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Quantitative estimation of climate change effects on potential evapotranspiration in Beijing during 1951-2.10

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Journal of Geographical Sciences 2014年第1期24卷 93-112页

作者： LIU Haijun LI Yan JOSEF Tanny ZHANG Ruihao HUANG Guanhua College of Water Sciences Beijing Normal University Beijing 100875 China College of Water Resources and Civil engineering China Agricultural University Beijing 100083 China institute of soil Water and Environmental Sciences Agricultural Research Organization The Volcani CenterP. O. Box 6 Bet Dagan 50250 Israel state key {2. of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin China Institute of WaterResources and Hydropower Research Beijing 100048 China

℃ Climate change is likely to affect hydrological cycle through precipitation, evapotranspiration, soil moisture etc. In the present study, an attempt has been made to study the climate change and the sensitivity of estimated evapotranspiration to each climatic variable for a semi-arid region of Beijing in North China using data set from 1951 to 2.10. Penman-Monteith method was used to calculate reference crop evapotranspiration （ETo）. Changes of ETo to each climatic variable was estimated using a sensitivity analysis method proposed in this study. Results show that in the past 60 years, mean temperature and vapor pressure deficit （VPD） were significantly increasing, relative humidity and sunshine hours were significantly decreasing, and wind speed greatly oscillated without a significant trend. Total precipitation was significantly decreasing in corn season （from June to September）, but it was increasing in wheat season （from October to next May）. The change rates of tem- perature, relative humidity, VPD, wind speed, annual total precipitation, sunshine hours and solar radiation were 0.42., 1.47%, 0.04 kPa, 0.05 m.s-1, 2..0 mm, 74.0 hours and 90.7 MJ.m-2.per decade, respectively. In the past 60 years, yearly ETo was increasing with a rate of 19.5 mm per decade, and total ETos in wheat and corn seasons were increasing with rates of {2.1 and 5.3.mm per decade, respectively. Sensitivity analysis showed that mean air temperature was the first key factor for ETo change in the past 60 years, causing an annual total ETo increase of 7.4%, followed by relative humidity （5.5%） and sunshine hours （-3.1%）; the less sensitivity factors were wind speed （0.7%）, minimum temperature （-0.3.） and maximum temperature （-0.2.）. A greater reduction of total ETo （12.3.） in the past 60 years was found in wheat season, mainly because of mean temperature （8.6%） and relative hu- midity （5.4%）, as compared to a reduction of 6.0% in ETo during corn season due to sunshinehours （-6.9%）, relative

关键词： climatic variables reference crop evapotranspiration Penman-Monteith equation changing trend sensitivity analysis

干旱区绿洲新疆石河子垦区地下水生态系统安全评价

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环境科学研究 2018年第5期31卷 919-926页

作者：徐斌张艳长安大学环境科学与工程学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054 长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054

为评价干旱区绿洲新疆石河子垦区的地下水生态系统安全状况,基于自然、生态、环境、社会和经济5个属性构建了地下水生态安全评价指标体系,运用主成分分析法和灰色关联分析方法筛选16个指标作为干旱区绿洲地下水生态安全评价指标,制定了... 详细信息

为评价干旱区绿洲新疆石河子垦区的地下水生态系统安全状况,基于自然、生态、环境、社会和经济5个属性构建了地下水生态安全评价指标体系,运用主成分分析法和灰色关联分析方法筛选16个指标作为干旱区绿洲地下水生态安全评价指标,制定了适合于干旱区绿洲的地下水生态安全等级与评价标准,基于层次分析法和熵值法进行了指标权重分配,确定了各项评价指标在不同安全等级的隶属函数,应用模糊综合评判法对研究区内5个灌区的地下水生态安全状况进行评价.结果表明:(1)石河子灌区、金安灌区和玛纳斯灌区对基本安全级别的隶属度最高,分别为3.0}2.、3..4%和2..5%,3.灌区的地下水生态系统处于基本安全状态,区域面积占垦区总面积的51.8%;(2.莫索湾灌区地下水生态系统处于危机状态,相应的隶属度为2..2.,区域面积占垦区总面积的16.8%;(3.下野地灌区地下水生态系统处于不安全状态,相应的隶属度为2..8%,区域面积占垦区总面积的3..4%.研究显示,评价结果与实际情况基本相符,综合反映了该区域人类活动与地下水、生态系统的相互关系,证明了模糊综合评判法在干旱区绿洲地下水生态系统安全评价中具有一定的应用价值.

