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西北内陆河流域实际蒸散发对干旱的响应及其影响因素

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兰州大学学报（自然科学版） 2023年第3期59卷 322-330页

作者：李开放张福平冯起魏永芬何旭洋陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 日本国立岐阜大学流域圈科学研究中心日本岐阜5011193

通过对西北内陆河流域实际蒸散发(ET)的研究以解决研究区内水资源短缺问题以及有限水资源的合理利用.利用西北内陆河流域80个气象站点的气象数据和中分辨率成像光谱仪遥感产品数据,采用基于地表能量平衡理论的地表能量平衡系统(SEBS)模... 详细信息

通过对西北内陆河流域实际蒸散发(ET)的研究以解决研究区内水资源短缺问题以及有限水资源的合理利用.利用西北内陆河流域80个气象站点的气象数据和中分辨率成像光谱仪遥感产品数据,采用基于地表能量平衡理论的地表能量平衡系统(SEBS)模型,对2000-2020年西北内陆河流域ET进行定量化估算,分析其时空分布特征和对干旱状况的响应,探讨不同气候因子对ET的影响.结果表明,西北内陆河流域2000-2020年各年平均蒸散量先减小后增加,多年平均值为157.97mm.不同季节,不同土地覆被类型条件下ET均值变化为夏季>春季>秋季>冬季,水域>耕地>林地>草地>其他.西北内陆河流域干旱程度空间分布差异较为明显,ET和温度植被干旱指数有着相反的变化趋势,2000-2020年流域经历了干旱先增强后减弱的一个过程,ET为先减小后增加的趋势.21a来,西北内陆河流域平均气温、地表温度、相对湿度与蒸散发均呈正相关关系,日照时数仅在冬季与蒸散发呈负相关关系,且影响因子与蒸散发的相关性随着季节的变化而改变.通过彭曼公式和蒸发皿数据对SEBS模型模拟值进行精度验证,ET模拟值精度较高,说明模拟结果适用于本研究区.

关键词：实际蒸散发地表能量平衡系统模型西北内陆河流域时空变化

西北内陆河流域“自然—社会—贸易”三元水循环模式解析

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地理学报 2020年第7期75卷 1333-1345页

作者：邓铭江龙爱华李江邓晓雅张沛新疆水利水电规划设计管理局乌鲁木齐830000 中国水利水电科学研究院北京100038

持续的强人类活动大大改变了流域水循环演变的结构、路径和驱动力,后者又反过来影响着人类生存发展的水安全。日益深入的市场经济使人类活动对水循环的影响从一个流域扩展到流域之外更宽广的区域范围,以产品贸易为纽带的水"流动"已成为... 详细信息

持续的强人类活动大大改变了流域水循环演变的结构、路径和驱动力,后者又反过来影响着人类生存发展的水安全。日益深入的市场经济使人类活动对水循环的影响从一个流域扩展到流域之外更宽广的区域范围,以产品贸易为纽带的水"流动"已成为驱动区域水循环演变与影响区域水安全的重要内在因素。以流域为单元的传统水循环研究,难以揭示不同区域之间的水循环联系、双向回馈机制与协同进化机理。本文从西北内陆河流域长期大量输出高耗水农产品这一现象分析入手,采用理论解析与案例相结合方法,阐述分析内陆河流域自然水循环、"自然—社会"二元水循环、区域间贸易水循环的基本过程、显著特征及其驱动机制,继而首次明确提出内陆河流域"自然—社会—贸易"三元水循环模式,并就其通量计量模型、影响因素与生态环境效应、科学前沿进行了探索分析,以便未来西北内陆河水循环、水文水资源等研究能更多重视对驱动内陆河流域水循环的外部力量及其双向互馈、协同进化的分析,更新内陆河流域水安全、生态安全的思考范式。

关键词：西北内陆河流域贸易水循环 “自然—社会—贸易”三元水循环模式框架解析通量平衡模型

气候变化与人类活动对中国西北内陆河流域植被净初级生产力影响的定量分析

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兰州大学学报（自然科学版） 2022年第5期58卷 650-660页

作者：何旭洋张福平李玲冯起魏永芬李开放陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 山东省国土测绘院济南250014 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 日本国立岐阜大学流域圈科学研究中心日本岐阜501119

