气候变化和人类活动对中亚地区水文环境的影响评估

中亚地区是我国天气的上游区,生态环境异常脆弱,必须要保证该地区生态环境和资源安全,水资源安全首当其冲.研究和评估气候变化和人类活动对中亚地区水文环境的影响,具有重要的战略意义.近百年来中亚地区气候有暖湿化趋势,气温增温持续时间较长且增温幅度较大,近50a增暖更加明显(0.47℃·(10a)^-1),其中冬季增温最快,预估未来会延续变暖的态势;同时20世纪80年代之后降水量持续波动上升.气候变化对该地区水资源的时空分布及湖泊变迁造成了重大影响,人类活动加剧了水资源短缺,近50a来锡尔河和阿姆河入咸海径流量均呈减少的趋势,20世纪70年代之后拦水蓄水水库等水利工程的建设,加上灌溉用水的增加,导致两河入咸海水量骤减;而1987年之后两河入咸海水量回升,主要是气温回暖、降水增多,加速了常年积雪和冰川融化,使得进入河道的径流量增加.同时,湖泊水位下降,面积收缩,水质恶化.中亚水资源问题主要是跨国水资源分配和水环境恶化问题,要做好水资源评估和用水规划工作,建立覆盖全区域的水资源环境监测网络.中亚国家需要共同参与制定一套完整的、综合考虑人口、社会经济、生态环境等因素的水资源管理政治立法决策体系,构建中亚各国人水和谐、互利共存的水资源新秩序,以水资源可持续利用来支持经济与社会的可持续发展.     

水文要素变异的人类活动影响研究进展

重点针对人类活动导致的水文要素变异问题从以下3个方面分析了研究进展:①综述了人类活动水文效应研究的定性和定量2类成果,分析了作为揭示人类活动的水文效应机理的综合驱动因子的研究现状,剖析了人类活动水文效应定量化研究的方法模式;②综述了水文要素时间序列变异特征及变异点位置的识别研究成果,分析了现有的统计识别方法和差异信息熵等新技术、新理论在变异点识别中的应用,简析了目前研究尚不多的水文要素空间变异性研究方法;③描述了分离气候变化和人类活动对流域水文要素影响的2类主要方法:分项调查法和水文模型法,分析了土地利用/覆被变化对水文系统作用的驱动机理模型,综述了农区下垫面变化对水文要素变异的贡献分解方法.通过综述,指出了现有人类活动水文效应、水文要素变异性识别、下垫面变化对水文要素变异的驱动机理等方面的研究不足和问题.提出了未来需要重点加强气候变化与人类活动对水文要素变异驱动机理及贡献分解研究,加强水文要素时空变异特性的诊断,重构水文要素变异环境下洪涝极值等特征量及其重现期的新概念和新定量等.     

人类活动与气候变化对科尔沁沙质草地植被的影响

1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动和气候变化对草地植被的影响。研究结果表明：①人类放牧活动对沙质草地植被具有显著影响,其中轻度放牧可使原退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和多样性明显提高,中度放牧下虽然草地植被盖度和高度有所下降,但对物种丰富度和多样性无不良影响,持续过度放牧可以导致草地植被迅速破坏;②围栏封育可以促进退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和植物多样性得到较快恢复,其恢复速度是草层高度＞植被盖度＞物种丰富度＞多样性;③暖湿气候有利于草地维持较高的植被盖度、高度、物种丰富度和多样性,而持续干旱会导致相应指标的明显下降,多雨时期气温变化对植被的影响较大,干旱时期降水变化对植被的作用较强。     

人类活动对水文干旱形成与发展的影响研究进展

在高强度人类活动对地球系统产生全方位深刻影响下,干旱灾害已经不再是严格意义上的自然灾害,而成为自然-人为复合灾害。人类活动通过改变大气成分(主要通过温室气体排放)引起全球或区域性水循环过程的变化,导致气象干旱时空特性变化,从而间接影响到水文干旱的形成发展;通过改变河流蓄存状态与水力联系(主要通过蓄、引、提、调水工程)以及用水特性变化,改变河流与地下水系统调蓄功能与产汇流过程,从而直接影响到气象干旱向水文干旱的传递过程以及水文干旱的发展过程。考虑自然和社会水循环之间复杂的相互作用过程,揭示人类活动对干旱形成与发展的影响是干旱研究的重要发展方向。     