关键词：干旱区绿洲地下水生态系统安全评价

基于GF-1遥感数据决策树与混合像元分解模型的冬小麦种植面积早期估算

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遥感技术与应用 2018年第1期33卷 158-167页

作者：王凯赵军朱国锋张佩云刘江涛陈栋栋西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 西北大学城市与环境学院陕西西安710127 甘肃省临夏回族自治州农牧局农业资源区划办公室甘肃临夏731100

我国西北地区耕地细碎,冬小麦种植面积提取时混合像元较多,所以将决策树和混合像元分解相结合可大大提高解译精度。以高时间分辨率及较高空间分辨率的GF-1卫星遥感数据为研究数据源。根据冬小麦和其他各类地物在不同时相数据上NDVI值的... 详细信息

我国西北地区耕地细碎,冬小麦种植面积提取时混合像元较多,所以将决策树和混合像元分解相结合可大大提高解译精度。以高时间分辨率及较高空间分辨率的GF-1卫星遥感数据为研究数据源。根据冬小麦和其他各类地物在不同时相数据上NDVI值的变化特性及特征值差异,建立决策树模型,快速高效地提取冬小麦像元。运用线性光谱混合模型,降低混合像元的影响,进一步精确提取冬小麦的种植面积。最后与实测样方的冬小麦种植面积数据进行比较,验证提取精度。结果表明:研究区内冬小麦种植面积提取精度达90%以上,Kappa系数接近0.8,可较为准确地反映出区域内冬小麦的分布情况。利用较高分辨率的遥感影像并结合决策树分类和混合像元分解可以较准确地提取耕地破碎地区作物种植面积,对开展早期农作物面积遥感监测有较大帮助。

关键词：冬小麦种植面积早期估算遥感决策树混合像元分解

基于水蚀预报模型的黄土高原水平阶减流阻蚀效应模拟

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生态学报 2018年第14期38卷 5067-5077页

作者：任柯蒙卫伟赵西宁冯天骄陈蝶西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

黄土高原是我国土壤侵蚀最严重的地区,如何合理开展坡改梯工程对防治水土流失具有重要意义。本研究应用WEPP模型模拟坡面尺度降雨—侵蚀过程,模拟分析径流小区(10 m坡长)在不同坡度的水土流失特征和二阶、三阶水平阶在不同台面宽度(1,1.... 详细信息

黄土高原是我国土壤侵蚀最严重的地区,如何合理开展坡改梯工程对防治水土流失具有重要意义。本研究应用WEPP模型模拟坡面尺度降雨—侵蚀过程,模拟分析径流小区(10 m坡长)在不同坡度的水土流失特征和二阶、三阶水平阶在不同台面宽度(1,1.5,2.m)的减流阻蚀效应。结果表明:1)坡面尺度上,径流量和侵蚀量随坡度增加而增加。坡度达到2.°时,径流量随坡度增加保持稳定,产沙量增加趋势渐缓;2.与坡面小区对比,二阶和三阶水平阶随台宽增加对地表径流调控率分别从6.5%增加到61.2.,从10.1%增加到69.7%;二阶水平阶在中(1.0 mm/min)、大(1.5 mm/min)雨强下,台面宽度大于1.5 m时产沙量小于坡面,泥沙调控率从1.1%增加到68.8%,三阶水平阶泥沙调控率从1.4%增加到82.3.;3.依据单位台宽减沙量,合理设计水平阶,使其减沙效益最大化。小雨强(0.5 mm/min)时,二阶、三阶水平阶的台面宽度达到1.5 m和1 m时可发挥优良的水土保持效果;中雨强(1.0 mm/min)时,台宽1.5 m的三阶水平阶效果最佳;大雨强(1.5 mm/min)时,则以2.m台宽的三阶水平阶效果更好。应用WEPP模型为定量评价工程措施的水土保持效益提供技术支撑。

关键词： WEPP模型坡度水平阶径流量产沙量台面宽度

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西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术

水土保持学报 2018年第1期32卷 1-5页

作者：赵廷宁张玉秀曹兵肖辉杰张成梁赵淑银郭小平北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)、化学与环境工程学院北京100083 宁夏大学农学院银川750021 轻工业环境保护研究所北京100089 水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020

"西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术"项目(2.17YFC0504400)是国家重点研发计划项目,贯彻包括《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(2.15)、《全国造林绿化规划纲要(2.11—2.2.年)》以及国家"十三五规划"—煤炭清洁... 详细信息

"西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术"项目(2.17YFC0504400)是国家重点研发计划项目,贯彻包括《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(2.15)、《全国造林绿化规划纲要(2.11—2.2.年)》以及国家"十三五规划"—煤炭清洁高效工程等关于矿区生态修复的各项国家相关政策,加强项目实施与创新发展战略、"一带一路"战略的密切结合。项目从基础理论研究、关键技术研发、工程示范等多个层面出发,明确西北干旱荒漠区煤炭基地生态退化机制,研发水土资源保护与高效利用、沙尘防控、植被恢复关键技术,并进行煤炭基地生态恢复工程示范,旨在为西北干旱荒漠区煤炭基地生态恢复与生态保障提供技术支撑。