利用基于遥感数据的 CASA 模型和变异系数法计算 2000-2020年中国西北内陆河流域的植被实际净初级生产力(NPPA)和潜在净初级生产力, 分析植被 NPPA的时空变化格局和气候因子对植被NPPA的影响, 定量分析气候变化与人类活动对植被 NPPA变... 详细信息

利用基于遥感数据的 CASA 模型和变异系数法计算 2000-2020年中国西北内陆河流域的植被实际净初级生产力(NPPA)和潜在净初级生产力, 分析植被 NPPA的时空变化格局和气候因子对植被NPPA的影响, 定量分析气候变化与人类活动对植被 NPPA变化的影响 . 结果表明, 2000-2020 年西北内陆河流域年平均植被 NPPA呈波动增加趋势, 变化范围为 62.64~96.10 g/(m~2·a);草甸、草原和栽培植被的固碳量最大, 灌丛和栽培植被的固碳能力最强;气温、降水与太阳辐射总量是植被 NPPA增加的主导因素, 降水量和相对湿度的变化对于植被 NPPA的促进作用最大 . 气候变化与人类活动共同主导植被 NPPA增加的面积占增加总面积的 49.90%, 人类活动主导植被 NPPA减少的面积占减少总面积的86.06%.

关键词：净初级生产力 CASA模型变异系数影响因子西北内陆河流域

西北内陆河流域地下水循环特征与地下水资源评价

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中国地质 2021年第4期48卷 1094-1111页

作者：尹立河张俊王哲董佳秋常亮李春燕张鹏伟顾小凡聂振龙中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054 中国地质调查局干旱半干旱区地下水与生态重点实验室陕西西安710054 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质环境监测院北京100081 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830057

在系统梳理前人调查研究成果基础上,总结了西北内陆河流域主要的含水层特点,对山区、平原区和沙漠区的地下水循环特点进行了分析,着重对平原区地下水水流系统进行了讨论。由于西北内陆河流域地下水与地表水关系密切,形成了具有密切水力... 详细信息

在系统梳理前人调查研究成果基础上,总结了西北内陆河流域主要的含水层特点,对山区、平原区和沙漠区的地下水循环特点进行了分析,着重对平原区地下水水流系统进行了讨论。由于西北内陆河流域地下水与地表水关系密切,形成了具有密切水力联系的含水层-河流系统,不论是上游开发地表水还是地下水,都会引起整个流域内地下水资源的强烈变化。地下水资源评价表明,西北内陆河流域地下水资源量为783亿m^(3)/a,其中平原区的地下水资源量为487亿m^(3)/a,山区与平原区的地下水资源重复量为199亿m^(3)/a,现状开采量为128亿m^(3)/a。地下水开发潜力分析表明,除柴达木盆地、塔里木盆地南缘等地区外,其他地区的地下水开采潜力有限,应通过提高水资源的利用效率来提高其承载能力。今后应加大(微)咸水资源化、地下水水库的调查研究,加强地下水的生态功能和生态需水量评价,为地下水资源的合理开发利用提供技术支撑。

关键词：西北内陆河流域水文地质条件地下水资源开发潜力地下水水流系统水文地质调查工程

西北内陆河流域典型生态系统通量数据空间代表性研究

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干旱区地理 2015年第4期38卷 743-752页

作者：张琨韩拓朱高峰白岩马婷兰州大学西部环境教育部重点实验室干旱环境与气候变化协同创新中心甘肃兰州730000

涡度通量数据的空间代表性问题是影响其数据质量不确定性的重要原因。选取了我国西北地区具有代表性的四个通量观测站生长季数据,采用FSAM模型对各站点通量贡献源区范围以及通量贡献最大值点进行了计算,给出了在不稳定与稳定两种大气层... 详细信息

