共查询到18条相似文献，搜索用时 392 毫秒
1.
基于分布式水文模型（SWAT）的土地利用和气候变化对洮河流域水文影响特征 总被引：1，自引：0，他引：1
土地利用和气候变化是流域水资源发生变化的重要原因。以洮河流域为研究区,通过模型率定得到适宜于洮河流域的分布式水文模型（SWAT）,在综合考虑流域土地利用和气候变化特征的基础上构建多种情景模式,并对不同情景模式下的水文特征进行模拟,得到以下结论：（1）校准后的SWAT模型,R2、Re和Ens分别达到0.83、-8%和0.68,说明该模型在洮河流域径流模拟中具有较好的适用性。（2）与1976-1995年相比,气候变化使流域产水量增加1.30 mm,土地利用变化使流域产水量减少0.77 mm。土地利用变化对水文特征的影响小于气候变化,但土地利用变化对流域管理的作用却是不可忽视的。从极端土地利用变化情景可知,与1985年土地利用情景相比,林地、草地和耕地情景中产水量分别变化了18.1%、-7.4%和-10.1%。从气候变化情景可知,当降水量不变,温度分别变化2 ℃、1 ℃、-1 ℃和-2 ℃时,流域产水量的变化量分别为-4.23%、-2.56%、3.08%和6.70%;当温度不变,降水量分别变化20%、10%、-10%和-20%时,流域产水量的变化量分别为56.32%、30.88%、-23.66%和-45.94%。（3）在土地利用和气候变化共同作用下,地表径流增加的区域主要位于下游的广河县、和政县和康乐县以及上游的碌曲县和夏河县等地,地表径流增加地区的面积约占流域总面积的39%。 相似文献
2.
土壤侵蚀对于生态环境的保护恢复以及人与自然的和谐发展产生了巨大威胁。本文采用修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE模型)对三江源区2000–2015年的土壤侵蚀进行定量模拟,通过对研究区土壤侵蚀强度的时空变化特征进行分析,比较了不同生态系统土壤侵蚀的差异,探讨了气候变化对研究区土壤侵蚀的影响作用,评价了该区域生态保护和恢复工程对土壤保持的作用效果。模型模拟结果可以通过地面观测站点验证,对模拟数据和验证数据的相关分析结果显示,模型的拟合效果良好,其复相关系数达到0.62。2010–2015年的土壤侵蚀模数比2000–2005年增加了6.2%,比2005–2010年下降了1.2%。基于叠加分析,影响土壤侵蚀的主要驱动因素是气候(约64%),特别是降水的作用明显,其次是植被覆盖度(约34%)。虽然模型和数据存在一些不确定性,但本研究量化了全球气候变化下生态恢复工程的相对贡献,同时也认识到了生态恢复工程是一项复杂、艰巨、长期的任务。在未来,持续的地面观测、进一步的参数化以及获取更高质量的输入数据是减少模拟结果不确定性的必要方式。 相似文献
3.
以土地利用变化和气候变化为特征的全球和区域环境变化及其影响已经成为国际社会和公众关注的焦点,同时也是土地科学、全球变化科学和全球生态学关注的关键问题。由于土地、气候和森林生态系统之间存在着复杂而密切的关系,土地利用变化和气候变化将不可避免地对森林结构和功能产生重要影响。如何采用合理的适应措施降低这些变化可能带来的损失,是目前全球变化研究亟待解决的问题之一。因此,研究土地利用和气候变化对森林的单独及综合影响具有重要的科学意义。本文综合利用基于主体的土地利用模型（ABM/LUCC）、生态系统过程模型（PnET-II）以及森林景观动态模型（LANDIS-II）构建了综合模拟研究框架,选择森林类型多样且具有长期观测数据积累的江西省泰和县为研究区,模拟并对比了土地利用和气候变化组合情景下未来森林地上总生物量的变化差异。结果表明：① 土地利用变化对泰和县森林地上总生物量的影响比气候变化所带来的影响更加显著。研究区森林地上总生物量在有土地利用变化干扰的情景下与RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5单独的气候情景下相比分别减少33.13%、32.92%和32.42%;② 尽管未来气候变化可能有利于森林地上总生物量的积累,但土地利用变化将使森林地上总生物量显著减少,并将抵消气候变化带来的正效应;③ 本文提出的综合模拟研究框架可以很好地模拟土地利用和气候变化对森林生态系统的影响,可为提升和优化人工林结构和功能、开展可持续森林管理提供科学建议。 相似文献
4.
