黄壤径流小区植被覆盖度对土壤湿度的影响

土壤水是生态环境的重要因素,黄壤是亚热带湿润条件下的一种地带性土壤,研究植被覆盖度对土壤湿度的影响对该地区水文过程研究、水土保持、水资源利用都具有重要意义。设置植被覆盖度不同的黄壤径流小区,对其土壤湿度进行长期监测,分析不同植被覆盖度条件下土壤湿度的平均水平和变化特征,结果表明:植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,土壤湿度平均值分别为43. 04%、44. 34%、43. 33%、46. 59%,土壤湿度的最大值、平均值以及变化范围、降雨时变化速度均与植被覆盖度呈负相关关系;植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,各场降雨土壤湿度峰值开始时间总和分别为157、155、154、150 h,植被覆盖度较高条件下土壤湿度对降雨响应的滞后现象较为明显; 9-12月,各植被覆盖度下土壤湿度均与气温呈显著正相关(P=0. 05),显示出无降雨影响时段的土壤湿度呈现随季节变化降低的趋势。综上所述,在研究期内,黄壤径流小区土壤湿度的动态特征主要受降雨影响,不同植被覆盖度条件下植被对降雨的截留作用不同,是导致土壤湿度差异的主要原因。     

降水和人类活动对乌江上游径流变化的影响分析

径流量变化与气候和人类活动密切相关,其相互作用使得流域水循环发生变化,对气候变化和人类活动进行定量分析,可为流域调控水资源效率、协调农业发展等提供参考。以乌江上游为例,基于鸭池河水文站和流域内及周边共12个气象站,根据1960-2013年长时间序列实测径流与气象资料,利用Mann-Kendall法、累积距平法判断流域降水量和径流量的突变时间,用Morlet小波法对径流量进行周期变化分析,重点分析乌江上游流域降水与人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:1960-2013年间,径流量与降水量无显著增加趋势;径流量和降水量在此期间存在1986和2002年两个突变点,且突变特征和阶段特征同步;径流量与降水量的共振周期为18～19 a及19～20 a,流域径流量对降水量变化具有一定滞后作用,滞后时间为1～2 a;以1960-1986年为基准期,1987-2002年降水和人类活动对径流的贡献率分别为50.93%和49.70%,2003-2013年降水和人类活动对径流的贡献率分别为49.30%和50.70%。降水对径流变化的影响程度在降低,而人类活动对径流变化的作用在增大,因此,未来流域水资源管理应重视良性人类活动的构建与调控。     

1960-2016年贵州喀斯特山区干旱时空动态分析

干旱是造成喀斯特地区损失最为严重的自然灾害之一。以我国西南喀斯特集中分布区域为研究区,基于研究区33个气象站1960-2016年的逐日降水数据,利用PA指数和Mann-Kendall检验方法分析了1960-2016年干旱时空分布特征。结果表明:研究区降雨量有减少趋势,PA指数呈减小趋势,干旱呈增强趋势,2011年PA均值最小;研究区各季干旱强度均呈上升趋势,且冬旱强度最强、发生干旱年份最多,秋旱次之,春旱和夏旱强度较弱、发生干旱的年份较少;年际干旱频次高发区集中于研究区南部、西北部及中东部地区;仅秋、冬季西部和东南部部分地区出现特旱且频次低,秋、冬季发生重旱、中旱和轻旱的频次高,春、夏季较低;春季干旱频次西高东低,夏季中部高,秋季南高北低,冬季西高东低;干旱与地形因子显著相关,重、特旱易发生在高陡地区。综上所述,研究区干旱有增强趋势且秋、冬季趋势较强,空间上呈现明显的季节性和区域性,且与地形因子显著相关。     

贵州省1960-2014年降水量时空变化特征分析

基于贵州省1960-2014年19个气象站点的降水观测数据,采用一元线性回归拟合、累计距平、MannKendall突变检验等方法,分析贵州省55年的年、最大月降水量的时空变化规律。结果表明:贵州省1960-2014年年均降水量总体呈南多北少的空间分布格局,以-17. 815 mm/10a的变化率在逐年减少,自20世纪80年代以来变化尤其不稳定;岩溶槽谷降水量的增加趋势明显,而岩溶盆地下降趋势明显,岩溶峡谷、岩溶槽谷和非喀斯特区在近几年来的降水量较不稳定;贵州省降水受地形地貌和季风的影响显著,逐年明显的极端气候对农作物的生长和社会经济发展存在不利影响。研究结果对贵州省短期气候预测、制定旱涝灾害预警机制和合理利用水资源等具有重要意义。     

贵州省水资源脆弱性时空变化特征分析

对水资源脆弱性的时空变化分析可为水资源的规划管理、缓解水资源脆弱程度提供重要依据。通过压力－状态－响应模型,用组合权重法分析贵州省2004-2017年的水资源脆弱状况。结果表明：2004-2017年间贵州省水资源脆弱指数总体呈波动下降的趋势,全省脆弱指数平均值为0.486,属于中度脆弱;基于PSR模型计算结果为：压力指数＞状态指数＞响应指数;脆弱指数存在明显的空间差异性,各市（州）面临的水资源脆弱性问题仍十分严峻;导致全省脆弱指数部分地区偏高的原因主要是水资源面临的压力过大,现阶段水环境状况较差;废污水排放总量、农用化肥施用量、降雨量和水资源总量是影响全省水资源脆弱性的重要因素。总体而言,贵州省水资源属于中度脆弱,脆弱性空间差异明显,水资源脆弱性的形势较为严峻。因此,研究贵州省水资源脆弱性可为贵州水资源的保护和管理提供理论依据,也为喀斯特地区水资源脆弱性的探索提供参考。     

