基于Mann—Kendall检验的生态足迹时间序列趋势性分析

生态足迹作为一种可持续发展的定量评价指标得到了广泛的应用,但由于其静态性等特点,使得计算结果不能很好地反映发展的动态变化。本文引入Mann-Kendall检验对生态足迹时间序列进行趋势性分析,以江苏省阜宁县生态经济系统为例进行检验,并将结果同线性回归检验结果进行比较,结果表明：江苏省阜宁县的人均生态足迹、人均生态赤字都具有显著上升趋势,人均生态承载力虽也有上升趋势,但不如前几项明显。万元GDP生态赤字虽有下降趋势,但其趋势并不显著。线性回归检的结果与Mann-Kendall检验相同,表明Mann—Kendall检验可以很好地得出生态足迹时间序列的趋势性以及趋势性大小（斜率）。     

黑河流域土地荒漠化及其变化趋势

黑河流域土地沙漠化程度与演变过程的空间分异显著,高台、临泽、金塔及额济纳旗等地,沙漠化土地占土地总面积的54.90%~64.30%,生态环境脆弱;民乐、肃南、高台、金塔及额济纳旗境内,严重沙漠化的流动沙丘所占比率较大,约占沙漠化土地面积的22.51%~35.07%,现代沙漠化强烈。近年来,中游地区沙漠化演进呈下降趋势,受气候干暖化和土壤潜在沙漠化环境影响,流域部分地区未来沙漠化将加剧扩展,但流域人类活动对流域沙漠化演变趋势有明显影响。     

黑河出山径流过程与气象要素多尺度交叉小波分析

运用交叉小波对黑河上游野牛沟气象站1959-2010年和祁连气象站1957-2010年年降水(AP)与年均气温(AAT)、北极涛动指数(AOI)和莺落峡站(1944-2010年)的年均径流量(AAR)进行了多尺度分析。结果表明:AOI存在3~5 a尺度的显著周期,AAT存在3 a尺度的显著周期,AP存在3 a和4~6 a尺度的显著周期,AAR存在3 a、2.5~4 a和5 a比较显著的周期;黑河上游径流的增加主要是受"暖湿"气候影响;AAR与AOI、AAT呈现出3 a的负相关和3~4 a的近似负相关共振周期,AAR与AP存在2~7 a的显著性的共振周期,降水对径流的影响很大,为径流的主要补给来源;受AOI的影响,AAR在1987年发生3 a周期的"丰-枯"转换,受AAT的影响,AAR在1974年和1996年发生3 a周期的"丰-枯"转换,受AP的影响,AAR在1986年发生3 a周期的"丰-枯"转换。降水和气温是影响径流变化的主导因素。     

黑河流域中上游湿地生态功能评价

从湿地生态评价体系和湿地生态评分标准入手,基于层次分析法(AHP)对黑河流域中上游具有代表性的8个较大湿地区域进行生态功能综合评价,结果表明:黑河流域中上游湿地生态功能依次为:祁连冰川湿地功能最好;高山灌丛草甸湿地次之;黑河干支流沿岸湿地区、肃南明海湿地、临泽双泉湖草本沼泽、民乐永固沼泽湿地的生态功能有所退化;甘州区城郊芦苇(Phragmites australis)湿地、高台盐田湿地功能退化较为严重。这一结论可为黑河流域湿地资源恢复、保护和可持续发展提供科学依据。     

黑河流域中上游地区降水中氢氧同位素与温度关系研究

根据黑河流域中上游地区所取得的降水水样和降水气象资料,分析了该区域降水中氢氧同位素随温度的变化特征,研究了内陆河黑河流域中上游地区降水中氢氧同位素与温度的关系,揭示了降水中氢氧同位素随温度的变化规律。降水中氢氧同位素与温度有很好的正相关关系,且与降雨前后平均气温之间的相关性优于与降雨前和降雨后气温之间的,温度与δ~(18)O之间的相关性优于与δD的。在黑河流域,局地性降水的增加影响降水中氢氧同位素与温度之间的关系,在山前或山前盆地,因局地性降水增加,所以降水中氢氧同位素与温度的关系与山区相比较差。     