CMIP5全球气候模式对华北平原气候的模拟和预估 总被引：1，自引：0，他引：1
《地理与地理信息科学》2020,(2)
以气候变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和农业生产有重要影响,准确预估未来不同气候情景下的气候变化能为应对其带来的负面影响提供必要的数据基础和科学依据。该文通过统计降尺度方法对CMIP5中33个全球气候模式(GCM)的未来气候情景数据进行时空降尺度处理,得到逐日站点数据,并基于多模式集合预估华北平原在两个典型气候情景(RCP4.5和RCP8.5)下未来气候变化的时空特征。结果表明:在时间变化上,2040年后温度在情景RCP8.5下的增幅远高于情景RCP4.5,至21世纪末增幅达到最高;太阳总辐射量变化趋势呈现明显的"减少—增加—稳定"特征;未来降雨量呈微弱上升趋势。在空间变化上,东部和西南部地区未来最高温度增幅最高,最低温度增幅呈现自西南向东北递增的空间格局;太阳辐射增幅表现为明显的"北低南高",而降雨增幅自西北向东南递减。2040s(2031-2060)阶段各主要气候因子(温度、太阳辐射和降雨)增幅较小,而2080s(2071-2100)阶段增幅加大;不同气候情景下各气候因子增幅差异较大,温度和降雨在情景RCP8.5下的增幅明显高于RCP4.5,而太阳辐射在情景RCP4.5下的增幅高于RCP8.5。 相似文献
5.
《地域研究与开发》2021,40(3)
利用1971—2010年中国气温数据和区域协同降尺度试验东亚地区项目组RCP 4. 5和RCP 8. 5情景下未来气候预估数据,分析了5℃为界限温度表征的气候生长期演变规律。结果表明:(1) 1971—2010年,全国大部分地区气候生长期略有增加,生长期开始日期提前为主要特征;(2)在RCP 4. 5情景下,气候生长期开始日期的提前主要表现在华东和华中地区以及青藏高原地区,结束日期的推迟表现在青藏高原地区中部、南部和东部以及新疆的“三山地区”,推迟日数均在30 d以上;(3)在RCP 8. 5情景下,气候生长期开始日期受影响范围在RCP 4. 5情景的基础上有所增加,变化日数大幅增加,结束日期则是长江流域以北及青藏高原地区变化日数均较大,长江流域以北和青藏高原地区的气候生长期 相似文献
6.
陕北地区退耕还林还草工程土壤保护效应的时空特征 总被引：3，自引：0，他引：3
以中国退耕还林生态工程重点区域陕北地区作为研究区,基于耕地遥感监测数据集,分析了陕北地区2000-2013年耕地的时空变化特征;基于梯田空间分布,对RUSLE模型进行改进,模拟生成陕北地区土壤侵蚀模数栅格数据并进行精度验证;最后结合耕地变化数据集对陕北地区退耕还林（草）地及未退耕地的土壤侵蚀变化特征进行对比分析,以明确工程对全区土壤侵蚀变化的影响。结果表明,2000-2010年,陕北退耕农田内部侵蚀模数减少了22.70 t/hm 2,是退耕农田区2000年土壤侵蚀模数的47.08%。同期,陕北地区未退耕农田侵蚀模数减少了10.99 t/hm 2,占未退耕农田区域2000年土壤侵蚀模数的28.60%。从陕北全区的角度看,各种土地利用类型2000-2010年土壤侵蚀模数平均减少了14.51 t/hm 2,占2000年全区土壤侵蚀模数的41.87%。由此可见,退耕还林还草工程可以有效减少土壤侵蚀模数,达到土壤保护的作用。其中,由耕地转为林草所导致的侵蚀减少最为显著,对土壤保护的贡献作用最大。但是,2010年以后（2010-2013年）为退耕还林还草巩固时期,因此该阶段陕北地区土壤侵蚀模数和土壤侵蚀量变化较前10年显著降低。 相似文献
7.
气候与土地利用变化对汉江流域径流的影响 总被引：3，自引：1，他引：3
作为联结大气圈和地圈的纽带,水文循环同时承受气候变化和土地利用/覆被变化（LUCC）的双重影响,然而大多数的水文响应研究主要关注未来气候变化对径流的影响,忽略了未来LUCC的作用。因此,本文的研究目的是评估未来气候变化和LUCC对径流的共同影响。首先采用2种全球气候模式（BCC-CSM1.1和BNU-ESM）输出,基于DBC降尺度模型得到未来气候变化情景;然后,利用CA-Markov模型预测未来LUCC情景;最后,通过设置不同的气候和LUCC情景组合,采用SWAT模型模拟汉江流域的未来径流过程,定量评估气候变化和LUCC对径流的影响。结果表明：① 未来时期汉江流域的年降水量、日最高、最低气温相较于基准期（1966—2005年）,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下,分别增加4.0%、1.8 ℃、1.6 ℃和3.7%、2.5 ℃、2.3 ℃;② 2010—2050年间,流域内林地和建设用地的面积占比将分别增加2.8%和1.2%,而耕地和草地面积占比将分别减少1.5%和2.5%;③ 与单一气候变化或LUCC情景相比,气候变化和LUCC共同影响下的径流变化幅度最大,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下未来时期年平均径流分别增加5.10%、2.67%,且气候变化对径流的影响显著大于LUCC。本文的研究结果将有助于维护未来气候变化和LUCC共同影响下汉江流域的水资源规划与管理。 相似文献
8.
