青岛年降水量和水资源量变化特征研究

采用线性趋势分析、M-K检验、滑动T检验法,对青岛市1956—2016年降水量、地表水资源量、地下水资源量和水资源总量进行变化趋势及突变分析。结果表明：（1）4个指标总体上都呈减少趋势。（2）水资源量的变化趋势受到降水量的影响,地下水资源量与降水量的相关系数最小。（3）M-K检验显示,1967年以后降水量与水资源量均呈减少趋势;降水量于1986—2002年达到显著性水平;地表水资源量与水资源总量均在20世纪八九十年代达到显著性水平;地下水资源量于1983年达到置信度临界值。（4）滑动T检验显示,步长为2时,降水量有1个突变点,为1992年;地表水资源量、水资源总量各有2个突变点,均为1968年和1971年。     

基于集对分析法的喀斯特地区水资源安全动态变化及原因分析——以贵州省为例

根据中国西南喀斯特地区特殊的水文水资源特点,从水资源赋存、供水状况、用水状况、水资源利用效率、水资源管理等五个方面构建了水资源安全评价指标体系,选择SPA（集对分析法）对贵州省2001-2015年水资源安全状况进行了动态评价。结果表明:贵州省2001-2007年水资源处于临界安全状态,2008-2015年水资源整体处于安全和较安全等级（除2009干旱年份外）。从影响水资源安全的5大要素类的变化看,水资源赋存受自然环境因素影响显著,H2值较不稳定;供水状况因受水利工程建设的影响,2001-2015年H2值由0.53上升到0.90;用水状况因生产用水和生态环境用水的提高,H3值由2001年的0.87下降为2015年0.20;水资源利用效率因万元GDP用水量以及农田亩均灌溉用水量的显著下降,H2值由2001年的0.26增加到2015年的0.88,向安全和较安全等级转变明显;水资源管理受生活污水处理率、森林覆盖率显著提高的影响,H2值由2001年的0.09增加到2015年的0.58,由原先的极不安全等级提升到临界安全等级,但在某些方面,如万元GDP污染物减排率等仍有较大的提升空间;供水状况、水资源利用效率、水资源管理这几个方面均表明人类行为对水资源安全影响显著。      

淮河流域降雨时空变化研究

降雨量及其演变规律是表征区域水资源天然禀赋条件的重要内容,直接影响区域水生态系统的健康、区域供用水平衡以及水资源开发利用活动。为充分了解近年来淮河流域降雨变化情况,本研究利用1956—2020年淮河流域141个雨量代表站逐年降雨量资料,对降雨时空变化特征开展研究。研究表明：（1）淮河流域降雨量呈现显著的波动下降趋势,年均降幅约0.55 mm;(2)不同时期降雨量的周期性特征差异显著,具体表现为7年尺度的次周期逐渐消失、2年尺度主周期逐渐加强;（3）地区间降雨分布不均、降雨变异系数Cv差异较大,其由南向北,降雨量由高于1 600 mm逐渐递减到不足600 mm、Cv指标则由0.17增长到0.34左右。     

喀斯特地区水资源安全评价模型构建及其应用——以贵州省为例

为探讨地下水资源丰富而地表水资源短缺的喀斯特地区水资源安全评价问题,以典型喀斯特地区贵州省为例,构建了喀斯特地区水资源安全评价指标体系,将熵权法与模糊综合评价模型相结合,从空间和时间上对贵州省9个州(市)2005-2014年水资源安全进行定量评价,结果表明:贵阳、黔东南、铜仁地区水资源安全处于良好等级,遵义、黔南、毕节、黔西南处于一般等级,安顺、六盘水处于差等级;2005-2014年,贵州省水资源安全相对稳定,都处于一般等级,但水资源安全呈现上升的趋势,这是由于贵州省近年来高度重视生态环境保护的结果。随着生态环境与经济发展矛盾的加剧,贵州省要更多地注重水资源供水安全指标的管理,调整产业结构,使经济、社会效益逐渐成为生态效益的补充和实现形式。      

岩溶地区旅游生态安全评价及趋势分析——以广西为例

岩溶地区拥有丰富的旅游资源,但是生态环境相对脆弱,根据岩溶地区旅游发展的特点,以"压力-状态-响应"（PSR）模型为基础,同时从生态安全的概念出发,涵盖生态风险、生态健康和生态足迹指标,建立了岩溶地区旅游生态安全评价指标体系。调整的主要指标包括:土地压力指标、旅游经济密度、年平均气温和年平均降雨量指标、旅游空间密度、游客密度指数、旅游收入指标等。采用综合指数法和熵权法,分别引入2012年和2007年两年的数据,对广西岩溶地区旅游生态安全的现状、发展趋势及变化趋势的内在原因进行了分析。实证结果表明:（1）从现状评价看,2007、2012年广西岩溶地区旅游生态安全水平总体较低,处于安全级别的城市主要位于广西中部区域,其他城市则处于不安全级别;（2）从影响指标看,经济状态和旅游生态状态对当地的旅游生态安全影响较大;（3）从变化趋势看,广西岩溶地区旅游生态安全状态逐渐好转,广西中部地区保持安全状态,紧邻广西中部地区的地市处于持续危险区域,但综合指数呈上升趋势;梧州和贵港两个位于广西东部的城市同样处于持续危险区域,但是旅游生态安全综合指数呈小幅下降趋势;（4）旅游生态安全状态和趋势与岩溶分布没有显著的相关关系。      