涡度通量数据的空间代表性问题是影响其数据质量不确定性的重要原因。选取了我国西北地区具有代表性的四个通量观测站生长季数据,采用FSAM模型对各站点通量贡献源区范围以及通量贡献最大值点进行了计算,给出了在不稳定与稳定两种大气层结条件下各站点源区的主要分布范围（P=80%）：盈科站源区范围相对最小（90-200 m）;阿柔站源区范围约为（120-140 m）;关滩站源区范围约为（500-600 m）;敦煌站源区范围约为（140-280 m）。同时结合各站点仪器架设高度以及不同的下垫面生态环境等因素,对通量源区的变化进行了初步分析,仪器的架设高度直接影响涡度源区范围;不同的下垫面生态环境形成不同的近地面湍流状态进而对通量源区的分布产生间接影响。结果表明各站点观测的通量信息基本均来源于所感兴趣的研究区域。

关键词：涡度相关通量源区 FSAM 西北内陆河流域

西北内陆河流域实施虚拟水战略效益模拟评价——以甘肃黑河流域的张掖市为例

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中国农村经济 2006年第10期 20-27,36页

作者：景喆李新文陈强强甘肃农业大学经济管理学院

本文以中国西北内陆河流域的区情为基础,提出了干旱地区实施虚拟水战略效益评价的框架,选择了具体的评价方法,并以甘肃黑河流域的张掖市为例,对西北内陆河流域实施虚拟水战略的效益进行了模拟评价。结果表明,在干旱半干旱地区实施虚拟... 详细信息

本文以中国西北内陆河流域的区情为基础,提出了干旱地区实施虚拟水战略效益评价的框架,选择了具体的评价方法,并以甘肃黑河流域的张掖市为例,对西北内陆河流域实施虚拟水战略的效益进行了模拟评价。结果表明,在干旱半干旱地区实施虚拟水战略效益显著,不仅能够缓解水资源短缺的矛盾,而且对建立和谐社会具有重要的现实意义。

关键词：西北内陆河流域虚拟水战略经济效益模拟评价

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西北内陆河流域水资源保护立法研究

兰州大学学报（社会科学版） 2013年第5期41卷 103-108页

作者：刘志仁长安大学政治与行政学院陕西西安710064 西安交通大学法学院陕西西安710049

西北内陆河流域水资源的保护对西北地区生态保护、经济发展和社会稳定具有重要意义。然而因其流域内气候、地理、经济和文化的特殊性,致使全国性水资源保护法律规范对西北内陆河水资源的调节不具有针对性和高效性。西北地区内陆河流域... 详细信息

西北内陆河流域水资源的保护对西北地区生态保护、经济发展和社会稳定具有重要意义。然而因其流域内气候、地理、经济和文化的特殊性,致使全国性水资源保护法律规范对西北内陆河水资源的调节不具有针对性和高效性。西北地区内陆河流域与外流河流域相比的整体差异性、其内部的整体相似性,以及现行法律法规的冲突和不足,客观上要求制定一部西北内陆河水资源保护专项基本法,并从立法目的、立法原则和具体法律制度进行提炼和构思西北内陆河流域资源保护基本法。

关键词：西北内陆河流域水资源水资源保护基本法立法研究

西北内陆河流域植被对降水、气温变化间的响应研究

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西北内陆河流域植被对降水、气温变化间的响应研究

作者：锡林巴特内蒙古农业大学

学位级别：硕士

近百年来气候变化对水资源、生态环境及社会经济发展等方面均产生了深远影响,植被的生长与分布受气候变化影响较大,是气候变化的敏感指示器,与气候变化关系密切,植被与降水、气温变化间的响应是当前科学界的重要研究内容,但多数研究仅... 详细信息