为了揭示陕北黄土高原红枣种植区水热资源变化特征,给当地红枣产业适应气候变化提供科学依据,利用陕北黄土高原红枣种植区8个气象站1971-2019年的气温、降水资料,及中等(RCP4.5)和高等(RCP8.5)排放气候情景下2021-2050年的气候变化预估数据,采用线性倾向估计、M-K检验、Morlet小波分析方法对气温、降水变化特征进行分析。结果显示:近49 a,红枣种植区年和生长季平均气温呈显著上升趋势,分别在1991年和1993年发生突变,存在44 a的周期变化。年和生长季降水量呈不显著增加趋势,存在31 a左右的周期变化,未发生突变。2021-2050年,RCP4.5、RCP8.5两种情景模式下,年和生长季平均气温呈上升趋势,RCP8.5排放情景下升温更显著,年平均气温在2027年发生了突变。两种排放情景下,年和生长季平均气温存在31 a左右的周期变化。年和生长季降水量在RCP4.5排放情景下呈不显著减少趋势,在RCP8.5排放情景下呈不显著增加趋势;降水量没有发生突变现象。RCP4.5情景下,年和生长季降水存在23~31 a周期变化;RCP8.5情景下存在7 a的变化周期。陕北红枣种植区应积极适应气候变化,调整种植布局,选择适宜的红枣品种,促进陕北红枣产业可持续健康发展。 相似文献
9.
气候变化对北方农牧交错带界线变迁影响的定量探测方法研究 总被引：4，自引：1，他引：3
气候对北方农牧交错带界线变迁的定量影响是目前生态脆弱敏感区对气候变化响应领域的研究热点问题。前人已在气候变化对农牧交错带界线的定性影响方面有较为深刻的认识,但仍缺乏在时间和空间上对气候贡献率进行有针对性的定量辨识。本文利用1970年以来长时间序列的国家气象站点数据和土地利用遥感解译数据,分别提取了基于气候要素和土地利用的20世纪70年代、80年代、90年代和21世纪前10年4个时期的北方农牧交错带界线,通过垂直和水平方向变动探测方法（FishNet）和界线变迁方向变动探测方法（DSAS）对气候界线与土地利用界线的时空变化进行探测,定量分析了不同时期气候对农牧交错带界线变迁影响的贡献率。结果表明,气候与土地利用界线空间分布格局及气候贡献率在不同时期、不同区域差异较大,在西北地区变幅最小,东北地区变幅最大。在大兴安岭东南缘农田控制水源涵养生态功能区西北段以及内蒙古高原东南缘农、林、牧业生态—生产功能区西北段,气候与土地利用界线空间耦合关系最为密切,在该地区基于FishNet方法下水平方向上气候贡献率达10.7%~44.4%,垂直方向上达4.7%~55.9%;基于DSAS方法下气候贡献率为1.1%~16.8%。两种方法探测结果大部分趋于一致,但DSAS方法精度高,适用于小范围精确探测;FishNet方法更简单,适用于精度要求不高、快速直观的统计分析。本研究可为北方农牧交错带内农牧业生产适应气候变化、合理开发土地生产潜力、保护农牧交错带区内生态环境提供科学依据和指导。 相似文献
10.
关中—天水经济区生态系统服务的权衡关系 总被引：7，自引：3，他引：4
《地理学报》2015,(11)
关中—天水经济区是西部大开发规划中提出的需要重点发展的第三个经济区,经济迅速发展的同时带给生态环境巨大压力,因此研究关中—天水经济区的生态系统服务变化以及生态系统服务之间的关系,对经济区的可持续发展具有重要意义。本文测算了2000年至2010年关中—天水经济区的净初级生产力(NPP)、保水量以及土壤侵蚀量——反映狭义上的保土服务功能(减少土壤侵蚀),引入玫瑰图以及生产可能性边界方法研究这三种生态系统服务之间的权衡和协同关系,并对2030年关中—天水经济区的土地利用类型进行情景模拟,在不同情景下研究净初级生产力(NPP)保水以及土壤侵蚀三者的空间分布和相互之间权衡和协同关系。结果表明:NPP与保水之间存在协同关系,NPP的增加会促进保水量的提高,反过来,保水量的增加有利于NPP的积累;NPP与土壤侵蚀以及保水与土壤侵蚀之间为权衡关系,NPP、保水的增长有利于减少土壤侵蚀,增加土壤保持量;保护情景下获得的NPP与保水量最多,土壤侵蚀量最少,是最优的土地利用类型方案,最有利于生态环境;不同情景下NPP与土壤侵蚀以及保水与土壤侵蚀之间也存在权衡关系。 相似文献
11.