近50多年来我国西部地区降水的时空变化特征

利用1954-2006年我国西部225个气象站的年平均降水量资料, 应用经验正交函数和旋转经验正交函数方法将我国西部分为9个降水类型, 研究了我国西部地区降水的时空变化特征. 结果表明: 南疆盆地、甘肃河西西部和内蒙古西部是我国西部降水年际间变动最大、降水最不稳定的地区, 而四川省西部地区的降水年际变动最小、降水比较稳定. 1954-2006年我国西部地区降水总体呈增加的趋势, 降水空间分布大致以100°E为界, 以西降水增加明显, 以东降水减少. 降水量显著增加的区域是南疆型, 而西北地区东部的关中型的降水减少最为显著. 1980年代中期是我国西部大部分地区降水量变化的转折期. 我国西部的降水变化主要分为5种类型, 年降水量变化存在较为显著的准8~9 a和4~5 a的周期振荡.     

华北地区地下水资源的开发利用及其管理——“六五”(1984—1987)国家重点科技攻关第38项成果简介

华北地区水资源的严重匮乏,是我国水资源供需矛盾最为突出的地区。如何正确估价本区水资源对国民经济建设发展需求所能承受的程度,如何最大限度地发挥区内水资源利用率及其社会,经济效益,如何通过科学管理,调整好供需平衡,寻求缓解出路,是“六五”和“七五”期间本项目攻关研究的主要任务所在。 1、华北地区地下水资源的空间分布和时间变化差异较大这一自然特点是正确评价与合理利用华北水资源的重要依据。从区域水循环与水均衡出发,调查整理了华北地区全区及分区地下水天然资源量,可利用量等数据。亚据此提出了调整区域地下水开采布局、科学用水的     

三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

利用1979-2016年ERA-Interim再分析资料提供的1°×1°水汽通量和大气可降水量（PWV）数据,采用相关性分析、趋势分析法、累积距平及反距离加权（IDW）等方法,研究三江源地区PWV与水汽通量的时空分布特征和降水转化率（PCE）。结果表明:①过去38年来,经、纬向多年平均水汽通量分别为2.0 kg/（m·s）、10.3 kg/（m·s）,水汽通量纬向增幅高于经向,水汽在纬向汇入为主,经向输出为主;② PWV呈微弱增多趋势,年平均PWV为1 791.6~2 278.9 mm,季节平均PWV为122.2~1 134.2 mm,不同季节内空间差异明显;③三江源区多年平均PCE为24.6%,1989年最高,达32.8%;季节与多年平均PCE空间分布一致,都表现出由东南向西北递减的变化特征,季节分布变化差异大;④该地区空中水资源丰富但自然PCE低,开发潜力大,应用前景广阔。     

全球陆地地表水资源演变特征

探究变化环境下全球陆地地表水资源演变特征，是当前水文与水资源学研究关注的热点与难点问题。其中，提高无资料地区水文预报的精度是准确评价全球地表水资源量的重要前提。针对这个问题，本研究在划分全球气候-生态分区的基础上，通过对5种参数移植方法进行比较优选，发现反距离空间插值法与物理相似法相结合的模拟精度最高，进而以此评价了1960—2016年全球、各大洲和重点地区的地表水资源量演变特征。结果表明：在柯本气候分区的基础上，利用生态分区指标进行无监督分类，共获得了229个气候-生态分区；基于全球降水数据和四级水资源区产水系数，获得全球多年平均地表水资源量为41.06万亿m³，与已有研究结果类似；全球、北美洲和非洲的地表水资源量呈现显著下降趋势；地表水资源量呈下降趋势的四级水资源区主要分布在北美洲、南美洲北部和非洲中部等地区。     

