerable. This paper aims to assess the potential impacts of climate change on the spatial distributions of habitat changes for two vulnerable species, Himalayan black bear (Ursus thibetanus laniger) and common leopard (Panthera pardus fusca), using the maximum entropy (MaxEnt) species distribution model. Species occurrence locations were used along with several bioclimatic and topographic variables (elevation, slope and aspect) to fit the model and predict the potential distributions (current and future) of the species. The results show that the highly suitable area of Himalayan black bear within the GRB currently encompasses around 1642 km² (5.01% area of the basin), which is predicted to increase by 51 km² in the future (2050). Similarly, the habitat of common leopard is estimated as 3999 km² (12.19% of the GRB area), which is likely to increase to 4806 km² in 2050. Spatially, the habitat of Himalayan black bear is predicted to increase in the eastern part (Baseri, Tatopani and north from Bhainse) and to decrease in the eastern (Somdang, Chhekampar), western (Burtibang and Bobang) and northern (Sangboche, Manang, Chhekampar) parts of the study area. Similarly, the habitat of common leopard is projected to decrease particularly in the eastern, western and southern parts of the basin, although it is estimated to be extended in the southeastern (Bhainse), western (Harichaur and northern Sandhikhark) and north-western (Sangboche) parts of the basin. To determine the habitat impact, the environmental variables such as elevation, Bio 15 (precipitation seasonality) and Bio 16 (precipitation of wettest quarter) highly contribute to habitat change of Himalayan black bear; while Bio 13 (precipitation of wettest month) and Bio 15 are the main contributors for common leopard. Overall, this study predicted that the suitable habitat areas of both species are likely to be impacted by climate change at different altitudes in the future, and these are the areas that need more attention in order to protect these species.     

长江流域港口煤炭运输的空间演化及其影响因素

长江流域是中国相对完整的经济区,依托长江的煤炭运输一直是支撑流域社会经济发展的重要力量,分析长江流域港口的煤炭运输职能对揭示长江港口在流域经济发展中的作用有重要意义。基于此,本文刻画了20世纪80年代以来长江流域港口的煤炭运输格局与演化过程,重点分析煤炭进出港空间格局演变,归纳主要特征,测度空间集散水平并总结演变规律。借助区位商和进出港系数,分析了长江流域煤炭运输职能空间分异的演变过程,并探讨了不同运输职能之间的空间关系。基于不同阶段下港口煤炭运输的空间特征,本文凝练了长江流域港口煤炭运输的空间模式,全面总结了煤炭运输格局演变的驱动因素。以此,为长江流域港口的建设与功能优化提供参考。     

1960―2015年长江流域风速的时空变化特征

基于1960―2015年长江流域128个站点的月风速观测数据,结合地形特点将长江流域分成5个子区域,并运用一元线性回归、相关分析和修正的Mann-Kendall（MMK）检验对长江流域风速变化趋势的时空特征进行研究,结果表明：1）1960―2015年长江流域年平均风速以-0.006 5 m/s·a的速率显著下降,5个子区域中,区域中下游丘陵与平原区（R1）下降最显著,上游青藏高原区（R5）次之,上游盆地区（R3）变化最小。2）季节上,全区风速春季下降最快,夏季最慢。而子区域除R1冬季降幅最大外,其余区域季节风速变化速率也为春季降幅最大,夏季最小。逐月变化上,流域整体风速3月下降最快,8月最慢,各子区域风速最大降幅也集中在3月。3）空间分布上,长江流域年平均风速降幅呈现东部大、中部小、西部较大的特点,全区50%的站点下降趋势显著,且这些站点集中分布于R1地区。此外,4个季节风速与年风速的变化趋势呈现相似的空间分布特征。4）长江流域风速下降与北极涛动（AO）指数上升、区域气候变暖和城市化加速等有关。     

Late Triassic tectonic inversion in the upper Yangtze Block: Insights from detrital zircon U–Pb geochronology from south‐western Sichuan Basin

The Sichuan Basin and the Songpan‐Ganze terrane, separated by the Longmen Shan fold‐and‐thrust belt (the eastern margin of the Tibetan Plateau), are two main Triassic depositional centres, south of the Qinling‐Dabie orogen. During the Middle–Late Triassic closure of the Paleo‐Tethys Ocean, the Sichuan Basin region, located at the western margin of the Yangtze Block, transitioned from a passive continental margin into a foreland basin. In the meantime, the Songpan‐Granze terrane evolved from a marine turbidite basin into a fold‐and‐thrust belt. To understand if and how the regional sediment routing system adjusted to these tectonic changes, we monitored sediment provenance primarily by using detrital zircon U‐Pb analyses of representative stratigraphic samples from the south‐western edge of the Sichuan Basin. Integration of the results with paleocurrent, sandstone petrology and published detrital zircon data from other parts of the basin identified a marked change in provenance. Early–Middle Triassic samples were dominated by Neoproterozoic (~700–900 Ma) zircons sourced mainly from the northern Kangdian basement, whereas Late Triassic sandstones that contain a more diverse range of zircon ages sourced from the Qinling, Longmen Shan and Songpan‐Ganze terrane. This change reflects a major drainage adjustment in response to the Late Triassic closure of the Paleo‐Tethys Ocean and significant shortening in the Longmen Shan thrust belt and the eastern Songpan‐Ganze terrane. Furthermore, by Late Triassic time, the uplifted northern Kangdian basement had subsided. Considering the eastward paleocurrent and depocenter geometry of the Upper Triassic deposits, subsidence of the northern Kangdian basement probably resulted from eastward shortening and loading of the Songpan‐Ganze terrane over the western margin of the Yangtze Block in response to the Late Triassic collision among Yangtze Block, Yidun arc and Qiangtang terrane along the Ganze‐Litang and Jinshajiang sutures.     

