科尔沁沙地1961—2021年主要气象要素的变化特征——以奈曼旗为例北大核心CSCD

为了分析全球气候变化背景下科尔沁沙地主要气象要素的变化特征,基于逐月站点气象数据,采用趋势分析、Mann-Kendall突变分析和小波分析等研究方法,分析了1961—2021年奈曼旗主要气象要素(气温、降水量和蒸发量)的多尺度时间变化特征。结果表明:在全球气候变化下奈曼旗各主要气象要素变化显著,其中气温以0.21℃/10a速率极显著升高,降水以-9.2 mm/10a速率极显著减小,蒸发量以32.50 mm/10a速率不显著增加;从季节变化来看,春季和秋季气温、降水和蒸发量均表现为增加趋势,夏季和冬季温度和蒸发量增加,降水量减少。各气象要素出现突变点的时间不同,其中气温为1971年左右,降水为1978年和1987年,蒸发量为2002、2009、2013年。各气象要素在研究时段内均表现出明显的周期变化,其中气温为3~7、14~23、34~43 a,降水量为3~6、8~11、13~23、43 a,蒸发量为5~7、11~16、27、35 a。     

高地下水埋深条件下的农田水热平衡试验研究

本文介绍了1991年在禹城站用五种方法,同时测定和计算小麦的蒸发量,结果发现:1)无论15分钟短时间的,或一日的,或长时期(20天)累计蒸发量,包文比能量平衡法的结果与涡旋相关法、空气动力学法、水量平衡法的结果十分接近。2)土壤蒸渗器所测的蒸发,比所有其他方法均显着偏低。3)证明了土壤蒸渗器本身的工作性能和称重系统是基本正常的。4)试验和计算说明地下水直接参与了对土壤水分补给和蒸发过程,它在水量平衡中的作用已达到30%.5)土壤蒸渗器结果偏低的原因是由于它完全切割了地下水的补给,在高地下水埋深的地方,是不适用的。禹城站新近安装的36吨大型土壤蒸渗器,可以模拟地下水变化,有待进一步的试验。     

近50年中国蒸发皿蒸发量变化趋势及原因

采用Mann-Kendall趋势检验方法、完全相关系数法及多元线性回归模型分析了中国全域及其各气候区近50年的蒸发皿蒸发量变化趋势及原因.结果表明,中国蒸发皿蒸发量存在减少趋势,区域平均减少速率为17.2mm/10a;其中湿润区减少速率最大,为29.7 mm/10a;半干旱半湿润区次之.为17.6 mm/10a:干旱区最小,为5.5 mm/10a.四季中,夏季减少速率最大,全国平均减少速率为16.2 mm/10a,其次为春季,为9.7 mm/10a,秋冬两季减少速率较小.中国蒸发皿蒸发量存在显著减少趋势的地区主要分布在湿润区的长江中下游地区、华南地区和云贵两省,半干旱半湿润区的黄淮海地区、山东半岛和藏东地区,以及干旱区的新疆、甘肃中部和青海省等.完全相关系数法分析表明,气温日较差和平均风速的减小与蒸发皿蒸发量的减少具有最显著的相关性,是蒸发皿蒸发量减少的影响因子.气温日较差的减小主要由云量和人类活动所引起的气溶胶及其他污染物的增加引起,这导致到达地面的太阳辐射强度减弱;而平均风速的减小则主要与全球变暖背景下亚洲冬季风和夏季风减弱导致我国平均风速的减小有关.     

"三元剥蚀"与路南石林发育

石林是一种稀有的喀斯特地貌景观,其发育演化有其独特的过程。本文提出了石林发育的"三元剥蚀"机制,通过对土下溶蚀速率、表土剥蚀速率与(石)柱顶剥蚀速率三者不同组合的分析,讨论了石林发育的方向与趋势,并对当前路南石林发育的阶段和方向进行了具体研究。研究表明,作为石林增长拔高源动力的土下溶蚀强度的影响范围是有限的,其下限约在土下10m处,而真正能促使石林快速发育的深度是在土下2m以内。在现代自然条件下,路南石林顶部的剥蚀降低速度为10.4mm/ka,土下的溶蚀加深速度为26.17 mm/ka,石林的实际高度仍以15.77mm/ka的速度在拔高;表土剥蚀速度为650mm/ka,石林的可见高度现正以639.6mm/ka的速度增加,土壤正以623.83mm/ka的速度快速变薄,表明虽然目前石林的可见高度仍在增加,但其发育的最佳时期已经过去。     