黄河流域工业水资源利用效率测度与时空分异

工业水资源利用效率是影响工业用水的核心问题,测度并分析其时空特征可为黄河流域生态保护和高质量发展提供评价依据。将工业用水及水污染排放纳入测度体系,建立非期望产出MinDS窗口模型测算黄河流域工业水资源利用效率,采用核密度估计与变异系数法分析其时空变化,结果表明：2010—2019年黄河流域9省区整体工业水资源利用效率呈现波动性上升的“N”型趋势,总体效率水平有所提高。空间上高效率中心长期位于中下游地区,表现出东高西低的分布态势,效率空间格局非均衡性逐年减弱,分化程度降低。山东、陕西省工业水资源利用效率在流域内处于较高水平,其年平均效率值均超过0.9,2019年流域内中高效率省份占比由2010的44%增加至78%,除青海、甘肃外,均达到中高效率水平。     

贵州省大方县人类活动对土地利用的影响

基于分区—分层—分波段方法,对贵州省大方县1988年、2001年、2009年三期TM影像进行土地利用类型分类,并对其时空变化规律进行分析。结果表明:三个时间段内耕地既有扩张也有缩减,但总体面积减少,减少幅度为33%;林地扩张范围大于退缩范围,总体面积增加,增加幅度为34%;草地面积先减少后增加,空间格局变化剧烈,总体减幅为11%;建设用地数量上持续扩张,增幅比例最大,增幅达715%。总体而言,人类活动是影响大方县土地利用数量和空间格局变化的主要原因,海拔和坡度等自然因素对耕地、林地的扩张和退缩有明显影响。      

Climate change and groundwater resources in Cambodia

Climate change has become a major global concern and threatens the security of natural environmental resources, including groundwater, especially for Cambodia. In this study, literature reviews related to climate change and groundwater resources in Cambodia were evaluated to address the impact of climate change on the groundwater environment. In Cambodia, global climate change will likely affect available water resources by driving changes in the groundwater recharge and usage pattern. Despite a general increase in the mean annual rainfall, a reduction in rainfall is anticipated during the dry season, which could lead to shortages of fresh water during the dry season. The impact of climate change on water resource environments can significantly affect national economic development. Thus, strategic management plansfor groundwater in response to climate change should be established to ensure the security of water resources in Cambodia.     

基于水足迹理论与LMDI模型的贵州省水资源利用评价

基于水足迹理论构建区域水资源利用评价指标体系,分析贵州省2000-2017年水足迹时间变化,并采用LMDI模型探讨人口、经济和技术等驱动因素对水足迹变化的影响程度。结果表明:贵州省总水足迹经历了先波动增长后减少再逐渐增加的过程;水资源自给率年均达到97%以上,对外依赖程度较低;水足迹经济效益值逐年增加明显,水足迹土地密度与总水足迹变化趋势一致,而万吨水足迹人口密度则与总水足迹变化趋势相反;水资源压力指数整体维持在40%以上,其中偏枯水年和枯水年水资源压力指数大于70%;人文驱动因素对水足迹变化的影响程度:经济效应＞技术效应＞人口效应,自然驱动因素中降水量是导致水足迹变化的主要因素。      

气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战

气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题,也是我国可持续发展面临的重大战略问题.在文献综述基础上,总结提出气候变化与水循环是国际全球变化与水科学领域的重大交叉前沿科学问题之一.针对我国严峻的水资源问题和气候变化影响的巨大风险,提出科学基础研究面临的机遇和挑战,其中包括关键的科学问题和需要重点开展基础研究的...     

陕西榆林和河南洛阳地区4 ka BP前后聚落演化差异及其古气候原因

陕西榆林和河南洛阳地区44 Ka BP前后聚落密度统计表明,44 Ka BP之前的龙山时期,两地区人类文化均得到充分发展,区域聚落密度位于中国同时期前列。44 Ka BP之后的夏商时期,洛阳地区聚落密度进一步增加,而榆林地区人口和聚落密度锐减,人类文化呈现明显的衰落趋势。由于地理位置的差异,两地现代年平均降水量相差约200mm。榆林地区人类活动区域主要为黄土丘陵地貌,有限的河流水资源难以利用,旱作农业主要依赖降水。洛阳地区降水丰沛,且盆地平原区可以便利地利用河流水资源,降水波动对区域文化发展影响较小。古气候研究表明,44 Ka BP前后存在1次重要的全新世气候干凉化事件。该事件之后,洛阳地区的年平均降水量大约从650mm降至500mm,仍高于旱作农业所需最低降水量,因而人类文化仍得到进一步发展。榆林地区的年平均降水量大约从450mm降至350mm,由半湿润气候转变为半干旱气候,导致主要依赖降水的旱作农业难以为继。两地区地理位置和环境特征的差异是影响各自文化演化的基础因素,44 Ka BP前后的气候干凉化事件是导致两地文化演化产生两种不同结果的直接原因。     