降水和人类活动对三岔河上游径流量变化的贡献

以黔中水利枢纽工程水源区——三岔河上游为研究对象,采用累积距平法分析了该流域1990-2016年降水量和径流量的变化趋势,揭示了降水量变化过程中存在2001和2013年两个突变点,而径流量变化过程中只存在2001年1个突变点。运用累积量斜率变化率比较法,定量估算不同时期降水和人类活动对三岔河上游径流量变化的贡献率。结果表明:以1990-2001年作为基准期,2002-2013年降水和人类活动对径流量减小的贡献率分别为59. 37%和40. 63%; 2014-2016年降水和人类活动对径流量减小的贡献率分别为50. 82%和49. 18%。表明降水是三岔河上游径流量变化的主要影响因素,而人类活动对径流量变化的影响在增加。     

乌江中上游地区极端降水特征及未来预估

选取乌江中上游地区1961-2019年的逐日降水数据,采用趋势分析、EOF、小波分析等方法,研究极端降水在时空上的变化特征,同时为了使研究具有整体性,利用CMIP6中5个GCMs下的3种情景数据（SSP126、SSP245、SSP585),在降尺度处理后预估未来（2020-2100年）极端降水的变化。结果表明：1961-2019年整个流域地区极端降水事件虽然有增有减,但无显著性变化;在变化周期上,信号强烈的周期主要在23~30 a的时间尺度上,且贯穿整个时序;5个极端降水指数的第1模态表明其在空间变化上具有一致性,第2模态则有差异;未来极端降水事件整体上随SSPs情景的升高而愈发显著,且多以正趋势为主。研究结果可为乌江流域地区水安全管控、规划建设、防灾减灾等提供参考。     

基于均一化序列的贵州高原1960-2018年气温时空变化特征分析

基于均一化处理后的1960-2018 年贵州高原34个气象站的日均气温资料,利用Mann-Kendall检验、启发式分割算法、极点对称模态分解方法（ESMD）等方法对贵州高原不同时空尺度下的气温变化规律进行研究。结果表明：1960-2018年贵州高原气温显著升高,呈现“非线性、非平稳、跳跃式”的上升特征,气温倾向率为0.171 0 ℃/10a,并在1997年发生突变;1998-2012年出现与全球增温“停滞”相一致的升温减缓现象;春夏秋冬四季气温均检测到突变,秋冬季气温对全年升温的贡献最大,夏季最小;空间上呈现全域升温的态势,其中第Ⅱ阶梯对整个区域的贡献率最大;四季气温变化的分布与全年类似,除春季外的季节均呈自西向东3级阶梯升温倾向率减小的格局。研究结果对于贵州高原提高应对全球气候变暖的能力具有现实意义,可为该地区合理利用水热资源、制定可持续发展战略提供决策支持。     

1980-2015年贵州省不同等级降雨日数时空变化特征

使用贵州省19个气象站1980-2015年的36年逐日降水观测数据,通过计算气候态、倾向率、雨日概率、线性系数,运用样条函数插值法、Mann-Kendall突变检验等现代统计诊断方法,研究了贵州省不同地貌各等级降雨日数的时空分布特征和不同等级降雨日数的趋势变化。得到以下结论:1980-2015年,贵州省各地降雨日数多年平均值在130～200 d之间,全省年总雨日平均值为171 d,小雨日数占总雨日数的81. 31%,对降雨日数的贡献最高,总雨日时空分布由小雨型决定,空间分布上,总体表现为西多东少,中部多南北少;暴雨和大雨日数在空间上呈带状分布,南多北少;中雨日数出现两个大值中心,一个位于东部,另一个位于西南部的岩溶盆地;暴雨和大雨日整体呈微弱上升趋势,而中雨、小雨、总雨日数呈下降趋势,总雨日下降趋势最显著;岩溶峡谷的雨日数最多,非喀斯特区和岩溶槽谷的雨日数最少。暴雨、大雨、中雨日数高值区在岩溶盆地,低值区在岩溶峡谷;降雨日数冬半年少于夏半年,冬季是全年中降雨日数最少的季节,以南部地区较少;贵州省总雨日年内分布可分为3类:平缓型、单峰型、双峰型,岩溶槽谷、非喀斯特区和岩溶高原地区属于平缓型;峰丛洼地地区为单峰型;岩溶峡谷和岩溶盆地为双峰型;小雨日、总雨日数在1997-1998年发生突变,呈显著的下降趋势,暴雨、大雨、中雨日数没有发生突变。     

黔中地区潜在蒸散发的时空变化及对土地利用变化的响应

土地利用变化对潜在蒸散发的影响是水文等相关领域研究的热点问题。基于黔中地区1995-2015年气象数据,应用Penman-Monteith公式估算潜在蒸散发(ET_0),同时利用1995-2015年5期土地利用数据,分析近20年该地区ET_0的时空变化特征以及不同土地利用类型对ET_0的影响。结果表明:1995-2015年黔中地区ET_0总体呈增大趋势,空间分布规律较为明显,即自东南向西北整体呈递减趋势;黔中地区近20年土地利用结构变化明显,林地及建设用地面积的变化趋势以增大为主,草地及耕地则以减少趋势为主;不同土地利用类型的ET_0不同,以林地为最大,其次为耕地、草地、水域以及建设用地,未利用地为最小,草地以及耕地向林地转移面积会使ET_0增大,林地、草地以及耕地向建设用地、未利用地转移面积会使ET_0减小。这表明土地利用变化明显时,ET_0也会随着产生较大的变化。蒸散发研究对反映区域水文过程以及科学管理水资源均十分重要。