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1982—2019年中国陆地蒸散发变化的归因分析

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地理学报 2023年第11期78卷 2750-2762页

作者：白鹏蔡常鑫中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

蒸散发(ET)是水循环的关键变量之一,其长期变化直接影响区域水资源的时空分布格局。近几十年来,中国气候和下垫面特征发生了显著变化,但这些变化如何影响ET的时空分布仍缺乏清晰的认识。本文基于Penman-Monteith-Leuning模型和驱动要素... 详细信息

蒸散发(ET)是水循环的关键变量之一,其长期变化直接影响区域水资源的时空分布格局。近几十年来,中国气候和下垫面特征发生了显著变化,但这些变化如何影响ET的时空分布仍缺乏清晰的认识。本文基于Penman-Monteith-Leuning模型和驱动要素去趋势实验定量揭示了降水、净辐射、水汽压差、风速和叶面积指数对中国陆地ET变化的贡献。研究结果表明,1982—2019年中国陆地ET呈显著增加(p中国陆地ET变化,三者对ET趋势的贡献度分别为44%(0.54 mm a^(-1))、29%(0.36 mm a^(-1))和25%(0.31 mm a^(-1))。ET变化的主导因素具有明显的区域分异规律,西北地区(干旱和半干旱区)ET变化受降水主导,长江大部以及东北北部(湿润区)受水汽压差主导,而黄土高原、华北平原和东北部分地区受叶面积指数主导。本文研究结果可为气候变化背景下中国水资源的差异化管理和规划提供参考。

关键词：蒸散发水循环气候变化植被变绿

藏东南帕隆藏布流域冲积扇地貌发育特征及空间分异研究

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地理科学进展 2024年第4期43卷 784-798页

作者：韩盼余国安侯伟鹏中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

冲积扇是山区河流(沟谷)出口常见的堆积地貌形态。发育成熟、稳定的冲积扇是山区生产生活的良好区域,但同时也是山洪、泥石流等灾害的潜在易发区。研究冲积扇的地貌特征及成因有助于山洪泥石流灾害合理防控和土—水资源的可持续利用,有... 详细信息

冲积扇是山区河流(沟谷)出口常见的堆积地貌形态。发育成熟、稳定的冲积扇是山区生产生活的良好区域,但同时也是山洪、泥石流等灾害的潜在易发区。研究冲积扇的地貌特征及成因有助于山洪泥石流灾害合理防控和土—水资源的可持续利用,有重要的科学价值和实践意义。论文以中国藏东南帕隆藏布流域冲积扇为研究对象,结合Google Earth、遥感影像以及野外踏勘调查,统计分析区域冲积扇地貌发育特征、空间分异及主要类型和成因,并探讨气候影响下区域冲积扇变化,结果发现:①帕隆藏布流域冲积扇面积较坡降空间波动剧烈,干流冲积扇整体较支流冲积扇小且陡;三大支流冲积扇从上游曲宗藏布到下游易贡藏布面积中值呈增大趋势,而坡降中值呈减小趋势;扇体面积与流域面积呈弱正相关,扇体坡降与流域面积呈负相关且与流域崎岖度呈正相关,4个分析区域冲积扇与流域形态参数之间的拟合关系存在明显差异。②流域内洪积扇、泥石流扇和坡积扇三类扇体地貌特征差异大,且与其来源流域的联系不同,表现为泥石流扇与流域形态参数之间的拟合相关性均最强,而坡积扇的相关性很弱。③扇体发育受降水、物源供给、主导动力机制及主河作用等因素影响,气候变化(如升温、强降雨事件增多等)背景下,流域不断新生冲积扇且原有冲积扇规模(甚至类型)发生变化。

关键词：冲积扇地貌特征空间分异发育成因帕隆藏布流域

基于径流对气候变化敏感性指标的多源数据质量评估

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地理学报 2022年第9期77卷 2280-2291页

作者：倪宁淇谢佳鑫刘小莽王恺文田巍中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

准确评估径流对气候变化的敏感性对水资源管理至关重要。多源气象水文数据集已被广泛应用于径流对气候变化敏感性的分析中,但目前尚无研究从径流敏感性的角度评价不同数据集。基于中国6个不同气候条件流域的实测气象水文资料,本文计算... 详细信息