2000-2014年人类活动对贵州省植被净初级生产力的影响

利用MODIS实际净初级生产力数据与CASA模型估算得到的潜在净初级生产力,建立贵州省2000-2014年人类活动相对贡献指数(RCI),并依据各县喀斯特地貌面积和等级比例探究其年际变化及空间分布特征,再通过相关分析辨析选定的人类活动因子对其的影响。结果表明:(1)贵州省RCI均小于-0.5,人类活动促进了植被净初级生产力的增加,以2007年为转折点,影响程度先增强后减弱;(2)贵州省东北部、中部及西部地区的RCI多大于0,人类活动对生态环境有负面干扰作用;东南部及北部边缘地带的RCI多小于-1,人类活动的正面影响较强;(3)贵州省中部、北部大部分地区的RCI缓慢下降,人类活动对植被的正面影响增强;东南部部分区域的RCI由负转正,人类活动负面干扰作用增强;西南边界地区的RCI呈上升趋势却仍为负值,人类干预程度呈减弱趋势;(4)贵州省农业活动在人类活动的负面影响中有重要作用;城镇化与经济发展对生态环境既有正面影响,也有不可避免的负面干扰。     

Stochastic Simulation of Nonstationary Rainfall Fields, Accounting for Seasonality and Atmospheric Circulation Pattern Evolution

A model for generating daily spatial correlated rainfall fields suitable for evaluating the impacts of climate change on water resources is presented. The model, termed Stochastic Rainfall Generating Process, is designed to incorporate two major nonstationarities: changes in the frequencies of different precipitation generating mechanisms (frontal and convective), and spatial nonstationarities caused by interactions of mesoscale atmospheric patterns with topography (orographic effects). These nonstationarities are approximated as discrete sets of the time-stationary Stochastic Rainfall Generating Process, each of which represents the different spatial patterns of rainfall (including its variation with topography) associated with different atmospheric circulation patterns and times of the year (seasons). Each discrete Stochastic Rainfall Generating Process generates daily correlated rainfall fields as the product of two random fields. First, the amount of rainfall is generated by a transformed Gaussian process applying sequential Gaussian simulation. Second, the delimitation of rain and no-rain areas (intermittence process) is defined by a binary random function simulated by sequential indicator simulations. To explore its applicability, the model is tested in the Upper Guadiana Basin in Spain. The result suggests that the model provides accurate reproduction of the major spatiotemporal features of rainfall needed for hydrological modeling and water resource evaluations. The results were significantly improved by incorporating spatial drift related to orographic precipitation into the model.     

喀斯特洞穴空间分布与河网密度关系研究--以贵州省为例

通过叠加分析探究贵州省喀斯特洞穴位置与河网密度的空间关系,从岩性、构造、气候、地形方面解释两者关系的成因。针对洞穴点位河网密度的统计显示:洞穴点集中分布在河网密度中及偏小的区域,正态QQ图显示洞穴点河网密度大体呈正态分布。分析岩性、构造、气候和坡度等影响因素的结果显示:洞穴主要发育在碳酸盐岩区域,并在纯碳酸盐岩、碳酸盐岩夹非碳酸盐岩、非碳酸盐岩分区上表现出负相关性;断层、褶皱中心缓冲区域洞穴最多,并随距离增大洞穴数量减少;温润气候条件为洞穴及河网发育提供了充足水源,溶蚀强度加大,表现在洞穴密度随降雨量和气温的增长而增加;地形条件限制了水力路径和洞穴发育。多因素促使贵州省发育了成熟的地表、地下两套水循环系统,地表水促进溶洞发育,洞穴反过来限制地表径流发育,两者相互影响,使得洞穴与河网密度呈现集中分布的趋势。     

基于遥感计算云平台高原山区植被覆盖时空演变研究——以贵州省为例

为揭示喀斯特山区植被时空变化规律,选取2000-2018年间1 748景30 m分辨率Landsat-NDVI影像,结合35个气象站点数据,辅以像元二分模型、线性趋势分析及地理探测器等方法,对贵州省19年间年植被覆盖度进行定量估算,分析其植被覆盖度时空变化特征及驱动因素。结果表明:（1）贵州省中、高植被覆盖度以上的区域面积占比约63%,其中高植被覆盖度区域面积占21.16%,主要集中分布于碎屑岩地区。（2）近19年来,贵州省植被覆盖度总体缓慢趋好,年均增长速率为0.4%,严重石漠化样区多年最大植被覆盖度均值始终低于整体植被覆盖度均值。（3）研究期间贵州省植被覆盖度以轻微改善、基本不变两个等级为主,两者面积比重之和约为95.4%,退化区域主要分布在城镇周边,面积比重约为3.8%。（4）气象因素、地理区位各因子间交互作用对植被覆盖度空间格局影响大于单因子作用。综上所述,城镇面积扩展、石漠化治理工程、地理区位及气象因素等是影响植被恢复与生态环境重建的关键要素,研究植被覆盖度多年动态特征力求为相关部门的水土保持、生态环境保护及石漠化治理提供重要的基础数据及科学参考。