Assessing climate change impacts on the ecohydrology of the Jinghe River basin in the Loess Plateau,China

Abstract

Quantifying the impacts of climate change on the hydrology and ecosystem is important in the study of the Loess Plateau, China, which is well known for its high erosion rates and ecosystem sensitivity to global change. A distributed ecohydrological model was developed and applied in the Jinghe River basin of the Loess Plateau. This model couples the vegetation model, BIOME BioGeochemicalCycles (BIOME-BGC) and the distributed hydrological model, Water and Energy transfer Process in Large river basins (WEP-L). The WEP-L model provided hydro-meteorological data to BIOME-BGC, and the vegetation parameters of WEP-L were updated at a daily time step by BIOME-BGC. The model validation results show good agreement with field observation data and literature values of leaf area index (LAI), net primary productivity (NPP) and river discharge. Average climate projections of 23 global climate models (GCMs), based on three emissions scenarios, were used in simulations to assess future ecohydrological responses in the Jinghe River basin. The results show that global warming impacts would decrease annual discharge and flood season discharge, increase annual NPP and decrease annual net ecosystem productivity (NEP). Increasing evapotranspiration (ET) due to air temperature increase, as well as increases in precipitation and LAI, are the main reasons for the decreasing discharge. The increase in annual NPP is caused by a greater increase in gross primary productivity (GPP) than in plant respiration, whilst the decrease in NEP is caused by a larger increase in heterotrophic respiration than in NPP. Both the air temperature increase and the precipitation increase may affect the changes in NPP and NEP. These results present a serious challenge for water and land management in the basin, where mitigation/adaption measures for climate change are desired.

Editor Z.W. Kundzewicz; Associate editor D. Yang

Citation Peng, H., Jia, Y.W., Qiu, Y.Q., and Niu, C.W., 2013. Assessing climate change impacts on the ecohydrology of the Jinghe River basin in the Loess Plateau, China. Hydrological Sciences Journal, 58 (3), 651–670.     

基于OMR的2．16米望远镜积分视场单元方案

基于积分视场单元的三维成像光谱技术日趋成熟,并且与传统的狭缝光谱仪相比有许多明显的优势。2．16m望远镜的OMR光谱仪是采用平面光栅分光的低色散卡焦光谱仪器,可以考虑对其进行积分视场单元的升级优化。在不改变OMR光谱仪自身结构,不影响现有功能的同时,利用“微透镜阵列＋光纤束”的技术可以实现积分视场单元与OMR光谱仪的耦合。设计了两种方案,给出了升级积分视场单元后的空间分辨率和视场。     

钻孔应变台站记震能力研究

以昌平台体应变为例,研究了体现钻孔应变台站记震能力的方法,并对计算步骤和处理方法进行了说明.选取20套中国大陆观测时间较长且数据较好的钻孔体应变仪观测记录作为研究对象,计算出其各自的记震能力线,给出各台对6级地震的响应范围.此公式不仅可以量化钻孔应变仪的对地震的反应能力,而且是对地震仪器的一种新的科学评估方法.同时,基于地震前兆释放能量小于地震发生时释放的能量的基本理解,此结果对于确定地震前兆的位置和震级范围也有参考价值.     

2003年甘肃民乐——山丹地震隐伏发震构造的浅层地震勘探研究

采用浅层高分辨率多次覆盖共中心点地震反射技术,对2003年10月25日民乐—山丹地震隐伏发震构造:民乐—永昌断裂和童子坝河断裂,进行了地球物理勘探研究.地震勘探剖面揭示,民乐—永昌隐伏断裂与先前推测的断裂性质基本一致,为逆冲断层,倾向北东,倾角越往深部越缓,约在30°—45°之间,测线处上断点深度小于15m;童子坝河隐伏断裂根据地震剖面结合地貌特征及区域应力分析,可判定具正断层特性,倾向南西,倾角约77°,并非以前所认为的逆冲断层.上述两条断裂于晚第四纪表现出了一定的新活动性,其共同作用导致了2003年10月25日民乐—山丹MS6.1和MS5.8地震的发生.     