近百年来气候变化对水资源、生态环境及社会经济发展等方面均产生了深远影响,植被的生长与分布受气候变化影响较大,是气候变化的敏感指示器,与气候变化关系密切,植被与降水、气温变化间的响应是当前科学界的重要研究内容,但多数研究仅是定性的响应,定量的响应关系研究较少,西北内陆河流域更是如此。西北内陆河流域地域广阔、涵盖气候类型较多、地形地貌复杂多样,气候变化、植被变化的研究具有典型性和代表性。揭示研究区气候因子、植被的时空变化规律和特征,并定性定量分析植被对降水、气温变化间的响应,不仅可以丰富有关全球气候变化的研究成果,亦可为未来生态环境改善提供科学依据。本文以西北内陆河流域为研究区,利用研究区及其周边地区的93个气象站点1951～2018年月平均气温、平均最低气温、平均最高气温、降水以及2000～2018年归一化植被指数（NDVI）月数据,采用回归分析、气候倾向率、像元二分模型、相关分析、偏相关分析等方法,充分揭示气候因子、植被多年时空变化特征以及定性与定量分析二者变化间的响应关系。得出主要结论如下:1.研究区大部分地区降水量呈上升趋势,空间分布呈现出西北、东南多,中间少的格局,在天山北麓以北地区年际降水量的增加速率最快（0.16mm/年）,但其变化程度并不剧烈;在吐鲁番盆地以及周边地区多年降水量则呈下降趋势（-0.04mm/年）,但变化程度却较为剧烈。整体上,研究区多年1～4月和11～12月降水量呈西北多,东南少的空间分布格局,5～10月东南及西北地区降水量均较多,其余地区则降水量较少;四季降水量均呈增加趋势,以夏季增加速率最快,秋季次之,增速最慢的为春季,其中夏季德令哈降水量增加速率最快（1.15mm/年）,春季托里降水量则呈明显较少趋势（-0.28mm/年）。2.研究区大部分地区三类气温均呈上升趋势,平均最低气温上升速率最快（0.011℃/年）,平均最高气温次之（0.068℃/年）,平均气温最慢（0.047℃/年）,其中以平均最低气温在青海湖附近上升速率最为明显（0.075℃/年）,平均最高气温在塔里木盆地周边则表现出略微下降趋势,但下降幅度并不显著（-0.005℃/年）,三类气温均在天山北麓以北和柴达木盆地以南地区气温上升速率最快,且变化程度较为剧烈;平均气温夏季升温最快（0.073℃/年）,平均最高气温和平均最低气温冬季升温最明显（0.027℃/年、0.061℃/年）;生长季平均气温以0.029℃/年的速率上升,平均最低气温和平均最高气温上升速率分别为0.036℃/年、0.022℃/年。3.2000～2018年研究区NDVI整体呈上升趋势,空间布局呈现出西北、东南多,中间少的格局,年内表现为单峰变化趋势,8月份达到全年最大值,2月份为全年最小值。天山北麓以北植被长势逐渐变好,而天山北麓以南地区则呈轻微下降趋势。研究区西部植被由南向北逐渐变好,东部则由北向南逐渐变好。4.2000～2018年研究区低覆盖、中低覆盖及中覆盖植被分别以0.006/年、0.0022/年、0.0008/年的速率增长,裸地面积快速减小（-0.009/年）。天山北麓以及青海湖地区中、高覆盖植被自每年4月起缓慢增加,到8月达到最大,9～12月植被覆盖面积逐渐减小;生长季裸地呈现出快速减少的趋势（-0.0053/年）,其他四类植被盖度均表现为增加趋势,以低覆盖增加速率最快（0.0027/年）,中覆盖植被次之（0.0014/年）,高覆盖增加最缓慢。5.在年际尺度下,植被与降水呈现显著正相关面积最大,而与三类气温呈现正（负）相关面积相差不大,表明随着降水的增加植被长势向好发展;在月尺度下,随着气温升高,植被长势变好,但过高的气温则会抑制植被生长;植被与三类气温偏相关系数在天山北麓以北、河西走廊东部、塔里木盆地南部等地区通过显著正相关检验的面积较大;将植被分为五个等级,当降水、气温在一定范围变化时,植被响应于一定的范围,例如在年际尺度上,降水、平均气温、平均最低气温、平均最高气温分别在83.4～112.7mm、11.9～14.9℃、1.9～5.3℃、9.06～12.3℃之间变化时,NDVI响应于0.105～0.11之间。

关键词：西北内陆河流域降水气温植被特征响应关系

西北内陆河流域社会水循环与贸易水循环核算及变化分析

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西北内陆河流域社会水循环与贸易水循环核算及变化分析

作者：苏守娟西北师范大学

学位级别：硕士

水资源是人类社会和自然环境赖以生存的重要资源,随着社会经济的快速发展,我国水资源短缺问题日益突出,尤其是气候干旱的西北内陆区,水资源短缺问题更加严重,面临严峻的短缺危机。20世纪90年代以来虚拟水概念的提出为水资源管理提供新... 详细信息