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

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。     

梭磨河流域气候波动和土地覆被变化对径流影响的模拟研究

利用一个集总式水文模型(CHARM),模拟了不同的气候与土地覆被条件下长江上游梭磨河流域的水量平衡,定量区分气候波动和土地覆被变化对水文影响的“贡献率”。模型模拟的初步结果表明,从20世纪60年代到80年代,径流深增加了45.7mm,其中,由气候波动所引起的年平均径流深的增加占63.9%,由土地覆被变化所引起的径流深的增加占20.8%,其他条件的变化所引起的径流深的增加占15.3%。     

秦岭—淮河南北供暖格局变化及其影响因素

基于秦岭—淮河南北及其周边196个气象站点观测资料,构建实际和动态供暖指数,对中国南北过渡带供暖格局变化进行分析,并探讨冬季北极涛动（AO）异常与供暖效率的响应关系。结果表明：① 固定供暖策略下,1960-2016年秦岭—淮河南北实际供暖能耗偏高,呈现“南多北少,西低东高”的变化特征,且低纬度地区供暖需求下降信号早于高纬度;② 对比区域变暖前后,秦岭—淮河南北冬季供暖能耗1960-1990年和1990-2016年两阶段空间特征,发现“整体南高北低,北部东高西低”的格局并未发生变化,供暖南北波动界线依然维持在秦岭山脉—淮河平原中部;③ AO强弱波动与区域冬季供暖能耗具有明显的时空响应关系,是影响中国南北过渡带供暖格局变化的重要因素。当AO负相位时,除四川盆地和巫山山区之外,秦岭—淮河南北其他区域实际供暖能耗明显下降,特别是淮河平原和长江下游的过渡地带响应尤为明显,未来应该有针对性制定气候适应对策。     

评价我国鄱阳湖流域森林生态系统碳动态对植树造林与未来气候变化的响应

20世纪80年代我国鄱阳湖流域实施造林再造林工程,该区域森林面积大幅增加。大规模植物造林可能极大地影响该区域森林碳库与碳收支的变化。因此,气候变化背景下鄱阳湖流域碳平衡对中国碳循环有重要的作用。但是我们对于该地区长时间尺度的碳平衡,特别是在未来气候变化和CO2浓度上升的条件下森林生态系统碳源／汇趋势的了解不多。本研究利用过程模型InTEC模型结合区域气候模式（RIEMS2．0）模拟的未来气候资料估算了鄱阳湖流域1981—2050年碳收支情况。1981—2000年,年NPP的快速增加主要归因于大规模的植树造林;森林土壤有机碳（0-30cm）在植树造林初期每年降低1％。同时该地区森林在过去20年期间从碳源转化为碳汇。2040—2050年森林总碳库相比较2001—2010年增加0．78PgC。基于气候变化和CO2浓度增加（A1B）背景下,鄱阳湖流域NEP趋向于稳定（20—30Tgcy^-1）,除了少数年份因为干旱引发了大的碳汇损失。模拟结果同样表明水分是控制该地区NEP年际变化的主要因子而NPP的年际波动主要受到温度的影响。     

气候变化对淮河流域水资源及极端洪水事件的影响

利用法国国家气象研究中心气候模型（Centre National de Recherches Météorologiques Climate Model, CNRM）典型代表性浓度路径（Representative Concentration Pathway, RCP）情景资料和可变下渗容量模型（Variable Infiltration Capacity Model,VIC）,分析了淮河流域未来气温、降水、水资源及可能洪水的变化趋势。结果表明,淮河流域未来气温将持续升高,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下未来2021~2050年较基准期（1961~1990年）升幅分别约为1.13℃、1.10℃和1.35℃;流域降水可能呈现略微增加趋势,3种排放情景下2021~2050年降水较基准期将分别增加5.81%、8.26%和6.94%;VIC模型在淮河流域具有较好的适用性,能较好地模拟淮河流域的水文过程,在率定期和检验期,模型对王家坝站和蚌埠站模拟的水量相对误差都在5%以内,日径流过程的Nash-Sutcliffe模型效率系数（NSE）在0.70以上,月径流过程的NSE达到0.85以上。气候变化将导致淮河流域水文循环强度增加,流域水资源总体将可能呈增加趋势,王家坝站和蚌埠站断面洪水事件的发生可能性将增大。     

RS analysis of glaciers change in the Heihe River Basin,Northwest China,during the recent decades