黑河流域气象要素与全球性大气环流特征量的多尺度遥相关分析

黑河流域生态-水文过程集成研究是我国近年来干旱半干旱地区的研究热点,气候变化条件下流域生态-水文过程的响应机制是其中一个重要科学问题。基于1956-2015 年黑河流域气温、湿度、降水观测数据及多个大气环流特征量监测资料,采用小波分析方法研究了流域气象要素与大气环流特征量的周期性及遥相关。结果表明：（1）流域气温与大气环流特征量的遥相关关系最为明显,湿度、降水次之。（2）气温与Niño3.4 SSTA、SOI 的显著遥相关共同周期为12～16 a,与NAO、AO为9～11 a,与WP遥相关周期为5～9 a,与PDO为8～15 a。（3）湿度与NAO遥相关周期为4～5 a,与POL为3～6 a,与WP为9～15 a,与PNA为2～8 a。（4）降水与Niño3.4 SSTA遥相关周期为9～15 a,与NAO为2～4 a,与AO为3～7 a,与POL为11～19 a,与WP为9～14 a。（5）上述各遥相关周期的地域分布、显著时段与时滞特征各有差异。本文研究有助于加深流域气象要素对环流特征量响应机制的认识,为我国干旱半干旱地区内陆河流域严峻的水-生态问题的解决及水资源管理提供依据。     

拉萨河流域近50 年来径流变化趋势分析

以拉萨水文站以上流域为研究区, 基于拉萨水文站和唐加水文站的水文实测数据和当雄 县等3 个气象站的气候观测数据, 统计分析了1956~2003 年研究区径流的年内、年际变化, 利用 Mann- Kendall 趋势分析法和Pettitt 变点检验法分析了拉萨河流域径流的变化特征, 采用多元回 归方法分析了气候因素( 气温、降水) 对径流变化的影响。结果表明: ( 1) 研究时段内, 径流年际变 化波动较大, 在1970 年前后径流发生了较大的突变, 呈现出明显的增加趋势, 尤以近20 年来的 趋势最大; 月均径流的年际变化中, 有增加趋势的主要分布在冬半年( 11～4 月) 和夏半年的个别 月份( 5、7、9 月) ; ( 2) 流域内气候变化趋势与径流变化趋势基本一致, 但不同月/年均径流受不同 气候因素影响, 主要表现在年平均尺度上受降水影响较大, 在月平均尺度上, 夏半年径流增加趋 势受降水增加影响较大, 而冬半年径流变化则主要与气温有较显著相关性, 其主要原因可能是全 球变暖导致冰川融水增加。     

基于大型底栖动物完整性指数的黑河中上游水生生态系统健康评价

为探究中国高寒内陆河流的健康状况,多年在黑河上中游采集大型底栖动物和水样样品,采用生物参数分布范围分析、生物判别能力分析以及相关性分析的方法,构建了由总分类单元数、水生昆虫分类单元数、前三位优势分类单元、捕食者%、敏感类群%及耐污类群%组成的黑河大型底栖动物完整性指数(B-IBI)评价体系。结果表明:(1)基于比值法得到黑河河流健康评价等级:B-IBI>3.28为健康,2.46     

黑河流域气象要素与全球性大气环流特征量的多尺度遥相关分析北大核心CSCD

黑河流域生态-水文过程集成研究是我国近年来干旱半干旱地区的研究热点,气候变化条件下流域生态-水文过程的响应机制是其中一个重要科学问题。基于1956-2015年黑河流域气温、湿度、降水观测数据及多个大气环流特征量监测资料,采用小波分析方法研究了流域气象要素与大气环流特征量的周期性及遥相关。结果表明:(1)流域气温与大气环流特征量的遥相关关系最为明显,湿度、降水次之。(2)气温与Ni?o3.4 SSTA、SOI的显著遥相关共同周期为12~16 a,与NAO、AO为9~11 a,与WP遥相关周期为5~9 a,与PDO为8~15 a。(3)湿度与NAO遥相关周期为4~5 a,与POL为3~6 a,与WP为9~15 a,与PNA为2~8 a。(4)降水与Ni?o3.4 SSTA遥相关周期为9~15 a,与NAO为2~4 a,与AO为3~7 a,与POL为11~19 a,与WP为9~14 a。(5)上述各遥相关周期的地域分布、显著时段与时滞特征各有差异。本文研究有助于加深流域气象要素对环流特征量响应机制的认识,为我国干旱半干旱地区内陆河流域严峻的水-生态问题的解决及水资源管理提供依据。     