杉木人工林及林下植被细根生物量和形态分布特征

采用土钻法对福建三明杉木人工林样地进行根系采样,主要分析了0～80om土层杉木及林下植被≤1mm和1～2mm细根的生物量及形态特征,结果表明：0—80cm土层内杉木和林下植被≤1mm细根生物量分别为191．1g／m^2、32．83g／m^2,1—2mm细根分别为207．5/m^2、10．86g／m^2;≤1mm细根根长分别为5059．67m／m2、1076．27m／m2,1～2mm细根根长分别为962．87m／m^2、52．23m／m^2;≤1mm细根表面积分别为24．62m^2／m^2、3．41m^2／m^2,1—2mm细根表面积分别为3．39m^2／m^2、0．15m^2／m^2．林下植被≤1mm细根的生物量、根长及表面积占其总细根生物量、总根长和总表面积的比例均远高于杉木的．杉木人工林中,杉木≤1mm细根的比根长大于林下植被,而组织密度则小于林下植被;杉木1～2mm细根的比根长略小于林下植被,组织密度也小于林下植被．杉木和林下植被各个径级细根生物量的垂直分布格局基本一致,大致表现为随土层增加呈减少的趋势;根长和表面积垂直分布规律并不明显,但均表现出表层土壤大于底层土壤．各个土层杉木细根的生物量、根长和表面积所占比例明显大于林下植被．0—10cm土层中≤1mm细根林下植被生物量、根长、表面积所占总的生物量、根长、表面积的比例大于杉木．     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

柴达木盆地西缘尕斯库勒湖流域地下水流数值模拟及地下水资源评价

尕斯库勒湖流域所属行政区茫崖市自建市以来尚未建设较大规模的集中供水水源,在以水定产、以水定城的城市发展构架下,评价流域地下水资源及开采潜力对城市发展至关重要。文章基于资料收集、动态长观、钻孔抽水试验等手段,采用断面径流量法结合流域尺度的数值模拟,评价了区内地下水天然资源量和允许开采量,并对地下水开采后对水文环境的影响进行了评估。结果表明:尕斯库勒湖流域地下水天然资源量为 98.82×104m3/d,允许开采量为 23.5×104m3/d,地下水资源开采系数 <0.4,开采程度低;开采稳定后下游泉水减少 10.89×104m3/d,蒸发量减少 12.88×104m3/d,开采量和泉水及蒸发量减少之和相等,开采地下水间接袭夺了无效蒸发和部分泉水;下游湿地区降深≤0.5 m,湿地面积不产生退化;尕斯库勒湖入湖量减少 2.53×104m3/d,能维持湖泊及湿地周围生态环境的良性循环。     

古尔班通古特沙漠风沙土土壤蒸发特征

土壤表面蒸发是降水的无效损失,其大小直接决定着降水转化为有效土壤水的效率,从而间接决定了植物可利用水分的多寡。在降水稀少的沙漠区,定量认识土壤蒸发的大小和其所占降水的比例显得尤为重要。在2004年全生长期(5~9月)应用自制的微型蒸渗仪(Micro-Lysime-ter)测定了风沙土(有结皮覆盖的丘间低地和裸露沙丘顶部)和对照的荒漠盐碱土的土壤蒸发。结果表明:在相似的气象条件下,风沙土区的丘间低地和荒漠盐碱土的日平均蒸发量分别约是裸露沙丘(风沙土区)的2倍和3倍。整个生长期裸露沙丘的累积蒸发量为18.7mm,丘间低地为38.8mm,荒漠盐碱土为52.1mm。根据整个观测期的累积蒸发量和累积降雨量计算得出的蒸发降雨比分别为:裸露沙丘0.20,丘间低地0.42,荒漠盐碱土0.62,表明裸露沙丘由降水转化为土壤水而储存的比率最高。同时,从数据分析中可以看出:在风沙土区0~5cm土层的含水量对土壤蒸发起决定作用,而盐碱土区的土壤蒸发则受到更深层次土壤水分的影响。裸露沙丘低的土壤蒸发、高的降水转化效率,为植被恢复奠定了良好的基础。因此,裸露沙丘的低蒸发量可以视为植被状况对生态水文过程的一种良性反馈。     

河北省近40年蒸发皿蒸发量变化特征及影响因素初探

利用河北省区域1963-2003年50个站蒸发皿蒸发量资料,分析了蒸发量变化及影响因素。结果表明:近40年来河北省区域平均年和四季蒸发量变化,由60、70年代偏多转为80、90年代偏少,转折年均在70年代末和80年代初。春、夏季蒸发量减少趋势明显,分别为-31.3、-27.4mm/10 a,年蒸发量的减少主要是由春、夏季减少所致;对蒸发量的空间分析表明,区域内94%的站点呈减少趋势,70%站点减少趋势显著,减少速率最大区域在冀中南部东部区域,减少速率在-100mm/10 a以上;蒸发量变化与各要素相关分析表明,蒸发量变化与日照时数、低云量、气温日较差相关显著,而日照时数、低云量、气温日较差与太阳辐射大小关系密切,因此,太阳辐射是影响蒸发量变化的主要因素,同时平均风速的减少对蒸发量的减少也起着重要作用。     

