气候变化和人类活动对长江中游径流量变化影响分析

利用累积距平、Mann-Kendall检验和有序聚类方法,对长江中游5个水文站1961-2014年径流量进行突变检验,并应用降雨-径流多元线性经验模型,定量评估长江中游气候变化和人类活动对径流量变化的贡献率。研究结果表明：径流量多年来呈线性减少的趋势,随降水量的变化而变化。径流突变点为1968年和2006年,1969-2005年枝城、沙市、监利、城陵矶和螺山站控制流域人类活动对径流变化影响的贡献率分别为85.68%、50.89%、84.78%、89.81%和68.39%;2006-2014年人类活动的贡献率分别为88.40%、59.47%、82.86%、80.03%、63.63%,人类活动的贡献率高于气候变化。     

全新世以来浙江余姚河姆渡—田螺山遗址的古环境演变及人类活动*

通过对浙江余姚河姆渡—田螺山遗址附近的HMD1501和HMD1502两个钻孔的微体古生物学研究,揭示了该地区全新世以来的植被演变、气候变化、海平面变迁及人类活动。孢粉、海相沟鞭藻、淡水藻类及有孔虫内衬的记录表明: (1)在早全新世(对应于镇海组下部),植被群落属于常绿阔叶和针叶混交林,气候温暖潮湿,研究区属于海侵阶段。(2)在中全新世(对应于镇海组中部),植被群落虽仍为针阔叶混交林,但气候转为温和湿润,研究区仍属于海侵阶段。(3)由于人类活动的进一步加剧,在晚全新世(对应于镇海组上部)的植被群落中草地的面积也随之扩大,并在滨海地区开始有一些以莎草科为主的沼泽地形成,植被群落属于针阔叶混交林—草地,气候更加凉爽干燥,研究区转为海退阶段。(4)在~7235—3327 cal. yr B.P.期间,草本花粉的含量激增,特别是一些粒径不小于35,μm 的禾本科栽培作物花粉的含量增加,说明此时人类活动开始增强,河姆渡—田螺山遗址附近出现较多的水稻种植区。     

Evaluation of impacts of climate change and human activities on streamflow in the Poyang Lake basin,China

Variations in streamflows of five tributaries of the Poyang Lake basin, China, because of the influence of human activities and climate change were evaluated using the Australia Water Balance Model and multivariate regression. Results indicated that multiple regression models were appropriate with precipitation, potential evapotranspiration of the current month, and precipitation of the last month as explanatory variables. The NASH coefficient for the Australia Water Balance Model was larger than 0.842, indicating satisfactory simulation of streamflow of the Poyang Lake basin. Comparison indicated that the sensitivity method could not exclude the benchmark‐period human influence, and the human influence on streamflow changes was overestimated. Generally, contributions of human activities and climate change to streamflow changes were 73.2% and 26.8% respectively. However, human‐induced and climate‐induced influences on streamflow were different in different river basins. Specifically, climate change was found to be the major driving factor for the increase of streamflow within the Rao, Xin, and Gan River basins; however, human activity was the principal driving factor for the increase of streamflow of the Xiu River basin and also for the decrease of streamflow of the Fu River basin. Meanwhile, impacts of human activities and climate change on streamflow variations were distinctly different at different temporal scales. At the annual time scale, the increase of streamflow was largely because of climate change and human activities during the 1970s–1990s and the decrease of streamflow during the 2000s. At the seasonal scale, climate change was the main factor behind the increase of streamflow in the spring and summer season. Human activities increase the streamflow in autumn and winter, but decrease the streamflow in spring. At the monthly scale, different influences of climate change and human activities were detected. Climate change was the main factor behind the decrease of streamflow during May to June and human activities behind the decrease of streamflow during February to May. Results of this study can provide a theoretical basis for basin‐scale water resources management under the influence of climate change and human activities. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

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.     

A multi-model ensemble approach for the assessment of climatic and anthropogenic impacts on river flow change

ABSTRACT

Climate variability and human activities are considered to be the most likely reasons for negative trends in river inflow and the water level of some lakes and wetlands in the world. To quantify the uncertain impacts of climate variations and anthropogenic activities on Ajichay River flow in Iran, a multi-model ensemble approach based on the Bayesian model averaging (BMA) method is applied. Several statistical and simulation-based methods are used to distinguish the impacts of climatic and anthropogenic factors on river flow. The results show that almost all the methods identified human activities as the dominant impact on streamflow (about 73–85% of the change). The between-model and within-model uncertainty analyses using BMA showed that the 95% uncertainty intervals of the individual approaches have relatively large deviation ranges. The BMA mean prediction could reduce the range of between-model uncertainties to 14–27% for climate impacts and 74–80% for human impacts. This approach provides a way to better understand the contributions of climatic and anthropogenic impacts on river flow change.     