山东省主要城市重点供水水源地水质变化趋势检验方法探讨

城市供水水源地在促进城市的发展、解决城市水资源供需矛盾等方面发挥了重要的作用。目前山东省主要城市重点供水水源地共25处,本文采用水质综合指数法对2016年的水质状况进行评价,并根据2007~2016年期间水源地水质指标和水质指数WQI值分别进行了季节性Kendall检验和趋势线直观分析,通过两种评价结果的对比综合分析山东省水源地水质变化趋势。结果表明,山东省水源地现状水质较好,采用两种检验方法所得出的水源地水质变化趋势基本一致,避免了采用单一分析方法进行趋势分析的的局限性,互为补充和验证,分析结论合理可靠。     

黑河中游灌区水化学空间变异特征

黑河中游分布着大型农灌区,是黑河流域人为干预作用最为强烈的区域.综合运用水化学数理统计和水化学类型分析方法,对灌区地表水与地下水的水化学特征进行系统分析,结果表明:(1)黑河中游灌区地表水与地下水主要水化学类型从东南向西北都经过了由HCO3--SO42-型水向SO42--HCO3-型水,再向SO42--Cl-型水演化的...     

1956-2003年拉萨河流域径流变化趋势

Taking the Lhasa River Basin above Lhasa hydrological station in Tibetan Plateau as a study area, the characteristics of the annual and monthly mean runoff during 1956-2003 were analyzed, based on the hydro-data of the two hydrological stations （Lhasa and Tanggya） and the meteorological data of the three meteorological stations （Damxung, Lhasa and Tanggya）. The trends and the change points of runoff and climate from 1956 to 2003 were detected using the nonparametric Mann-Kendall test and Pettitt-Mann-Whitney change-point statistics. The correlations between runoff and climate change were analyzed using multiple linear regression. The major results could be summarized as follows： （1） The annual mean runoff during the last 50 years is characterized by a great fluctuation and a positive trend with two change points （around 1970 and the early 1980s）, after which the runoff tended to increase and was increasing intensively in the last 20 years. Besides, the monthly mean runoff with a positive trend is centralized in winter half-year （November to April） and some other months （May, July and September）. （2） The trends of the climate change in the study area are generally consistent with the trend of the runoff, but the leading climate factors which aroused the runoff variation are distinct. Precipitation is the dominant factor influencing the annual and monthly mean runoff in summer half year, while temperature is the primary factor in winter season.     

The trend on runoff variations in the Lhasa River Basin

Taking the Lhasa River Basin above Lhasa hydrological station in Tibetan Plateau as a study area, the characteristics of the annual and monthly mean runoff during 1956?2003 were analyzed, based on the hydro-data of the two hydrological stations (Lhasa and Tanggya) and the meteorological data of the three meteorological stations (Damxung, Lhasa and Tanggya). The trends and the change points of runoff and climate from 1956 to 2003 were detected using the nonparametric Mann-Kendall test and Pettitt-Mann-Whitney change-point statistics. The correlations between runoff and climate change were analyzed using multiple linear regression. The major results could be summarized as follows: (1) The annual mean runoff during the last 50 years is characterized by a great fluctuation and a positive trend with two change points (around 1970 and the early 1980s), after which the runoff tended to in-crease and was increasing intensively in the last 20 years. Besides, the monthly mean runoff with a positive trend is centralized in winter half-year (November to April) and some other months (May, July and September). (2) The trends of the climate change in the study area are generally consistent with the trend of the runoff, but the leading climate factors which aroused the runoff variation are distinct. Precipitation is the dominant factor influencing the annual and monthly mean runoff in summer half year, while temperature is the primary factor in winter season.     

