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新疆三工河流域气候变化及水资源响应研究

新疆三工河流域气候变化及水资源响应研究

作者：杨余辉新疆师范大学

学位级别：硕士

本文根据三工河流域基本气象台站1961-2000年的月平均气温、降水、蒸发、空气湿度和三工河径流1980-1999年的观测记录以及阜北地区一周的微气象气温、太阳辐射、空气湿度的观测数据,分析了三工河流域山地、平原区气候变化的趋势、周期... 详细信息

本文根据三工河流域基本气象台站1961-2000年的月平均气温、降水、蒸发、空气湿度和三工河径流1980-1999年的观测记录以及阜北地区一周的微气象气温、太阳辐射、空气湿度的观测数据,分析了三工河流域山地、平原区气候变化的趋势、周期、突变和绿洲-荒漠小气候特征变化差异分析以及三工河径流对气候变化的响应分析。结果表明三工河流域平原绿洲区升温趋势显著,通过对40a温度序列Mann-Kendall方法突变检验,通过了的置信检验,表明气温在1995年发生了由低向高的突变,山区气温也呈现增温趋势但未发生突变,气候变暖的季节均为主要在冬季。平原区降水在1983年发生了由少增多的突变,山区降水也呈增加趋势但未发生突变,且降水增加的主要季节也不同,平原区降水增加的季节主要在夏季而山区在春季。流域平原区多年气温平均序列最大熵谱分析表明存在5a的周期,降水量的最大熵谱分析表明存在2a、3.3a、30a的显著周期;山区多年气温平均序列最大熵谱分析表明存在2.7a的显著周期,多年降水平均序列分析表明存在2a、2.9a的显著周期。流域干湿变化分析表明山区和平原区蒸发量呈减少趋势,干旱指数呈减小趋势,但平原区干旱指数在1983年发生了从高到低的突变,表明平原区暖湿变化趋势更为显著。三工河流域阜北地区沙漠-绿洲小气候变化特征分析表明棉田绿洲区空气湿度、太阳辐射大于沙漠地区,温度低于沙漠地区,具有“冷岛效应”。三工河流域地下水位动态变化分析表明气候变化和人为活动是造成流域不同地带水位变化的原因,地下水的过度开采造成水源区地下水位的下降,降水量的增大和大水漫灌造成下游地下水位上升。地下水化学类型具有分带规律:在山前倾斜平原的砾石带,水化学类型为HCO3-Na+K-Mg型水;扇缘溢出带,水化学类型为HCO3-Na+K-Ca型水;冲洪积平原的上部,水化学类型为SO4-Na+K-Mg型水;冲洪积平原下部,水化学类型为HCO3-Cl-SO4-Na+K和SO4-HCO3-Cl-Na+K型水。三工河是以冰雪融水和地下水补给为主的河流,故其径流较稳定,径α=0.05

关键词：三工河流域气候变化突变干湿变化响应

伊犁喀什河流域丰水期氢氧稳定同位素及水化学特征

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山地学报 2023年第6期41卷 811-823页

作者：李瀛杨余辉新疆师范大学地理科学与旅游学院

气温升高加速高山冰雪消融，造成伊犁喀什河的水文循环及水量平衡发生变化。关于该流域水汽来源、水体补给等问题的研究大都基于年际变化分析、氢氧稳定同位素的季节性对比，缺少针对丰水期、枯水期的特征分析，不利于系统探究丰水期及... 详细信息

气温升高加速高山冰雪消融，造成伊犁喀什河的水文循环及水量平衡发生变化。关于该流域水汽来源、水体补给等问题的研究大都基于年际变化分析、氢氧稳定同位素的季节性对比，缺少针对丰水期、枯水期的特征分析，不利于系统探究丰水期及枯水期水体水化学控制因素或水体补给情况的个别差异。本文利用2018—2021年丰水期在新疆伊犁喀什河流域采集的不同水体水样，运用不同水体氢氧稳定同位素方程线比对及离子比值法，综合Piper三线图、Gibbs图等分析区域水体水化学、氢氧稳定同位素特征，探讨水体补给问题。结果表明：(1)研究区水体均呈弱碱性。地表水水化学类型为HCO3-Ca型，地下水受石膏溶解影响，SO42-含量增加，水化学类型为HCO3-SO4-Na-Ca型；(2)岩石风化作用是研究区地表水与地下水水化学性质的主要控制因素。地表水受到降水的轻微影响但不显著、井水受蒸发-浓缩作用影响；地表水离子主要来源是硅酸盐矿物或石膏，地下水离子主要来源为碳酸盐、石膏或硅酸盐矿物；(3)综合地表水与地下水水化学及不同水体氢氧稳定同位素特征分析，得出流域5—8月河水的主要补给来源是降水及冰雪融水；9月河水的主要补给来源是地下水及降水。本文对伊犁喀什河流域不同水体进行水化学及氢氧稳定同位素组成分析对了解流域水体补给关系、丰富内陆河流域的水文循环研究、保护当地水资源平衡和水环境具有重要意义。