准确评估径流对气候变化的敏感性对水资源管理至关重要。多源气象水文数据集已被广泛应用于径流对气候变化敏感性的分析中,但目前尚无研究从径流敏感性的角度评价不同数据集。基于中国6个不同气候条件流域的实测气象水文资料,本文计算了径流对降水和潜在蒸散发变化的敏感性,并以此为基准评估4类数据集GLDAS、ISIMIP2a、ISIMIP2b、CMIP6共45套子数据集的径流敏感性模拟效果。结果表明:GLDAS数据集模拟精度较低,CMIP6、ISIMIP2a、ISIMIP2b数据集模拟精度差异较小;3套子数据集ISIMIP2a中的CLM4.0、CMIP6中的UKESM1-0-LL、MIROC6在6个流域均具有较好的径流敏感性模拟效果,可适用于不同气候条件下的径流敏感性模拟与演化趋势分析。本文研究结果可为气候变化影响下中国稀缺资料流域的径流和水资源变化预估提供参考。

关键词：径流敏感性 Budyko GLDAS ISIMIP2a CMIP6 ISIMIP2b 数据评估

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中国生态地理区划更新和优化

地理学报 2024年第1期79卷 3-16页

作者：王芳李炳元田思雨郑度葛全胜中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与过程重点实验室北京100101

随着全球气候的持续增暖,中国的气候带和生态地理区域呈现出一定程度的变化。本文在已有生态地理区划方法的基础上,利用1991—2020年641个气象台站气候数据,以及高精度的生态地理要素资料,对中国生态地理区域进行了优化,更新了中国生态... 详细信息

随着全球气候的持续增暖,中国的气候带和生态地理区域呈现出一定程度的变化。本文在已有生态地理区划方法的基础上,利用1991—2020年641个气象台站气候数据,以及高精度的生态地理要素资料,对中国生态地理区域进行了优化,更新了中国生态地理区域图(2023版),将制图比例尺提高至1∶400万。研究结果将中国划分为11个温度带、22个干湿区、50个自然区。与2007版的生态地理区划结果相比,1991—2020年中国生态地理区域的总体格局虽没发生明显变化,但是局部地区的温度带界线、干湿区界线、生态地理区(自然区)界线已经发生了不同程度的变化。首先,温度带的界线变化在东部较明显,特别是长江中下游地区北亚热带和中亚热带之间温度带界线北移较明显;其次,干湿区的界线出现了变动,在第二级地形阶梯的北部半干旱与干旱区的界线有稍微西移,青藏高原上半干旱与半湿润区之间的界线则稍有东南移,都反映半干旱区范围稍有扩大;最后,自然区的界线变化在局地差异较大。本文深化了1991—2020年气候变化和生态地理资料更新对生态地理区域边界变化认识,为指导不同区域生态保护修复工作提供宏观的区域框架。

关键词：气候变化生态地理区划界线变化中国

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雅鲁藏布江流域降水时空变化特征

地理学报 2022年第3期77卷 603-618页

作者：张仪辉刘昌明梁康吕锦心中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

雅鲁藏布江流域是全球气候变化的敏感区,该流域降水变化对青藏高原的水系统、生态系统和山地灾害系统的演变具有重要影响。本文通过流域水文分析,将雅鲁藏布江流域的三大水资源区细分为9个分区。基于雅鲁藏布江流域1979—2018年降水数据... 详细信息