青海地区井水温度(地温)的数字化观测及地震前兆监测效能评估

较为系统的分析了青海地区"十五"期间架设的12个数字化水温(地温)井的观测现状,及年、月、日不同层次上的动态特征,对其在相关的地震前兆观测中发挥效能的可能性作了宏观的评估。结果表明,有10个井孔可在地震中期前兆监测中发挥效能,有7个井孔可在地震短期的前兆监测中发挥效能,有7个井孔可在地震短临前兆监测中发挥效能。文中还介绍了主要影响数字化水温(地温)资料的干扰因素。     

壳内岩浆层演化的盆地效应:以中国东南部中生代盆地为例

中国东南部中生代发育有拗陷型、断裂型、断陷型3种不同类型的盆地,其中前者发育于晚三叠世-早侏罗世,其内多为含煤建造;次者发育于中侏罗世-早白垩世,主要为火山岩建造;后者发育于白垩纪-古近纪,主要为陆相红岩建造。研究结果表明,盆地构造类型的演化与该区中生代壳内岩浆层的演化密切相关。与联合古陆解体相伴随的古太平洋板块俯冲使得东亚陆缘岩石圈的内能逐渐升高,其结果是壳内岩浆层的形成和增厚以及其上盖层岩石的弯曲变形,导致中生代早期众多拗陷盆地的形成;燕山早期的构造运动使印支期已强烈变形的地壳进一步破裂,为壳内岩浆层的物质溢出或喷发提供了通道条件,从而在重熔界面(岩浆层上界面)埋深较浅的本区东部形成众多火山岩盆地;系统内能在晚侏罗世后逐渐下降,地壳冷却收缩使得断块的重力调整逐渐占主导位置,形成众多由正断层控制的断陷盆地。     

华南大陆边缘新生代构造地貌演化机制研究

研究表明,从中生代安第斯型大陆边缘发展到现代弧盆体系,华南大陆边缘的地貌演化经历了中生代末期的古华夏山脉、新生代早期的准平原和中新世以来的海盆三个阶段。古华夏山脉的夷平导致本区陆壳减薄、莫霍面埋深变浅和区域性的重力升高;而地壳温度的整体下降则导致中生代壳内岩浆层自上而下的固结和盖层断裂的向下延伸。两者的耦合最终导致陆缘地区从中新世起发生大规模的断块沉陷,其结果是古准平原面下降到海面之下、海区正断层体系形成、地幔岩浆大量溢出、莫霍面位置被压低、沉降区两侧地块被顶托隆起并形成岛弧和断块山。     

使用气象目标物验证珠海〖CDF*2〗澳门双偏振雷达的差分反射率标定

为了寻求适合珠海-澳门双偏振雷达的差分反射率标定方法,提升其探测的准确性和稳定性,对珠澳雷达的太阳法和垂直指向法的标定结果进行了分析对比。对比表明两个标定方法确定的系统偏差之间存在较大的差异。为了确定真实的系统偏差,基于业务运行的体积扫描数据,在初始差分相移订正的基础上,用差分相移、反射率、信噪比和相关系数作为筛选条件,筛选了适合作为标定参照物的小雨和干雪,对珠澳雷达的标定结果进行了验证并分析了标定误差的成因。结果表明以小雨和干雪作为目标物得到的差分反射率系统偏差和太阳扫描法得到的结果非常一致,且在超过两个月时间内表现较为稳定,可以用于对雷达系统的差分反射率偏差进行长期的在线监控。垂直指向法标定的结果存在明显偏差。与英国Thurnham C波段雷达以及南京大学C波段雷达的垂直入射标定数据的横向对比和分析表明,珠澳雷达的垂直指向法标定受到位于天线罩顶部的航空障碍灯和维护窗的影响,使得标定结果出现偏差。