长江流域实际蒸发量的变化趋势

采用经过参数率定的区域蒸散互补关系原理AA模型和全球海气耦合模式ECHAM5/MPI-OM估算长江流域1961-2007 年的实际蒸发量,运用线性回归法和非参数Mann-Kendall 秩次相关检验法对2 种方法估算的实际蒸发量进行年、年代际和季节变化特征分析与对比,揭示长江流域实际蒸发量的变化规律。结果表明：长江流域年实际蒸发量呈现显著的下降趋势,2种方法估算的结果分别以-9.3 mm/10a 和-3.6 mm/10a 的速度下降,从20 世纪90 年代开始实际蒸发量的下降幅度明显增大;在季节变化上,2 种方法估算的结果在春、秋季均呈现显著的下降趋势,在夏、冬季表现为相反的变化趋势;在空间差异上,流域各地区的变化趋势总体较一致,其中以中下游地区的变化趋势最为显著。     

四川瓦屋山地区气候资源特点与利用对策

对瓦屋山地区海拔 90 0m～ 2 80 0m的气候资源特点进行了较为系统的研究 ,结果表明 :该区域年均降雨量和蒸发量分别为 2 2 3 8mm～ 2 558mm和 3 64mm～ 64 2mm ,6～ 9月的降雨量占全年的 57 3 %～ 65 4 % ,日最大降雨量可达 2 0 3mm～ 3 1 0mm ,年均降雨天数 2 0 5d～ 2 78d。年均气温 3 9℃～ 1 4 5℃ ,年均≥ 1 0℃有效积温 1 0 96 0℃～ 4 671 1℃ ,年均相对湿度 82 3 %～ 92 % ,年均日照时数 3 3 0 0h～74 4 9h ,年均雾日数 1 2 1d～ 2 79d。最后 ,对该区域的气候资源和利用对策进行了讨论。     

博斯腾湖水面蒸发量计算方法比较与验证

本文应用φ_(20)与E_(601)蒸发器观测资料及蒸发系数订正法和修正的彭曼公式法分别求算了博斯腾湖(下称博湖)的水面蒸发量,其结果是:用φ_(20)和E_(601)系数订正法分别为967.8mm/a和964.3mm/a;用彭曼公式法为981.5mm/a。三者结果基本一致,且与最近发表的有关资料和研究结果也很接近。对确定博湖近实际的蒸发量、丰富其计算方法和资料有一定意义,并且获得的结果能互相验证。     

砂田退化对土壤温度和蒸发影响的模拟研究

根据砂田不同耕作年份实地取样,并进行粒径分析,结果表明,砂层中混入的土含量随着砂田耕作年限增加而逐步增加;参照实地取样后粒径分析,以砂层混入土的不同重量百分比梯度设置处理T1-5%、T2-10%、T3-20%、T4-25%、T5-30%、T6-40%,并设对照CK1(纯砂砾覆盖)和CK2(无覆盖裸地),进行温度变化和蒸发效应的模拟研究。结果表明,5 cm、10 cm的土壤温度在8:00和20:00均随着退化程度的加重而降低,而在中午则呈横置S状;与对照纯砂砾覆盖CK1相比日高温延时性随退化程度加重而逐步减弱,日积温减小且昼夜温差增大;蒸发强度随着砂田退化程度的加重而逐渐增强,无覆盖处理蒸发量约是纯砂砾覆盖蒸发量的3倍,而严重退化的处理T5 、T6分别是纯砾石覆盖的2倍,即严重退化砂田年蒸发量要比CK1多110 mm。     

禹城沙地水分动态规律及其影响因子

通过对禹城沙河地沙土土壤水分动态监测,分析其土壤水分剖面变化,得出本沙地土壤水分动态变化规律:依据降水、植被、地下水和土壤将土壤水分垂直剖面划分为表层0-10m或0-20cm干沙层,20-40cm土壤水分变化剧烈层,40-80cm土壤水分活跃层,80-120cm以下土壤水分深部稳定层;沙地土壤水分随季节变化划分为,春季水分变化较微──弱失水阶段,夏季水分剧烈变化──降水补给阶段,秋季水分变化缓慢——失水阶段,冬季水分变化较微弱──调整阶段。     

