Water discharge variability of Changjiang （Yangtze） and Huanghe （Yellow） Rivers and its response to climatic changes

Influences of large-scale climatic phenomena, such as the E1Nifio/La Nifia-Southem Oscillation （ENSO） and the Pacific Decadal Oscillation （PDO）, on the temporal variations of the annual water discharge at the Lijin station in the Huanghe （Yellow） River and at the Datong station in the Changjiang （Yangtze） River were examined. Using the empirical mode decomposition-maximum entropy spectral analysis （EMD- MESA） method, the 2- to 3-year, 8- to 14-year, and 23-year cyclical variations of the annual water discharge at the two stations were discovered. Based on the analysis results, the hydrological time series on the inter- annual to interdecadal scales were constructed. The results indicate that from 1950 to 2011, a significant downward trend occurred in the natural annual water discharge in Huanghe River. However, the changes in water discharge in Changjiang River basin exhibited a slightly upward trend. It indicated that the changes in the river discharge in the Huanghe basin were driven primarily by precipitation. Other factors, such as the precipitation over the Changjiang River tributaries, ice melt and evaporation contributed much more to the increase in the Changjiang River basin. Especially, the impacts of the inter-annual and inter-decadal climate oscillations such as ENSO and PDO could change the long-term patterns of precipitation over the basins of the two major rivers. Generally, low amounts of basin-wide precipitation on interannual to interdecadal scales over the two rivers corresponded to most of the warm ENSO events and the warm phases of the PDO, and vice versa. The positive phases of the PDO and ENSO could lead to reduced precipitation and consequently affect the long-term scale water discharges at the two rivers.     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

黄河流域煤炭富集区煤炭水足迹演变及驱动效应研究

煤炭与水资源相互影响和制约,如何评价煤炭耗水的演变趋势及其影响机制对煤炭和水资源进行协同管理具有重要意义。基于国际标准的煤炭水足迹测算模型,分析2000—2017年黄河流域煤炭富集区——晋陕蒙煤炭水足迹的时空演变趋势,构建煤炭水足迹压力指数评价区域煤炭和水资源的匹配关系,并运用LMDI模型定量分析煤炭水足迹的驱动效应。结论如下：① 煤炭水足迹总量在研究期内呈增长趋势,主要以原煤和火力发电水足迹为主,山西和内蒙古煤炭水足迹最高,陕西最低。② 研究区整体煤炭水足迹压力指数逐渐增大,由煤–水关系缓和型逐渐演变为煤–水关系制约型,从空间分异来看,山西最大,研究期内均属于煤–水紧张型,陕西次之,内蒙古最小,均由煤–水关系缓和型演变为煤–水关系制约型。③ 影响煤炭水足迹的主要驱动因素是经济效应和技术效应,前者对煤炭水足迹的影响逐渐增强,后者对煤炭水足迹压力的影响先增强后减弱,各驱动效应空间分异明显。研究结果可为煤炭富集区煤炭和水资源可持续利用提供决策参考,为黄河流域生态保护和高质量发展的资源管理提供决策支持。     

黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化耦合协调度时空演变

以黄河流域35个城市为研究对象,分别构建产业绿色化与生态环境绿色化指标体系,基于熵值法测度两系统综合指数,并通过耦合协调度模型和空间自相关法对2009—2018年两系统耦合协调度的时空特征及空间集聚性进行分析。结果表明：（1）黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化综合指数总体呈上升趋势且具有趋同性,上游地区生态环境绿色化水平高于产业绿色化水平,中下游地区相反;（2）时空维度上,黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化的耦合协调度总体呈上升趋势,上中下游地区呈现“凹”字型发展特征且稳定程度不同;（3）空间集聚上,黄河流域产业绿色化与生态环境绿色化耦合协调度呈显著正相关性,存在明显聚集性,高-高聚集主要集中于上游地区,低-低聚集由中游地区向中下游地区扩展。     

