陕北无定河流域土壤侵蚀与植被覆盖和降雨关系研究

基于2000—2014年陕北无定河流域日降水、DEM、土壤类型、MODIS NDVI等数据,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)估算了流域土壤侵蚀情况,定量分析了植被覆盖和降雨在土壤侵蚀中的作用,结果表明:(1)无定河流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,平均占流域面积的88.35%,各土壤侵蚀等级面积比例随等级的升高而降低。2000—2014年微度侵蚀面积比例为下降趋势,轻度及以上等级面积比例均为上升趋势。(2)不考虑降雨因子影响时,无定河流域仍以微度侵蚀为主,且为增加趋势,而其他土壤侵蚀等级均为下降趋势。不考虑植被覆盖因子时,流域土壤侵蚀与模型计算结果的变化趋势基本一致。(3)植被覆盖对土壤侵蚀面积比例和变化速率的贡献率分别为13.67%和24.55%,而降雨作用达到86.33%和75.44%,表明降雨是流域土壤侵蚀的主要动力和控制因子,降雨变化主导着流域土壤侵蚀变化过程。     

基于SWAT模型的诺敏河流域径流对土地利用/覆被变化的响应模拟研究

土地利用/覆被变化直接反映了人类活动的影响程度,对于流域水文循环过程影响显著。本文以诺敏河流域为研究区,基于1976和2000年两期土地利用数据,结合SWAT模型定量评价了径流对土地利用/覆被变化的响应。研究结果表明:SWAT模型可以较好地模拟诺敏河流域的月径流变化过程,在研究区具有一定的适用性;相对于1976年的土地利用条件,2000年土地利用变化主要表现为林地和草地面积减小,耕地面积增加。1976-2000年间诺敏河流域土地利用变化导致年均地表径流增加了17.78%,且空间差异显著,尤其是下游的莫力达瓦达斡尔族自治旗和阿荣旗等地地表径流增加趋势更为明显,增加幅度超过20 mm。模拟研究对于诺敏河流域合理规划土地利用格局具有重要意义。     

陕北黄土高原地区降水时空变化特征

以位于陕北黄土高原地区的6个气象站点1959-2011年逐日降水数据为基础,选择降水量、降水强度、日最大降水、有降水日数、中雨日数和大雨日数6个降水指数,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法及IDW空间插值方法,分析了陕北黄土高原地区近53 a降水时空变化特征。结果表明:1陕北黄土高原地区有降水日数减少趋势显著,降水强度增加趋势显著,其它指数均呈不显著的减少趋势。1960-1969年为陕北黄土高原地区降水多发期,而1990-1999年为匮乏期。2陕北黄土高原地区降水强度于1984年发生增加突变,有降水日数于1980年发生减少突变。3陕北黄土高原地区降水强度以延安地区为高值中心,吴起为低值中心;其它指数均以洛川为高值中心,横山为低值中心,呈自南而北的递减规律,表现出对季风气候过程的响应。有降水日数持续减少和降水强度持续增加将会导致陕北黄土高原地区土壤侵蚀加剧,应予以重视。     

毛乌素沙地气候变暖停滞现象及其气温和降水特征

1998-2012年气候变暖停滞（hiatus）是全球气候变暖过程中的特殊现象,该现象表现为气温增速变缓、不变或出现下降趋势。毛乌素沙地生态环境脆弱,对气候变化较为敏感,研究该区域气候变暖停滞现象及其气温和降水变化特征,对于科学调整区域植被生态环境保护政策具有重要参考价值。基于1970-2019年毛乌素沙地气温和降水地面观测数据,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法等对气候变暖停滞现象及其气温和降水变化特征进行了分析。结果表明：1970-2019年,毛乌素沙地年际和季节平均气温、降水量均呈显著增加趋势（P<0.05）,表现出“暖湿化”特征;1998-2012年,毛乌素沙地年平均气温变化速率为-0.70 ℃/10a（P<0.05）,存在明显的hiatus现象。Hiatus现象发生期间,各季节平均气温均呈下降趋势,其中春季和冬季降温速率最高,年降水量仍呈增加趋势,其中夏季和秋季增加速率最高;hiatus现象结束后（2012-2019）,毛乌素沙地年际和季节平均气温变化速率达到1970-2019年的2~3倍;年降水量呈减少趋势,其中秋季减少速率最高,春季增加速率最高。Hiatus现象发生期间和结束后的年际和季节平均气温、降水量变化呈明显相反的变化过程。研究认为毛乌素沙地1998-2012年存在明显的hiatus现象,表现为年平均气温显著下降、年降水量增加的特征。Hiatus现象发生期间和结束后的气温、降水反向变化需引起重视,可能会对毛乌素沙地植被生态环境变化造成一定影响。