《气候变化对我国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策》项目启动

2009年12月7-8日,国家重点基础研究发展计划(973计划)"气候变化对我国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策"项目启动会暨项目课题任务研讨会在京召开。该项目由中国科学院地理科学与资源所主持,夏军研究员担任首席科学家,联合国家气候中心、水利部水利信息中心、北京师范大学、中科院大气物理所、水利部水利水电规划设计总院、中科院东北地理与农业生态研究所等7家国内重要的气候、水文科研单位共同承担。     

作物需水量研究进展的回顾与展望

国内外有关作物需水研究的进展情况和相关估算方法,包括研究内容、定量估算方法和数学预测方法,通过其分析论述了各方法的主要原理、特点及局限性,并指出了日前作物需水研究领域存在的主要问题是在非均一下垫面条件下,植被与环境以及植被间的相互作用要比均一下垫面复杂得多。目前的计算模式存在着许多假设,普适性不够,难以推广应用,今后需进一步研究的课题与采取的研究思路主要是改进蒸散计算方法。最后简要介绍了一种利用遥感蒸散模型率定通用陆面模式CoLM来估算区域陆面蒸散量以及陆地耗水量的思路。     

生态环境需水研究现状和展望

生态环境需水是国内外生态水文学研究的热点问题。本文回顾了国内外生态环境需水研究的现状,并对今后生态环境需水研究进行了展望。研究认为:国外对生态需水的研究侧重于河流生态系统,主要是利用所关心的鱼类对河道物理形态、水流状况等变化的响应关系,来确定河流的最小或最佳流量,研究方法主要以水文学法、水力学法和生境模拟法为主。20世纪90年代后,提出了考虑河流生态系统可接受的流量变化,以维持河流生态系统整体功能为目标确定河流生态需水的研究思路。在国内,生态需水研究起步较晚,但发展较快。研究大致经历了二个阶段:1988年至1998年是对生态需水相关概念的认识阶段,1998年之后才真正进入起步性研究阶段。因此,许多理论和方法都有待加强研究。最后,本文提出了以同位素示踪、遥感等技术为支撑,加强生态需水机理和不同时空尺度生态需水转化等问题的研究。     

基于水文模型的蒸散发数据同化研究进展

本文系统综述了基于水文模型的蒸散发数据同化研究,阐述了蒸散发作为非状态变量构建数据同化演算关系的难点和瓶颈,并系统分析了利用当前各种通用水文模型进行蒸散发同化的可行性.基于此,尝试提出了一种易于操作且具有水循环物理机制的蒸散发同化新方案,该方案利用具有蒸散发—土壤湿度非线性时间响应关系的分布式时变增益模型(DTVGM),并进一步完善DTVGM蒸散发机理,构建基于DTVGM水文模型的蒸散发数据同化系统.该新方案将为区域蒸散发精确模拟提供新的思路和借鉴.     

黔桂喀斯特山区植被变化及其地形效应

为科学认识喀斯特山区植被变化及其地形效应,基于MODIS NDVI数据,采用统计学方法,系统分析2000-2016年喀斯特山区植被变化的时空特征及其与海拔、地形起伏度、坡度、坡向的关系。研究表明,黔桂喀斯特山区植被绿度中部高,西北及东南较低,年均NDVI随海拔和地形起伏度的增加呈单峰曲线变化,峰值位于400~600 m,NDVI随坡度和坡向的变化不明显;2000-2016年大部分地区NDVI呈增长趋势,其中超过20%的地区呈显著增长（P<0.05）,年均增长率约0.0018。西部和东南部绿化趋势最为显著,仅在东北和中东部,NDVI呈下降趋势;NDVI呈增长趋势的比例随海拔的增加而增加,说明该喀斯特山区近年来植被恢复向着良性化方向发展,高海拔植被恢复速率更快,低海拔缓坡处的植被生态建设需要进一步加强。     

陆相盆地地层研究进展

陆相地层与海相地层存在着显著差异,它远不如海相大陆边缘地层那么有规律分布。这点已越来越被人们所认识。陆相盆地沉积作用方式比较复杂,除具有海相盆地的沉积作用方式外,还广泛发育侧向加积作用。这种侧向加积作用是陆相盆地最重要、也是最常见的一种堆积方式,在曲流河、河道、湖泊中甚为发育。陆相地层沉积速率高。地层沉积厚度通常很大,一般达近千米。这是因为陆相盆地被四周的高地环绕,盆地距周围山地距离相对较近,不存在陆源碎屑物质供给不到的地区。源源不断的陆源碎屑物供给,这是陆相沉积速率高的物质基础。陆相地层远不是…     