气候变化和人类活动对华北平原水资源影响分析

华北平原是我国粮食的重要产地.地下水资源是该地区的主要供水水源,在开采量增加和气候变化的影响下,水资源问题制约着该地区的发展.特别是近些年来降水量减少、气温呈上升趋势,使本来就少的水资源更削弱了补给资源.通过对降水、蒸发、地表径流、地下水流场变化、地下水资源的系列变化分析,认为降水量减少、气温升高、人类治水工程和开采地下水等因素是造成本地区水资源减少的重要原因.     

青海柴达木盆地巴音河上游径流量对气候变化和人类活动的响应

基于1959-2013年径流量及气象数据,运用Mann-Kendall趋势检验、R/S分析、累积量斜率变化率等方法,分析了青海柴达木盆地巴音河上游径流的年际变化、年内分配、变化趋势及其周期性,定量评估了降水变化和人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明：巴音河上游径流量以0.2×10⁸ m³·（10a）^-1倾向率呈显著上升趋势,Hurst指数为0.78,存在20 a左右的丰平枯变化周期,21世纪流域进入丰水期;径流量变化以21～22 a的年代际变化周期最为显著,同时存在10～11 a的年际变化主周期;径流量年内分配不均匀,集中于夏秋两季,径流量呈现先增后减的单波峰分布特点,进入21世纪,年内最大月径流量呈现向后推迟的趋势,年内分配趋于集中;径流突变发生在2001年,降水对巴音河上游径流量增加的贡献率为83.06%,人类活动的贡献率为16.94%。因此,气候是影响巴音河上游河流径流变化的主要因素,人类活动的影响次之。研究结果对巴音河流域未来水资源开发利用和生态环境保护有一定的指导和借鉴意义。     

气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

全球气候变化和快速城市化双重影响下, 中国城市洪涝问题日益严重, 已成为影响中国城市公共安全与区域高质量发展的突出瓶颈。本文基于文献资料、灾情数据、统计年鉴等, 梳理了中国城市洪涝类型与灾害特点, 总结了城市洪涝的基本现状与发展趋势, 阐释了城市洪涝形成机制与灾害成因, 分析了城市降水变化、产汇流特性变化、排水格局变化及规划与管理对城市洪涝的影响; 为科学认识中国城市洪涝问题和实现变化环境下城市洪涝科学治理, 从基础数据监测与信息共享、基础理论与机理研究、成因驱动与量化识别、城市洪涝预警预报与风险评估技术以及城市洪涝灾害管理等6个方面, 指出了当前研究面临的主要挑战与未来研究的重点方向。

     

人类活动的水文效应及研究方法

一、人类活动的水文效应人类活动对水文情势的影响,从其影响途径可分为直接与间接两大类。直接影响是指人类活动使水文要素的量、质和时空分布直接发生变化,如修建水库、跨流域调水、农作物灌溉、城镇供水及污废水处理等,都直接使水资源系统不断发生变化;间接影响则指人类经济活动通过改变下垫面状况及局地气候,     

气候变化和人类活动对滦河流域内蒙段河川径流的影响分析

河川径流不仅受气候因素的直接影响,受人类活动的影响也非常显著。滦河流域内蒙段地处我国干旱半干旱地区,水土流失严重,生态环境恶劣。经分析可知,近50年研究区径流呈明显下降趋势。本文运用SWAT模型研究分析了气候变化和人类活动对河川径流的影响,结果表明流域河川径流受人类活动影响要大于气候变化的影响,其中人类活动的间接影响要大于直接影响。同时验证了SWAT模型在干旱半干旱地区是适用的。     