沙漠人工植被区土壤蒸发测定

在2003年生长季,应用自制的微型蒸渗仪(Micro Lysimeter)、大型称重式蒸渗仪(Lysimeter)和TDR对比测定沙漠油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana korshinskii)人工植被区与裸沙土壤蒸发,结果表明:在沙漠人工植被区由于植被比较稀疏,土壤蒸发不受植株的遮阴的影响,但不同样地的蒸发量是有差异的,而样地和位置间的互作不显著。为提高蒸发测定精度,建议微型蒸渗仪勤于换土,尤其是在大降水发生之后;将横插式 TDR探头改为竖插式能探测到小降水后的蒸发量。在沙漠区有很大比例的蒸发发生在紧接降水之后。以微型蒸渗仪的测定结果为主,结合大型称重式蒸渗仪的测定结果推算出整个试验期间的裸沙、油蒿和柠条样地的蒸发量为 111.6mm、93.8 mm和99.3 mm,油蒿和柠条样地的蒸发量分别占同期蒸散量的45.1%和43.6%;油蒿和柠条样地均以8月份日蒸发量0.93 mm·d^-1和1.10 mm·d^-1最高,5月份日蒸发量0.30 mm·d^-1和0.28 mm·d^-1最低。     

高效卤水浓缩方法研究

针对盐田自然蒸发中卤水浓缩效率低的情况,本文提出了一种装置:空气能蒸发器;基于增大蒸发面积的原理,将二维蒸发平面扩展为三维,通过考察风速、单位体积蒸发面积对蒸发量的影响,得出了最佳蒸发量对应的单位体积蒸发面积。当单位体积蒸发面积为196m~2/m~3时,单位装置体积的每小时蒸发量最大,可达30 kg/m~3h~(-1),之后考察用该装置蒸发卤水的效果,本装置蒸发效果较好,效率很高,对盐田生产具有一定的指导意义。     

生长季流动沙地水量平衡研究

利用水分分配箱对流动沙地土面蒸发量和入渗补给量的月动态特征及其水量平衡作了定量研究。结果表明:①生长季流动沙地土面蒸发量从４月开始逐渐增大,至８月达到蒸发的最高点,９月蒸发量开始回落;5月、6月受气温的影响蒸发量相对较小,只占到同期降水量的30%~40％,有利于土壤储存更多的水分;生长季总蒸发量为167.42 mm,占同期降水量的76.07％,远小于固定沙地小叶锦鸡儿灌丛蒸散量占同期降水量的135.83％的比值。②补给量从4月开始逐渐增大,8月达到最大值16.79 mm,进入9月,随着降水量的减少以及8月较大的蒸发消耗,补给量迅速减少。补给系数从5月至8月逐渐增大,最大值可达到26.73％,平均值为15.09％。     

黄淮海平原风沙化土地的形成与治理：以山东禹城沙河地区为例

本文以中国科学院兰州沙漠研究所在山东禹城沙河地区所进行了风沙化土地开发性应用研究为基础，从基质，气候，人为不合理利用３方面分析了风沙化土地的形成条件，对沙害防治途径及综合治理配套技术做了探讨，以期在黄淮海平原同类地区得到推广和应用。     

上海近30年来蒸发变化及其城郊差异分析

统计分析了上海龙华中心气象站和周边9个郊区气象站1970~2000年蒸发资料,结果表明:(1) 近30年来,上海郊区的蒸发变化和气候的冷暖期变化基本一致,20世纪80年代郊区蒸发量总体明显低于70年代;进入90年代增暖期后,郊区蒸发量呈逐渐上升趋势。(2) 市区蒸发状况与郊区出现明显反差,20世纪80年代市区蒸发量高于70年代,90年代以后市区蒸发量总体明显下降,与郊县蒸发量变化趋势相背离。(3) 城郊蒸发量历史资料系列的配对样本T检验表明,近30年来上海地区的蒸发存在明显的城郊差异,城郊蒸发的差异及变化与区域下垫面状况关系密切。     

黑河调水以来额济纳盆地湖泊蒸发量

在GIS技术支持下结合气候条件的变化,对黑河调水以来额济纳盆地的湖泊面积变化和蒸发量变化进行分析.结果表明:额济纳盆地湖泊主要包括东、西居延海和进素土海子,各湖泊在2002年7月后陆续恢复,其中东居延海2004年后常年蓄水,进素土海子在2008年后常年蓄水,西居延海为季节性湖泊.盆地内湖泊总面积最大达到103.85 km²,年蒸发量最大达到1.79×10⁸ m³.湖泊除受地表调水补给外,还受地下径流补给,2005年后东居延海每年接受地下径流净补给量约2500×10⁴～3000×10⁴ m³.