近百年来人类活动对鸭绿江口河床演变的影响

本文以鸭绿江口西汊道连续性较好、时间分辨率较高、以海湾性质为主的2 处现代沉积物为样本,对其沉积速率、粒度特征、碎屑矿物、重金属进行了测定和分析。柱状样记录了1920 年以来西汊道上游的沉积过程,平均沉积速率约为0.98 cm/a,粒度参数、指示性碎屑矿物、重金属的垂向分布显示出这里的沉积是以海相河口湾沉积为主,但交替存在河流沉积。通过与前期研究成果的比较,揭示了近百年来人类活动对鸭绿江口河床演变的影响。其中,兴修水利对河床演变的影响集中在早期,并带来了河床地貌的重大改变,西汊道失去了河流主汊道的地位;围垦带来的河床演变出现在中期,对河床地貌的影响也很深刻,表现为陆域面积不断扩大,水域面积不断缩小;航道治理等人类活动对河床演变的影响出现在中后期,河床地貌没有明显的改变;最近的人类活动影响有待观察。     

基于手机基站数据的城市交通流量模拟

基于移动定位数据的城市内社会经济活动特征分析是人类移动性的重要研究内容,而交通流量更是这些特征的基本反映。为还原城市道路网络的使用情况并分析其分布特征,本文从产生交通流量的个体出发,对包含基站位置的手机话单数据进行系统抽样,利用蒙特卡洛方法产生个体的出行起止点,并结合当地道路交通网络求得最短路径,最后估算出一天内道路交通网络上的流量分布。通过分析发现：城市内大部分道路的流量小,使用率低,大部分交通流量集中在小部分主干道路;进一步统计分析可知,当地道路交通流量符合20/80规律,即大约20%的道路承担着80%的交通流量;而对不同类型的道路,流量分布也反映出其在城市道路网络中的地位和作用。此研究对于历史交通流量分布的重现、城市道路交通模式的研究以及基于此的道路网络规划情景模拟都有着重要意义。     

基于人居环境特征的青藏高原“无人区”空间界定

青藏高原独特的高寒环境与自然条件在一定程度上限制了人口的自然分布与有序发展,形成了中国面积大、分布广的“无人区”（UPAs）。然而,当前有关“无人区”面积、分布、特征与区域差异等研究尚无定论。客观、准确界定“无人区”的空间范围,对开展青藏高原资源环境承载力评价、国家公园与生态安全屏障建设等具有重要意义。基于青藏高原居民点分布信息,据其地形、气候、生态、土地利用等要素特征,本文综合表征了居民点的自然—生态—土地利用耦合关系,率定了居民点分布上限的各要素阈值,通过多要素空间叠加构建了“无人区”评价综合模型,并以居民点分布的自然极限、生态（含氧量）下限、土地利用规律为关键阈值界定了青藏高原“无人区”空间范围并分析了其地理分布特征。研究表明：① 以居民点分布累计比例< 0.1%计,确定“无人区”的地形阈值为海拔> 5665 m、相对高差> 2402 m、地形起伏度> 8.59,气候阈值为相对湿度< 76.2%、温湿指数< 33或 > 71。② 根据居民点分布及人体对含氧量耐受情况,确定“无人区”的生态阈值为气压< 500 hpa、大气含氧量< 40%。③ 青藏高原严格“无人区”面积达1912 km²,其中新疆699 km²、四川413 km²、西藏331 km²、青海291 km²、甘肃178 km²。空间上呈零星分散状,多分布在四川贡嘎山、珠穆朗玛峰附近等极高山地区、可可西里东部—罗布泊地区;以及少部分分布在青海柴达木盆地。     

气候和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率

黄河中游产流量在过去几十年发生了明显减小的变化趋势,鉴于迄今有关气候及人类活动对该区产流量减小的影响比重仍存争议,本研究利用累积距平方法分析了研究区近60年来的产流量变化趋势,识别出1971年和1985年两个拐点年份,利用累积量斜率变化率分析方法(SCRCQ)估算了降水量和人类活动在产流量变化中的贡献率。与基准时期1950-1970年(T_A)相比,在不考虑蒸散量影响的情况下,降水量和人类活动对黄河中游区间产流量变化的贡献率在1971-1985年(T_B)分别为25.94%和74.06%,在1986-2009年(T_C)分别为25.13%和74.87%;如果考虑蒸散量的影响,则人类活动的贡献率在T_B和T_C时期分别增大到91.74%和93.41%。显然,人类活动是该区间地表产流量减小的最重要影响因素。人类活动对黄河中游区间产流量变化的主要影响方式是拦蓄滞留,这些拦蓄滞留的水量大多数最终通过蒸散作用而从地表径流循环进入大气循环,即人类活动改变了部分水循环的途径。     

青藏高原东北缘全新世人类活动与环境变化——以青海湖江西沟2号遗迹为例

青海湖江西沟遗迹是青藏高原东北缘一处有连续地层的重要细石器文化遗存,对其人类活动指标(石器、动物碎骨、陶片等) 与环境指标(磁化率、色度、孢粉及集成结果) 对比分析表明：细石器文化与环境变化关系密切,在全新世JXG2 细石器狩猎者一直生活在以蒿为主的草原环境.在9 ka BP以前的早全新世,环境状况不断好转,人类已经在湖区活动,并逐渐增强;9 ka BP后最佳的水热组合,较高的草原覆盖,为细石器狩猎者提供充足的食物来源,推动文化进入鼎盛期;6 ka BP后随着环境干冷化,细石器文化也开始衰弱.孢粉分析发现9~6 ka BP高的禾本科含量及种类丰富的杂草花粉,与人类活动有关;尤其是禾本科含量在6.7~4 ka BP保持较高水平,此时段恰是陶片开始出现并普遍使用的时期,推测与JXG2 先民尝试种植农作物有关.高原东北缘在6 ka BP之前为细石器文化,6 ka BP之后高原史前文化开始发生分化,细石器狩猎者活跃在海拔较高的高原上,农业种植者占据了较低的河谷地带,在二者交接地带,形成了兼具细石器文化与农业种植文化特征土著新石器文化.