人类活动对沉积环境的影响研究综述

在地球漫长的演化历史中,第四纪虽然短暂但却与人类的关系最为密切。地球沉积环境的改变与人类的生息繁衍、文明进步息息相关,然而人地关系已经发展到如今十分紧张的境地。基于这一时代背景,以“人类活动对沉积环境的影响”为研究切入点,将人类活动中的影响因素进行分解,对涉水工程、农业耕殖、工业产业和城镇建设等4个源头进行考察,深刻分析沉积环境改变的原因与规律,以期现代人能够反思自身,关爱环境,最终目的指向人类社会的可持续发展,实现生态文明建设的愿景。     

湿地水文学研究进展

水文过程在湿地形成、发育、演替直至消亡全过程中起重要作用.降水截流、径流和蒸散作用是湿地 大气界面水文过程研究的热点和重点,开发的模型较多但尚需进一步检验和完善.片流和明渠流是湿地主要地表径流,其中片流受地形坡度等因素影响而难以精确计算.湿地的地下水文系统对季节性积水湿地尤为重要,但是关于泥炭沼泽的垂向水力联系尚需进一步研究.可持续的湿地水文管理必须将人类活动和气候变化这两个因素纳入湿地综合水文模型,然而目前除少数几个综合模型外,大多数的湿地水文模型并非如此.加强湿地水文观测、多手段多技术相结合和开发综合湿地水文模型应是今后湿地水文学研究的主流.     

喀斯特系统生物地球化学循环及对全球变化的响应

生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度（气候变化）、中尺度（人类活动）和微观尺度（微生物活动）的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究（如地球关键带）的视角出发,将多尺度观测－分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。     

黑河干流中游地区近40年来地下水环境变化特征及其成因

长期的监测结果表明自20世纪80年代以来黑河中游张掖地区地下水环境发生显著变化。笔者应用时间序列分析、相关性分析和遥感解译等方法分析近40年来该地区地下水水位、地下水水化学、黑河出山径流量、气象要素、绿洲面积演变规律,识别地下水环境对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明,研究区中部区域地下水水位变化与出山径流量相关性显著,与张掖地区降水量相关性差,气候变化通过影响黑河上游径流量进而对研究区中部地下水水位产生影响,研究区降水变化对地下水水位影响微弱;研究区西部、东部地下水水位变化受人类活动影响显著,东部山前区受河流弃水量持续增大影响,近年来地下水水位显著回升,西部明花乡至骆驼城一带井灌区由于地下水大量开采,地下水水位仍处于持续下降状态;研究区南部山前带河流两侧一定范围内地下水水化学特征多年保持稳定,其余地区地下水水化学特征变化显著。     

2000-2010年鄂尔多斯地区沙漠化动态及其气候变化和人类活动驱动影响的辨识

以2000-2010年近10 a来鄂尔多斯地区沙漠化过程为研究对象, 在利用MODIS数据对沙漠化动态进行监测的基础上, 综合分析沙漠化逆转和发展地区气候变化和人类活动引起的NPP变化趋势, 定量评估近10 a来鄂尔多斯地区沙漠化动态及其与气候变化和人类活动间的关系. 结果表明: 2000-2010年间, 尽管鄂尔多斯地区沙漠化面积没有明显变化, 但是沙漠化程度呈现整体逆转的态势, 其中逆转的沙漠化土地面积达47 057 km²(占鄂尔多斯地区土地总面积的54.2%), 比发展的沙漠化土地面积高出近3倍. 气候变化是近10 a来鄂尔多斯地区沙漠化逆转的主导因素, 主要归因于2006年来降雨量的增加以及近10 a来春季风速的减小, 围封禁牧、 退耕还林(草)等政策的实施及其与有利气候条件的耦合进一步加快了区域沙漠化的逆转. 人类活动是导致近10 a来鄂尔多斯地区沙漠化发展的主要因素, 主要归因于部分地区生态保护政策的落实不力以及区域资源开发引起的环境破坏, 完全由人类活动引起的沙漠化发展主要分布鄂尔多斯的北部地区.     