关键词：伊犁喀什河氢氧稳定同位素水化学水体补给关系

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新疆极端水文事件的时空分布特征

自然灾害学报 2012年第3期21卷 119-125页

作者：孙桂丽陈亚宁李卫红杨余辉荒漠与绿洲生态国家重点实验中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 新疆农业大学林学与园艺学院新疆乌鲁木齐830052 新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054

利用1901-2010年的资料,采用传统统计方法及通过衡量极端水文事件的集中度、集中指数,分析了新疆极端水文事件的空间分布特征和时间变化规律。结果表明:新疆极端水文事件在空间分布上主要集中在伊犁和阿克苏地区,吐鲁番、和田为少灾区;... 详细信息

利用1901-2010年的资料,采用传统统计方法及通过衡量极端水文事件的集中度、集中指数,分析了新疆极端水文事件的空间分布特征和时间变化规律。结果表明:新疆极端水文事件在空间分布上主要集中在伊犁和阿克苏地区,吐鲁番、和田为少灾区;时间上主要发生在夏半年,而冬半年相对较少,但北疆的阿勒泰地区冬半年较多;吐鲁番地区年内分布非常集中,乌鲁木齐、奎屯-石河子、阿克苏地区次之,阿勒泰地区集中度最小。

关键词：新疆极端水文事件集中度集中指数时空分布

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陆台高中人文地理课程难度比较研究

地理教学 2019年第11期 4-6页

作者：张红霞杨余辉新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054

本研究通过改进史宁中等人提出的课程难度模型,对课程广度和课程深度分别进行赋值,改变该模型中课程难度主要由课程广度决定的情况,并将其应用于陆台高中人文地理课程难度的比较研究中。发现两者课程难度相近,大陆人教版通过课程深度优... 详细信息

本研究通过改进史宁中等人提出的课程难度模型,对课程广度和课程深度分别进行赋值,改变该模型中课程难度主要由课程广度决定的情况,并将其应用于陆台高中人文地理课程难度的比较研究中。发现两者课程难度相近,大陆人教版通过课程深度优势提升其课程难度,而台湾龙腾版通过课程广度提升其课程难度。本研究期望了解陆台高中人文地理课程难易程度,为促进我国地理教育发展提供参考。

关键词：模型改进人文地理课程难度

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喀什河流域降水同位素特征及水汽来源分析

干旱区研究 2021年第5期38卷 1263-1273页

作者：曾康康杨余辉胡义成冯先成新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054 新疆维吾尔自治区气象局新疆乌鲁木齐830002

利用喀什河流域山区2017-07—2018-06大气降水同位素数据,以及流域山区温度、降水气象资料,分析了降水中δ^(18)O、δD和氘盈余(d-excess)变化特征,讨论了δ^(18)O与气温、降水量的关系,通过利用HYSPLI模型追踪分析流域山区大气降水的... 详细信息

利用喀什河流域山区2017-07—2018-06大气降水同位素数据,以及流域山区温度、降水气象资料,分析了降水中δ^(18)O、δD和氘盈余(d-excess)变化特征,讨论了δ^(18)O与气温、降水量的关系,通过利用HYSPLI模型追踪分析流域山区大气降水的水汽来源。结果表明:(1)流域内降水中δ^(18)O季节变化明显,夏季δ^(18)O同位素富集,冬季δ^(18)O同位素贫化。(2)不同降水类型中δ^(18)O、δD的关系差异明显,夏季δD蒸发分馏大于δ^(18)O、降雨大气降水线斜率及截距较小;冬季δD蒸发分馏明显减弱,降雪大气降水线斜率及截距较大。(3)流域内大气降水同位素存在明显的温度效应,但是降水量效应不显著。(4)流域内大气降水水汽主要来源于大西洋,受水汽远距离输送,途中加入较多二次蒸发水汽的影响,氘盈余值(d-excess)整体上偏大,但是2月氘盈余偏低,与受北极气团源地温度低、空气湿度大、水汽输送路径短影响有关。(5)该流域夏季降水主要来源于西风环流和局地再循环水汽,冬季则受西风环流和北极气团共同影响,大西洋水汽形成的降水占研究区总降水量的68.6%,局地再循环水汽占17.1%,北冰洋水汽形成的降水占研究区总降水量的14.3%。

关键词：喀什河流域大气降水稳定同位素水汽来源

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伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

地理科学 2012年第5期32卷 603-608页

作者：孙慧兰李卫红杨余辉杨玉海新疆干旱区湖泊环境与资源自治区重点实验室新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054 荒漠与绿洲生态国家重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草... 详细信息

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。

关键词：伊犁山地土壤有机碳影响因素

新疆喀什河流域水化学时空变化特征及灌溉适应性评价

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干旱区地理 2023年第4期46卷 583-594页

作者：张勇军杨余辉胡义成冯先成杨景燕新疆师范大学地理科学与旅游学院/新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054 新疆维吾尔自治区气象信息中心新疆乌鲁木齐830001