黑河流域中游荒漠典型区域植被生物量及其影响因素

以黑河流域中游荒漠区地表植被和土壤水分2008—2016年长期定位监测数据为依据,深入分析了试验区植被高度、盖度、密度和土壤水分变化对植被地上生物量的影响,确定了各相关因子的贡献率,为黑河流域荒漠化区生态治理提供数据支撑。结果表明：龙首荒漠区9年间的生物量变幅85.8—214.6 g·m^-2,2015年的群落平均盖度和生物量最大,分别为33.7%和214.6 g·m^-2,群落密度对生物量的年际变化贡献大,贡献率27%,群落高度、10—20 cm层次土壤水分对生物量的年际变化贡献次之,贡献率14%;西洞荒漠区生物量变幅55.1—109.8 g·m^-2,群落盖度、植株密度和高度等生物因子对其生物量的年际变化影响较小,而0—40 cm层次土壤含水量的变化对西洞荒漠区生物量年际变化的贡献较大,为20%以上。     

黑河流域水资源承载力分析计算与对策

根据干旱区水资源开发利用阶段可用水资源的计算方法和内陆河流域社会经济发展及其需水预测,分析计算了黑河流域中游地区的水资源承载力。结果表明,当完成水资源开发利用第二阶段,可用水资源在首先保证未来50 a内流域中游地区人口、环境和工业等部门发展的需水后,农业灌溉用水的总量将还有所增加,水资源不会成为社会经济发展的制约因素,可以使绿洲和农业走可持续发展道路。但东干流中游张掖盆地,因要在下世纪初完成分水指标,在下世纪的前20 a农业灌溉用水有缺口,但只要加大农业节水力度,在此期间提前完成农业节水目标的60%,就能顺利渡过今后20 a的社会经济快速发展时期。如果在2050年能按计划完成流域社会经济发展的预测目标,则届时流域人均国内生产总值将超过一万美元,可以达到世界中等发达国家的水平。     

黑河流域湿地资源保护对策

黑河流域湿地资源由于管理体系不完善,造成了湿地资源的破坏、锐减和生态质量下降.使得黑河流域湿地资源的保护所面临的形势不容乐观。今后应按照全面保护、生态优先、突出重点、合理利用、持续发展的方针,坚持以保护求持续发展,以发展促湿地生态保护的战略,加强对黑河流域湿地资源的保护。     

黑河流域水资源研究进展

作为典型的内陆河流域,黑河流域历来是研究寒区、旱区水文与水资源的热点地区。水资源是联系该流域生态系统和经济系统的纽带,更是其社会经济环境可持续发展最主要的限制因子。因此,对于黑河流域水资源的研究非常广泛,也取得了很多高水平的研究成果,这些研究内容主要包括：上游产流区的冰雪变化与黑河径流量、黑河出山口径流变化特征及其对气候变化的响应以及径流量的模拟与预测;中下游耗散区的水资源利用状况及对策;同位素、水资源承载力以及水资源管理的理论方法和措施。今后的重点应从流域的宏观尺度,开展黑河流域生态经济的综合研究、生态水文学和水污染问题的研究。     

近50年黑河流域的冰川变化遥感分析

黑河流域作为中国西北地区第二大内陆流域,其景观类型完整、流域规模适中、社会生态环境问题典型,已成为寒区、旱区水文与水资源研究的热点地区。本研究结合1：5 万地形图、Landsat TM/ETM+遥感影像及数字高程模型数据,运用面向对象的图像信息自动提取方法,建立冰川信息提取知识规则,对近50 年黑河流域的冰川变化进行遥感分析。结果表明：（1）20 世纪60 年代黑河流域内的967 条冰川到2010 年左右,减少为800 条冰川,减少数量明显;冰川面积由361.69 km²退缩为231.17 km²,共减少130.51 km²,退缩率为36.08%,平均每条冰川面积退缩0.14 km²。（2）黑河流域冰川分布及变化存在显著的区域差异性,黑河冰川退缩率比北大河大16%左右;冰川末端主要分布在4300~4400 m、4400~4500 m和4500~4600 m海拔区间内。（3）与西部其他山地冰川相比,黑河流域冰川退缩率较高。（4）根据流域内6 个气象站资料分析表明,降水增加对冰川的补给无法弥补气温上升导致的冰川消融所带来的物质损失,是黑河流域冰川普遍萎缩的关键因素。     

Accuracy evaluation of two precipitation datasets over upper reach of Heihe River Basin, northwestern China

As an important forcing data for hydrologic models, precipitation has significant effects on model simulation. The China Meteorological Forcing Dataset (ITP) and Global Land Data Assimilation System (G...