关键词：西北干旱荒漠区煤炭基地植被恢复沙尘防控迹地新土体构建水资源保护示范工程

和田市城区PM2.5化学组成特征及来源分析

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环境科学研究 2018年第5期31卷 823-833页

作者：苏吾比努尔·热克甫玉散·吐拉甫迪丽努尔·塔力甫王新明阿布力克木·阿不力孜亚力昆江·吐尔逊丁翔新疆大学煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830046 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640

为了解中国极干旱区域和田市城区大气PM_(2.5)的组成特征及污染水平,于2.14年1—12.采集和田市城区大气PM_(2.5)样品,并用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)及元素分析仪分析其中PAHs(多环... 详细信息

为了解中国极干旱区域和田市城区大气PM_(2.5)的组成特征及污染水平,于2.14年1—12.采集和田市城区大气PM_(2.5)样品,并用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)及元素分析仪分析其中PAHs(多环芳烃)、金属元素、水溶性无机离子、OC(有机碳)和EC(元素碳)等化学组分.结果表明,采样期间和田市城区大气PM_(2.5)质量浓度年均值为(770.11±568.01)μg/m^3.呈夏季最高、冬季最低趋势;金属元素、水溶性无机离子、OC、EC、∑_(16)PAHs(总多环芳烃)分别占PM_(2.5)质量浓度的15.2.2.、9.789%、4.2.6%、0.3.1%、0.015%.利用PMF(正交矩阵因子分解法)分别对PM_(2.5)中PAHs和金属元素、水溶性无机离子、OC、EC进行来源解析表明,PAHs主要来源为煤和汽油燃烧排放(13.91%)、生物质燃烧(3..98%)、天然气燃烧(52.11%);金属元素、水溶性无机离子、OC、EC的主要来源为土壤尘(56.49%)、油类燃烧(2..49%)、机动车排放(10.09%)、燃煤及生物质燃烧(7.93.).研究显示,采样期间沙尘对和田市城区大气PM_(2.5)组成影响较大,是该地区大气污染来源的主要因素.

关键词：和田市城区 PM2.5 化学组成正交矩阵因子分解法

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间歇性降雨对黄土坡地水土养分流失的影响

水土保持学报 2018年第3期32卷 54-60页

作者：彭遥周蓓蓓陈晓鹏唐湘伟陶汪海王全九西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048 中科院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

坡面水土养分流失是研究农业非点源污染方面的核心问题,涉及土壤侵蚀、坡地水文和环境治理等方面的内容。以黄土坡地为研究对象,利用人工降雨模拟试验,分析间歇降雨时坡地产流-入渗-土壤侵蚀过程,以及通过预先在坡地喷施养分(NH_4^+-N、... 详细信息

坡面水土养分流失是研究农业非点源污染方面的核心问题,涉及土壤侵蚀、坡地水文和环境治理等方面的内容。以黄土坡地为研究对象,利用人工降雨模拟试验,分析间歇降雨时坡地产流-入渗-土壤侵蚀过程,以及通过预先在坡地喷施养分(NH_4^+-N、NO_3.--N、PO_4^(3.)-P),研究间歇降雨时坡面水土流失以及土壤溶质的迁移规律。试验采用针孔式人工模拟降雨器进行模拟降雨,对试验坡地间歇性进行3.降雨,雨强恒为100mm/h,每次降雨历时60min,降雨间隔时间60min。结果表明:(1)3.降雨的初始含水率不同,但产流规律相似,降雨径流率均为先增大后趋于平稳。(2.3.降雨产生的泥沙累积量分别为2.0.91,100.2.,79.76g,第1次降雨的泥沙量远高于第2.3.。泥沙率先迅速增大到峰值然后缓慢减少,平均泥沙率随降雨次数的增多而递减。(3.对于非吸附性的NO_3.-、NH_4^+,3.降雨过程中溶质浓度均呈现由高降低并逐渐平稳的变化趋势;PO_4^(3.)-P浓度的变化规律却略显不同,降雨初期溶质浓度先短暂升高,然后再由高降低并逐渐平稳。(4)3.降雨的NH_4^+-N、NO_3.--N、PO_4^(3.)-P的径流总流失量分别为53..3.,1 058.18,400.79mg,其中NO_3.--N流失量最多,PO_4^(3.)-P流失量最少。随着降雨次数的增加,不同降雨次数下的NH_4^+-N、NO_3.--N、PO_4^(3.)-P径流流失量均逐渐减少,流失量较前次降雨分别降低了19%,14%、3.,62.和57%,2..3.。因此,通过对间歇性降雨条件下黄土坡地水土溶质迁移特征的研究,对揭示降雨-径流-土壤相互作用过程和土壤养分迁移机理具有重要意义。

关键词：人工模拟降雨间歇性降雨黄土坡地水土养分流失