雅鲁藏布江流域是全球气候变化的敏感区,该流域降水变化对青藏高原的水系统、生态系统和山地灾害系统的演变具有重要影响。本文通过流域水文分析,将雅鲁藏布江流域的三大水资源区细分为9个分区。基于雅鲁藏布江流域1979—2018年降水数据,综合分析了雅鲁藏布江流域及9个分区的年、干湿季、月降水量以及日、小时尺度极端降水的时空变化特征,探讨了降水和典型大尺度大气环流因子的相关性。结果表明:(1)1979—2018年间,在流域尺度上,各时间尺度降水整体上均呈上升趋势。其中,年降水量上升趋势最大,为2.5 mm·a^(-1);年、干湿季降水量以及典型小时尺度极端降水(Rx3hour、Rx12hour)均在95%信度水平下显著上升。在水资源分区尺度上,各分区不同时间尺度降水的变化趋势呈现更明显的非一致性,所有分区除小时尺度极端降水均呈上升趋势外,其余时间尺度降水的趋势变化方向各异。(2)雅鲁藏布江流域降水存在明显的空间分异性,且降水空间分异性会随着降水指标时间尺度的缩短而增强。各时间尺度降水整体上均呈现出自东部向西部逐渐减少的趋势,流域东南部(分区Ⅲ-2)始终是高值中心,流域中西部(分区Ⅰ-2、Ⅱ-1)存在区域性高值中心。(3)北半球副热带高压和北半球极涡对雅鲁藏布江流域降水变化具有显著影响。研究结果有助于掌握当地降水的多尺度变化特征,可为雅鲁藏布江流域和青藏高原地区的水循环研究、水资源开发利用和山洪灾害防治等提供科学基础。

关键词：青藏高原雅鲁藏布江极端降水时空变化水资源区大气环流因子

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区域水安全评价指标体系构建与应用

水科学进展 2022年第1期33卷 48-56页

作者：邓捷铭贾绍凤中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

水安全是耦合资源利用、环境保护、防灾等多维视角的复合概念。为提高水安全评价的系统完备性,避免各维度间概念重合,提升问题诊断的精确性,基于对水安全定义、内涵及评价维度的总结述评,构建了由数量充足性、水质符合性、可持续性、成... 详细信息

水安全是耦合资源利用、环境保护、防灾等多维视角的复合概念。为提高水安全评价的系统完备性,避免各维度间概念重合,提升问题诊断的精确性,基于对水安全定义、内涵及评价维度的总结述评,构建了由数量充足性、水质符合性、可持续性、成本可承受性和防洪安全保证性5个评价维度构成的区域水安全评价指标体系,并结合专家群决策进行指标权重量化与数据标准化。该评价体系体现了资源安全中关于数量保障与可持续性保障的概念内涵,相比单纯利用资源禀赋指标评价水资源数量安全,更能科学辨析区域真实缺水原因;补充前人研究较少涉及的成本可承受性,保证了水安全内涵的系统完备性。以中国各省为例,结合聚类分析开展水安全评价的实例应用,评价结果较好地诊断了中国各区域主要水安全问题,符合中国现状,说明该评价体系具备较好的科学性与实用性。

关键词：水安全指标体系评价专家群决策聚类分析

中纬度荒漠区河西走廊沙丘地貌的演化特征及其环境指示

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地理学报 2021年第11期76卷 2710-2729页

作者：朱秉启中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

北半球中纬度地区的沙丘地貌变化和粉尘活动历史是探索全球环境变化与景观响应问题的良好档案。本文从风沙地貌学、粒度沉积学、地球化学和气候学等方面综合分析了中纬度典型荒漠区河西走廊的典型沙丘动态变化、物质来源、粉尘活动历史... 详细信息

北半球中纬度地区的沙丘地貌变化和粉尘活动历史是探索全球环境变化与景观响应问题的良好档案。本文从风沙地貌学、粒度沉积学、地球化学和气候学等方面综合分析了中纬度典型荒漠区河西走廊的典型沙丘动态变化、物质来源、粉尘活动历史及其影响因素等。结果表明,20世纪60年代以来研究区典型新月形沙丘和新月形沙丘链等发生了较大的移动或摆动,平均移动速度介于0.8~6.2 m/a之间。沙丘的动态变化主要受年降水量、年平均风速和年大风日数的影响,表明气候是沙丘地貌变化的首要影响因素。沙丘沙(三段式)与戈壁沉积物的两段式粒度曲线模式明显不同,揭示了后者在沉积学上的"不成熟性"而前者经历了高效的风成分异作用且非局地起源。古地理、沉积学和地球化学综合证据揭示沙丘沙的母源物质主要是冲洪积物和古河流沉积物等,包括南北山麓剥蚀带的碎屑沉积等。地表细颗粒物质的比例、表层盐结皮的覆盖率和可蚀性砂质物质含量等指标指示了西部戈壁区不是中东部风尘的主要来源区。沙丘移动方向与区域性主导风向在空间分布上具有相似性,表明河西走廊东、西部间之间在沙丘地貌动态演化上的差异应受控于区域尺度的环流风系,即受控于动力机制而不是物质来源上的差异。区域气候的暖湿化是对全球增温和亚洲夏季风增强的同步响应,也是研究区沙尘暴减少的主要原因,同期河西走廊潜在的逆沙漠化过程亦受控于气候变化;但绿洲区沙漠化过程还是起因于人类活动影响的地下水波动。