水资源是人类社会和自然环境赖以生存的重要资源,随着社会经济的快速发展,我国水资源短缺问题日益突出,尤其是气候干旱的西北内陆区,水资源短缺问题更加严重,面临严峻的短缺危机。20世纪90年代以来虚拟水概念的提出为水资源管理提供新的方法和手段,从而为实现水资源的可持续利用提供新的视角。随着人类活动的日益增强,水循环模式从自然力驱动下的自然水循环演变到人工驱动下的社会水循环,水资源在区域社会经济系统中生产、交换、分配与消费,形成自然-社会“二元”水循环。随着区域间商品贸易的日益繁荣,蕴含在商品中的虚拟水在区域水循环中的作用越来越大,在不同地区的社会经济系统之间形成贸易水循环。国内外学者在虚拟水方面基于国家或省际层面展开大量研究并取得成果,但对特定地理区域研究较少,因此本文选取西北内陆河流域作为研究区,通过核算分析该地区2002年、2007年、2012年社会水循环和贸易水循环通量及其变化,以期为进一步优化西北内陆河流域社会经济发展过程中水资源配置结构和提升水资源利用效率提供决策依据,为保障丝绸之路经济带水资源安全提供科学的参考依据。本文利用2002年、2007年、2012年的投入产出表和水资源数据,编制了西北内陆河流域及各子流域水资源投入产出表,计算了社会经济系统内部虚拟水流动通量,通过指标计算分析社会经济系统内部社会水循环过程及变化趋势,为了进一步探究影响社会水循环变化的因素,运用IO-SDA模型将影响因素分解为技术效应、经济系统效率效应、规模效应和结构效应四个因素,计算各影响因素的贡献率。最后基于区域间投入产出表,计算了2002年、2007年、2012年西北内陆河流域与国内其他地区的贸易水循环通量,并分析了虚拟水贸易格局和变化趋势。研究结果表明:（1）2002年-2012年西北内陆河流域直接用水量呈增加趋势,且第一产业的用水量占比均在90%以上,用水系数最低,第三产业次之,第二产业用水系数最高,但各部门用水系数总体呈降低趋势,表明水资源的利用效率在不断提高;2002年-2012年虚拟水总量从390.60亿m3增加到571.26m3,增加量为180.67亿m3,相对于2002年至2007年虚拟水量的变化,2007年至2012年虚拟水量的增加幅度明显降低,其中农业部门虚拟水增加量最多,而批发零售业和住宿餐饮业虚拟水量是减少的;（2）2002年至2012年西北内陆河流域各产业部门虚拟水转移过程中,农业向第二、三产业虚拟水的转移量在不断增加,农业部门虚拟水主要转移到与其关联度较高的食品制造与烟草加工业、纺织业等部门,从2002年至2012年产业之间虚拟水转移趋势逐渐趋于均匀化,不再集中于少数产业部门;（3）技术效应、经济系统效应和结构效应是抵消虚拟水增加的主要影响因素,而规模效应是虚拟水增加的主要影响因素,该因素对虚拟水增加的总贡献率为58.67%;（4）从贸易水循环来看,西北内陆河流域虚拟水主要流向我国中部、东部地区以及东部沿海地区,虚拟水流入地主要集中在东北地区、中部地区以及东南沿海地区,2002年至2012年西北内陆河流域虚拟水贸易格局不断扩大,与中部地区、京津冀地区、东部地区以及东部沿海地区联系愈加紧密,带动经济发展的同时使得虚拟水大量流出,加剧了西北内陆河流域水资源短缺状况。最后,针对研究结果,为提高西北内陆河流域水资源利用效率,缓解水资源短缺状况,提出合理的水资源调控途径和策略建议:（1）加强节水措施,提高用水效率;（2）调整区域内部产业结构,减少水资源间接消耗;（3）提高公众节水意识,促进建设节水型社会;（4）调整区域间贸易结构,合理控制虚拟水贸易规模。

关键词：西北内陆河流域投入产出模型虚拟水社会水循环贸易水循环 IO-SDA模型