黄河流域经济发展与生态环境耦合协调的时空格局研究

生态环境是经济发展的基础,合理的有序的经济发展既是生态环境的内在要求,也是加强环境保护的重要支撑。推动黄河流域经济与生态环境协调发展是该流域实现生态保护与高质量发展的前提。文中以黄河流域91个地市（州、盟）为研究单元,构建经济发展和生态环境耦合协调评价指标体系,并运用熵值法、耦合协调模型及相对发展度模型对2005—2018年黄河流域经济发展与生态环境耦合协调度时空格局进行分析。结果表明：（1）从时序分析层面看,黄河流域经济发展与生态环境耦合度整体呈小幅波动下降态势,耦合水平较低,长期处于中度耦合的颉颃阶段;协调度总体呈波动下降趋势,主要从濒临失调阶段向轻度失调阶段过渡,协调度水平有待提升;相对发展度整体呈大幅波动上升态势,具体表现为随着时间的推移总体呈现生态环境逐渐滞后于经济发展的状态;（2）从空间分析层面看,耦合度呈现由上游向中下游逐渐增强的空间格局,协调度呈现以省会城市以及沿海城市为高值中心连片分布的格局,具有明显的空间差异性,相对发展度随着时间的推移,整体呈现由分散向集中、由个别到整体的空间形态。     

拟建的青海化隆国家地质公园地质遗迹特征及评价

建立国家地质公园是保护地质遗迹、促进黄河流域生态保护与高质量发展的有效途径之一,而地质遗迹的调查与评价又是地质公园规划与建设的重要基础。青海省化隆县地处青藏高原东北缘,黄河流经该县168 km,具有丰富的黄河文化遗存,但地质遗迹资源能否达到建设地质公园的要求尚不清楚。本文在地质遗迹调查的基础上,采用专家打分及层次分析法,对化隆县地质遗迹的价值进行定量评价,初步确定了拟建的化隆国家地质公园的边界范围。园区内地质遗迹共计40处,涵盖6大类,9类20亚类,其中包括2处世界级地质遗迹组合、6处国家级地质遗迹。拉脊山早寒武世缝合带、西宁群—化隆岩群角度不整合等地质遗迹,具有原特提斯洋演化、青藏高原隆升等重要的科学价值及国际对比意义。化隆县地质遗迹种类丰富、特征明显、价值极高且保存完好,具备良好的建设国家地质公园的资源禀赋,拥有申报联合国教科文组织世界地质公园的潜力。本研究不仅为化隆国家地质公园的申报及建设提供了科学依据,也为黄河流域具有国际影响力的文化旅游带的打造提供了参考。     

“黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理”研究进展

黄河是中国第二条大河,流域面积80万km2,它曾是中华民族文化的摇篮。当前在中国西部大开发中具有举足轻重的重要战略地位。但是黄河流域地处中国的半干旱与半湿润地带,流域的水资源量先天不足,流域内的人均水资源占有量很少,相当全国人均水资源占有量的1/3。由于气候的暖干变化与人类活动的影响,过去30年来,黄河下游与其主要支流频繁地发生了断流,这种发展的征兆不仅加剧了脆弱的水资源供应与需求的平衡,而且给流域上、中、下游原有生态系统与环境带来更大的冲击。黄河的治理终归是涉及国家稳定和国家安全的大事。因此,1999年科技部在“国家重点基础研究发展规划”中立项,启动了5年研究项目“黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理”。作者作为项目的首席科学家根据项目各课题已发表的近900篇论文与几十部专著等大量成果,简要概括了黄河水资源的基础性、技术性和应用性研究等三大方面的进展。     

黄河流域冬、夏季水汽输送及收支特征

利用NCEP/NCAR再分析资料和我国实测雨量资料,对黄河流域1月和7月多年平均及旱、涝年整层积分的水汽通量、辐合(辐散)及各分区水汽收支进行了研究。结果表明,1月黄河流域无明显的水汽输送,而7月水汽沿西南、东南及西北3条路径输送,前两支气流在多年平均时主要影响黄河下游区。涝年时影响到黄河中、下游区,而上游区水汽流入较小;旱年,黄河中、上游区均无明显的水汽输送,只有下游的小范围地区受西南气流影响。各区净水汽通量分别与其地面降水的时空演变相对应,而经向净水汽通量是影响水汽收支变化及供给流域降水的主要水汽来源;涝年的水汽净收支与各边界水汽流入明显大于旱年。1月,西边界和北边界微弱的水汽输入远小于东边界和南边界的输出,各区均为水汽净辐散,不利于降水;7月,大量的水汽主要来自西边界和南边界,涝年各区均为水汽盈余,多年平均也以净辐合为主,而旱年则以水汽亏损为主。     

榆林黄河流域枣树虫害发生与气候因子的分析

陕西是全国红枣五大产区之一,现已成为我国重要的红枣生产、加工基地,榆林是陕西红枣主产区,主要分布在黄河沿岸的清涧、绥德、神木、吴堡、佳县等县。