喀什河是伊犁河的三大支流之一,了解流域水质状况对于伊犁地区生态保护具有重要意义。通过分析喀什河流域水化学组成及其成因,并以此为基础对河流进行灌溉适宜性评价。通过2018年7月—2021年7月期间采集喀什河河水水样289组、泉水水样5... 详细信息

喀什河是伊犁河的三大支流之一,了解流域水质状况对于伊犁地区生态保护具有重要意义。通过分析喀什河流域水化学组成及其成因,并以此为基础对河流进行灌溉适宜性评价。通过2018年7月—2021年7月期间采集喀什河河水水样289组、泉水水样5组、井水水样30组,应用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例关系等方法,探讨了喀什河流域水化学的时空变化特征和控制因素,并采用USSL图、Wilcox图对河水进行灌溉适宜性评价。结果表明:(1)喀什河流域各水体均呈现弱碱性,井水和泉水的溶解性总固体及电导率(EC)略大于河水,各水体水化学类型均为Ca2+-HCO3-型。(2)岩石风化是流域内各水体离子来源的主要控制因素,且各水体离子来源主要受碳酸盐岩风化作用的影响。(3)河水离子质量浓度短时间序列平缓变化表明,2018—2021年干流离子浓度因冰雪融水和降水的稀释作用强弱而变化,4—7月较低,8月—次年3月较高;空间变化上离子质量浓度随海拔的增加而降低。(4)河水的水质为优秀,可直接用作灌溉用水,但2021年的EC略有上升的趋势。研究结果可为喀什河谷水资源可持续利用、科学开发治理提供依据。

关键词：时空变化特征水化学成因灌溉适宜性喀什河

新疆策勒沙漠-荒漠-绿洲典型下垫面小气候空间变化分析

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地理科学 2017年第4期37卷 630-640页

作者：毛东雷蔡富艳雷加强杨雪峰杨余辉薛杰新疆师范大学地理科学与旅游学院/新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站新疆和田848300 乌鲁木齐职业大学应用工程学院新疆乌鲁木齐830002 中国科学院大学北京100049

利用从2010年8月1日至2011年6月30日新疆策勒绿洲-荒漠过渡带及绿洲内部4个观测点的风速、大气相对湿度(RH)、温度、太阳辐射能、光合有效辐射(PAR)同步观测资料,分析了小气候差异并初步探讨产生差异的原因。结果表明:不同空间的下垫面... 详细信息

利用从2010年8月1日至2011年6月30日新疆策勒绿洲-荒漠过渡带及绿洲内部4个观测点的风速、大气相对湿度(RH)、温度、太阳辐射能、光合有效辐射(PAR)同步观测资料,分析了小气候差异并初步探讨产生差异的原因。结果表明:不同空间的下垫面性质对小气候影响明显不同。在8月,半固定沙地、固定沙地和绿洲内部与流沙地前沿相比,日平均风速在2 m高处分别依次降低了42.69%、50.71%和94.32%,日平均风速在10 m高处分别依次降低了7.94%、13.66%和59.59%,这表明植被覆盖度越大,防风阻沙效果越好。夏季植被能够降温增湿,冬季12月份,绿洲内部在0.5 m高处日平均温度依次高于流沙地、半固定沙地、固定沙地1.47℃、1.20℃、2.74℃。4个下垫面的PAR与太阳辐射能变化趋势基本一致,绿洲内部的PAR值相对最小,太阳辐射能在6月达到最高值。夏季晴天在20:00~09:00左右近地表层会出现逆温现象。冬季晴天白天午后易出现大于起沙风的阵风,从流沙前沿到绿洲内部气温逐渐升高,大气相对湿度先逐渐降低后增大。

关键词：绿洲-沙漠过渡带小气候空间差异植被覆盖度策勒县

干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸日变化差异及影响因素

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地理科学 2011年第2期31卷 190-196页

作者：周洪华李卫红杨余辉曹志超李稚中国科学院新疆生态与地理研究所中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室新疆乌鲁木齐830011

利用开路式土壤碳通量测量系统-LI-8100对塔里木河下游6种土地利用方式下土壤呼吸速率的日变化进行了野外定位测量,并就水热因子及土壤理化性质对土壤日呼吸速率差异的影响进行了分析。结果表明,梨园、弃耕地、棉田、人工林、草地和天... 详细信息

利用开路式土壤碳通量测量系统-LI-8100对塔里木河下游6种土地利用方式下土壤呼吸速率的日变化进行了野外定位测量,并就水热因子及土壤理化性质对土壤日呼吸速率差异的影响进行了分析。结果表明,梨园、弃耕地、棉田、人工林、草地和天然林土壤呼吸速率日变化均呈单峰曲线,土壤日呼吸速率差异显著。大气温度和土地利用方式是造成土壤日呼吸差异的主要因素,其中土地利用方式通过改变地表温度、土壤水分、电导率、pH、盐分含量及机械组成等影响土壤日呼吸速率。

关键词：干旱区土地利用方式土壤呼吸空间差异塔里木河下游