The Heihe River Basin is the second largest inland river basin in Northwest China and it is also a hotspot in arid hydrology, water resources and other aspects of researches in cold regions. In addition, the Heihe River Basin has complete landscape, moderate watershed size, and typical social ecological environmental problems. So far, there has been no detailed assessment of glaciers change information of the whole river basin. 1：50,000 topographic map data, Landsat TM/ETM＋ remote sensing images and digital elevation model data were used in this research. Through integrated computer automatic interpretation and visual interpretation methods, the object-oriented image feature extraction method was applied to extract glacier outline information. Glaciers change data were derived from analysis, and the glacier variation and its response to climate change in the period 1956/1963–2007/ 2011 were also analyzed. The results show that：（1） In the period 1956/1963–2007/2011, the Heihe River Basin＇s glaciers had an evident retreat trend, the total area of glaciers decreased from 361.69 km2 to 231.17 km~2; shrinking at a rate of 36.08%, with average single glacier area decrease 0.14 km~2; the total number of the glaciers decreased from 967 to 800.（2） Glaciers in this basin are mainly distributed at elevations of 4300–4400 m, 4400–4500 m and 4500–4600 m; and there are significant regional differences in glaciers distribution and glaciers change.（3） Compared with other western mountain glaciers, glaciers retreat in the Heihe River Basin has a higher rate.（4） Analysis of the six meteorological stations＇ annual average temperature and precipitation data from 1960 to 2010 suggests that the mean annual temperature increased significantly and the annual precipitation also showed an increasing trend. It is concluded that glacier shrinkage is closely related with temperature rising, besides, glacier melting caused by rising temperatures greater than glacier mass supply by increased precipitation to     

阿克苏河流域气候变化对潜在蒸散量影响分析

蒸散发是水文过程的关键环节,研究气候因子对潜在蒸散发的影响,有助于深入认识水文过程对气候变化的响应。本文基于阿克苏河流域1960-2007 年逐日气象资料和Penman-Monteith公式,估算并分析参考作物蒸散量(RET) 时空变化特征,并用多元回归方法定量区分气候因子变化对RET 变化的贡献率。研究发现流域RET 空间差异明显,东部平原区平均年RET 为1100mm左右,是西部山区的近2 倍;东南部绿洲区的RET显著减少,而西部变化复杂。RET变化趋势的季节差异也很显著,以夏季变幅最大,是年变化的主要贡献者。高海拔地区相对湿度对RET变化影响最大,其它区域的风速变化对RET变化的贡献率最高。库车和乌恰站的风速变化对RET变化的贡献率大于50%,是RET变化的主导因素。     

2000-2011 年三江源区植被覆盖时空变化特征

基于MODIS-NDVI 数据,辅以线性趋势分析、Hurst 指数及偏相关系数等方法,本文从三个尺度分析了近12 年三江源区植被覆盖时空变化特征、未来趋势及其驱动因素。结果表明:(1) 近12 年三江源区植被覆盖呈现增加趋势,增速为1.2%/10a,其中长江源区、黄河源区植被均呈增加趋势,而澜沧江源区植被呈下降趋势。(2) 三江源区植被覆盖具有显著的区域差异,且NDVI频度呈现“双峰”结构。(3) 近12 年三江源区植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占64.06%和35.94%,且表现为源区北部增加、南部减少的空间格局。(4) 三江源区植被变化的反向特征显著,植被变化由改善趋势转为退化趋势的区域主要分布在长江源区和黄河源区的北部,而由退化趋势转为改善趋势的区域主要分布在澜沧江源区。(5) 三江源区植被对降水和潜在蒸散的响应存在时滞现象,而对气温的响应不存在时滞现象。(6) 三江源区植被覆盖的增加主要归因于气候暖湿化以及生态保护工程的实施。     

气候变化背景下中国玉米生产潜力变化特征

玉米作为中国第一大粮食作物,探究其生产潜力在气候变化背景下的时空变化特征对中国有效应对气候变化具有重要意义。论文结合全球农业生态区模型、极点对称模态分解方法和集对分析方法,探讨了中国玉米生产潜力的周期性波动特征及长期变化趋势,进而分析了其空间格局演变过程。结果表明：1960—2010年间,中国玉米生产潜力呈增加趋势,由1960年代的9.10亿t增至2000年代的9.45亿t左右。在年际尺度上,中国玉米生产潜力主要以准3 a和准5 a的周期进行波动;在年代际尺度上,存在准10 a和准20 a的波动周期。其中,准3 a的周期波动是中国玉米生产潜力长时间变化的最主要特征,这主要是受年降水量变化的影响。从空间格局来看,中国玉米生长适宜区主要集中在加格达奇—锡林浩特—临河—西宁—天水—中甸沿线以东;1960—2000年间,玉米生产潜力界线在中国东北部和临河—西宁沿线发生了较为明显的移动。华北平原、辽河平原、四川盆地等地区的玉米单产潜力变化趋势具有较强的一致性,松嫩平原、三江平原、关中盆地、长江中下游平原等地区的玉米单产潜力变化过程与上述地区恰好相反。在这2类地区,玉米单产潜力的变化均较显著,但变化方向在年代际尺度上具有交替性。