关键词：沙丘地貌戈壁粒度沉积学地球化学全球变暖沙漠化中纬度荒漠

中纬度造山带地区的长期化学风化——中亚和北美的对比研究

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地质学报 2023年

作者：孙晨朱秉启中国科学院大学中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室

长期化学风化速率(LCWR)和化学风化剥蚀率(CDF)是表征区域化学风化程度和揭示地貌和气候系统演变的重要依据。全球尺度上,中纬度地区的长期化学风化研究远比低纬地区争议更多,原因之一是其风化机制在理论认识上仍存在不确定性,特别是造... 详细信息

长期化学风化速率(LCWR)和化学风化剥蚀率(CDF)是表征区域化学风化程度和揭示地貌和气候系统演变的重要依据。全球尺度上,中纬度地区的长期化学风化研究远比低纬地区争议更多,原因之一是其风化机制在理论认识上仍存在不确定性,特别是造山带地区的长期化学风化与物理侵蚀、构造、气候之间的关系等。本文利用地球化学质量平衡方法,针对北半球中纬度典型造山带(中亚黑河流域和北美内华达山脉)开展了相关数据和资料的系统整理与再分析,估算了黑河流域的LCWR值和物理侵蚀速率(E)值并与内华达山脉进行了对比研究。分析结果表明,黑河流域、内华达山脉的LCWR分别为17.4～895 t/km2/a、1～173 t/km2/a,CDF分别为0.17～0.81、0.02～0.61,LCWR与E均显著正相关,与海拔高度、年均温度、年均降水量等仅局部相关。研究区的长期化学风化主要表现为“供应受限型”风化,但黑河流域局部地区已处于“供应受限”与“动力学受限”过渡的风化阶段。结合回归分析结果和已有成果的综合分析,中纬度造山带地区的长期化学风化速率受到地质、气候等因素的协同影响,但主控因素为地质因素,而化学风化剥蚀率则主要受控于其他因素。

关键词：长期化学风化速率化学风化剥蚀率物理侵蚀速率地球化学质量平衡方法中纬度造山带

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黄河流域天然径流量评价探讨

水资源保护 2022年第4期38卷 33-38,55页

作者：贾绍凤梁媛张士锋中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

针对现有径流系列一致性处理方法不够具体的问题,提出了一种黄河流域天然径流量还原、还现算法。根据黄河流域入海口利津站的实测径流、利津断面以上流域地表水消耗量、地下水开采引起的地表径流减少量、人工水库和淤地坝水面蒸发增加... 详细信息

针对现有径流系列一致性处理方法不够具体的问题,提出了一种黄河流域天然径流量还原、还现算法。根据黄河流域入海口利津站的实测径流、利津断面以上流域地表水消耗量、地下水开采引起的地表径流减少量、人工水库和淤地坝水面蒸发增加量、水库蓄变量等数据,对利津站的天然地表径流量进行还原分析,并以2001—2016年下垫面作为参照下垫面估算下垫面还现后的天然径流量。结果表明:1956—2016年长系列的黄河利津站地表水天然径流量为577.72亿m^(3),下垫面还现后的天然径流量为551.72亿m^(3),还现天然径流量比流域机构给出的第三次水资源评价结果多61.72亿m^(3)。

关键词：地表水资源量径流量还原算法还现算法利津站黄河流域