人类活动和气候变化对红碱淖水面面积的影响

红碱淖是我国面积最大的沙漠淡水湖泊, 也是全世界最大的遗鸥繁殖与栖息地, 对该地区水面面积变化进行动态监测分析具有重要意义. 利用TM、 中巴资源卫星影像对红碱淖水面面积进行解译, 结合前人的研究成果, 对红碱淖水面面积的动态变化进行了模拟, 分析了引起红碱淖水面面积急剧萎缩的原因. 结果表明: 20世纪90年代以来红碱淖水面面积在大幅度萎缩, 水位急剧下降. 红碱淖水面面积急剧萎缩是气候变化和人为影响因素综合作用的结果, 可能的影响因素有气候变化、灌溉用水、生态环境建设、煤矿开采用水排水和水源地开采等5个方面, 其中上游河流截流是主要原因.     

气候变化和人类活动对鄱阳湖流域径流变化的影响研究

20个世纪60年代以来,鄱阳湖流域径流呈现出增加趋势,特别是1990年代流域径流增加显著,与该时期多次出现洪水灾害事件密切相关.运用Mann-Kendall检验法对1961—2000年流域径流序列进行突变分析,结果显示1992年附近是流域径流突变发生的拐点.基于径流对降雨和潜在蒸散发的敏感关系,以1961—1991年为基准期,定量分析了1992—2000年流域气候变化和人类活动对天然径流的影响分量.结果表明:相对于1961—1991年,1992—2000年多年平均径流量增加211.7mm,其中气候变化引起的增量为282.2mm,人类活动引起径流减小70.6mm,分别占多年平均径流变化量的133%和-33%.不同子流域间,气候变化和人类活动对径流的影响分量相差较大.气候变化因子中,流域降水量的增加,特别是夏季暴雨频率的增加,是引起1990年代鄱阳湖流域径流显著增大的主要原因,其次是蒸发量的长期下降.人类活动对鄱阳湖流域径流起着减流的作用,主要是由于流域内工农业的快速发展,大量水利工程设施的存在提高了水资源的利用程度;另一方面,1990年代流域水土流失状况的有效缓解,有助于增加流域的贮水能力,减小径流.     

世纪之交的水文研究

基于第二十二届国际大地测量与地球物理大会的动态,分析出世纪之交水文学研究的三大基本特点.其一是强调人类活动对水循环的影响的研究,主要表现为研究土地利用变化对来自面源的氮负荷的影响、城市化进程加快对地表和地下水质的影响、河流对水文系统、泥沙输送及营养负荷的变化的生态响应和地下水和地表水在质与量上的相互作用.其二是十分重视区域尺度的水文的研究.包括区域及全球尺度资料库的建立和区域水分通量的计算.其三是集成应用示踪剂、遥感及先进的水文测验技术进行水文机理研究.     

马颊河上游南乐站径流变化分析

实测径流是自然与人类活动双重作用的结果。通过对1956～2000年马颊河上游南乐水文站的实测水文资料、流域降水资料以及通过控制断面以上流域的用水和引水资料进行还原的径流序列的分析,揭示了天然径流的变化敏感地反映了气候的变化,人类活动已远远超过气候变化对径流的影响。通过分析2个时段降雨径流关系,揭示了近20年来与1956～1979年相比,同样降水量条件下径流量的增大,反映了产汇流条件的明显变化。     

基于四元驱动的海河流域河川径流变化归因定量识别

海河流域水资源极为短缺,河川径流下降显著,定量识别径流变化成因对于科学认识流域水循环演变机理、支撑水资源开发利用具有重要的科学意义和实际价值。基于模型参数区域化技术构建了海河流域可变下渗容量（VIC）模型,重构了流域天然河川径流序列。建立了气温变化、降水变化、下垫面变化和取用水四元要素驱动的河川径流变化归因定量识别技术体系,分析了4种因子在海河流域河川径流减少中的贡献。结果表明:①1956—2010年,人类活动是海河流域河川径流减少的主要原因,但是气候变化的影响不可忽略,其中气候变化的贡献约为1/3,人类活动的贡献约占2/3;气候变化中,降水下降的贡献远大于气温升高的影响,分别约为30%和4%;人类活动中,取用水的影响大于下垫面变化的影响,分别约为55%和11%。②海河流域4个水资源二级区的河川径流变化成因相比,从北向南气温升高的影响减小,降水减小的影响增大,海河北系和海河南系的取用水影响较大,滦河流域径流变化时间较晚,徒骇马颊河径流变化程度最小。