再论基本层序、相分析在区域地层划分中的作用——以陆相民和盆地下白垩统河口群细分为例

甘肃民和盆地下白垩统河口群是一套厚度较大的复杂岩系 ,颜色、岩性特征仅具二分性 ,长期以来一直以群代组。经过基本层序和盆地相分析 ,河口群具有 4种不同类型的基本层序和不同的沉积相、作用相 ,这 4种不同类型的基本层序和环境相、作用相为盆地开裂、发展、萎缩、消亡不同阶段的产物 ,因而可以划分为 4个组。组的建立 ,给盆地分析带来便利。因而 ,基本层序、相分析是陆相地层划分不可忽视的方法     

厦门岛西水东调对海岛地下水质的影响分析

海岛是一种独特的生态系统, 由于其特殊的水文地质条件, 水资源相对比较贫乏, 一般都依靠地下水维持岛上生产生活用水, 如果地下水质受到影响, 则会带来较大的风险。岛内地表淡水湖泊水体污染严重。为了解决岛内地表淡水湖泊水体污染问题, 决定调用海水对其进行稀释, 而这一方案则有可能造成引水工程沿线海水侵入地下水问题。本文采用有限元方法分析从厦门西侧的筼筜湖经松柏湖调水到钟宅湾对周围地下水质和湖库水体的影响, 以及在丰水年和枯水年湖库水体和海水水体之间的补给关系。分析表明: 工程在一年左右对周围地下水的影响将趋于稳定, 工程沿线150～800m 范围内地下水的盐度产生了明显变化。在枯水年, 由于地下水位下降, 海水有可能会补给湖库, 引起湖泊盐度升高, 对工程沿线特别是饮用水备用水源湖边水库造成潜在的威胁。     

一种基于频率的GCM日降水偏差校正方法改进及其在长江流域的应用

对全球气候模式（GCM）数据进行偏差校正是气候影响评估的前提和基础。通过在等比分布映射（ERCDFm）校正法中引入对降水频率的校正,增补了降水日数偏少情况下的小雨日数,保留了降水频率的长期变化信号,提高降水日数及总降水量的模拟效果。以长江流域1961—2005年的格点化日降水资料作为观测数据,对5个GCM模式历史期以及RCP4.5情景下未来日降水进行校正。结果表明：改进后的ERCDFm校正方法明显改善了降水频率及降水量的模拟。降水频率与年降水量的RMSE分别较改进前降低了83%和58%,偏差值小于50 mm/a的格点占比由改进前31%提高至49%,解决了由于降水频率模拟偏低导致的降水量低估。校正后的预估结果表明：RCP4.5情景下,相对于1986—2005年,2030—2050年长江流域降水呈增加趋势（平均增幅为6.1%）,春、夏、秋、冬各季节降水量的平均增幅为8.2%、6.4%、4.7%和0.7%。     

陆面水文—气候耦合模拟研究进展

陆面水文过程是全球/区域气候模式十分重要而又十分薄弱的环节。本文通过科学文献计量法,分析了陆面水文—气候耦合研究的发展状况及研究热点和趋势,并进一步对研究中存在的问题和挑战进行综述和探讨。现有多数气候模式中的陆面模式主要基于一维垂向结构设计,缺乏对流域尺度水文过程的精细描述,尤其缺乏下垫面人类活动影响的描述。因此,为了科学认识水文过程与气候变化的相互反馈作用机制,大量研究主要通过耦合流域水文模型与气候模式,研究不同时空尺度下水文过程变化的气候反馈效应。陆面过程模式中水文过程的改进和大尺度水文模型发展为陆面水文—气候耦合模拟奠定基础,在此基础上,陆面水文—气候耦合研究正从传统的单向耦合研究逐步发展为考虑气候—水文反馈的双向耦合研究。然而,双向耦合研究远未成熟,其问题集中表现为陆面水文—气候模型耦合过程如何匹配并提高系统稳定性、研制有效的尺度转换方案、完善参数化方案并评估参数不确定性、研制有效参数移植方法并提高模型适用性以及高分辨率甚至超分辨率模拟等方面,逐步解决上述问题并提高模拟精度是未来水文—气候耦合模拟研究的重要发展方向。