土地利用/土地覆被变化对长江流域水环境的影响研究 总被引：15，自引：1，他引：15
不合理的土地利用方式／土地覆被变化已成为长江流域水环境不断恶化的重要原因之一，长江上游植被破坏和陡坡开垦造成严重的水土流失，直接威胁到三峡库区的生态安全，中流的围湖造田等损害了湖泊的生态功能，导致严重的洪涝灾害，化肥，农药的过量使用，农田污水灌溉等成为长江流域农业非点源污染的重要来源。文章提出了进一步研究构想，以山－河－湖－海互动系统为研究对象，以系统内各子系统之间的能量流和物质流的联系为纽带，揭示系统自组织、自反馈机制，利用遥感技术和地理信息系统结合数学模型，动态模拟土地利用／土地覆被变化的水文及水环境效应。 相似文献
12.
黄河流域降雨侵蚀力对全球变化的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
分析土壤侵蚀力对全球变化的响应,有助于国家和区域未来水土保持宏观战略的决策.本文利用Had-CM3模型,在A2和B2情景下系统研究了未来不同时期（2020年、2050年和2080年）黄河流域降雨侵蚀力的潜在变化.结果表明在全球气候变化条件下,黄河流域的降雨侵蚀力有显著的增加;增加的幅度随着GCM情景和研究时期的不同而不同,从南向北逐渐增大;A2情景下,黄河流域的降雨侵蚀力分别增加11.5%（2020年）、24.8%（2050年）和40.6%（2080年）,B2情景下的相应变化分别为20.9%、12.5%和20.8%;加强中、长期土地利用规划、植被建设和水土保持是应对全球变化的基本方略. 相似文献
13.
基于TETIS模型的黑土区乌裕尔河流域径流与侵蚀产沙模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关系。研究结果表明：TETIS模型在乌裕尔河流域适用性好,日径流与日输沙量的纳什效率系数在0.52~0.70之间,决定系数在0.60~0.71之间,体积误差均不超过15%。流域平均侵蚀模数为397.2 t/(km2·a),流域以微度和轻度侵蚀为主,约90%的产沙来自于坡面。平均土壤侵蚀模数随坡度的增大而增大,流域侵蚀量主要来自于0°~5°坡面。不同土地利用方式具不同的土壤侵蚀模数,耕地土壤侵蚀模数最大,达556.3 t/(km2·a)。坡度较大的耕地和植被覆盖度较低的区域是水土流失治理的重点。研究表明,TETIS模型在黑土区模拟土壤侵蚀产沙应用前景好,可为研究区制定水土保持措施提供科学依据。 相似文献
14.
With the possibility of future fresh water shortages increasing, a methodology that incorporates climatic and anthropogenic factors is needed. This research estimates future water availability in the Lower Cape Fear basin using changes in climate, land use, and population growth. The USGS Thornthwaite monthly water balance model is used with estimates of climate change and land use change parameters to assess future water resources based on predicted monthly fluxes of the water balance.The southern United States is a rapidly growing region. Trends present in the population data are used to produce future estimates of population for the basin. Precipitation and temperature estimates based on Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) predictions and current climatology are inputs to the model. Projected increases in impervious surface cover due to population growth and urbanization are incorporated through the model runoff factor. Water stress indicators are used to categorize the sub-watersheds as water rich, water stressed, or water scarce. Scenarios incorporating regional predictions of climate change indicate a decrease in summer soil moisture minima and increases in summer water deficits. Ensemble runs indicate a shift toward water stress in the Lower Cape Fear River basin, due to a warming climate as well as increased demand. While climate change has a significant impact on water resources, population growth was found to have the most substantial impact. The methods and findings have application to water managers at local and regional levels. 相似文献
15.
Predicting plausible impacts of sets of climate and land use change scenarios on water resources 总被引：3，自引：0，他引：3
Susanna T.Y. Tong Yu SunThushara Ranatunga Jie HeY. Jeffrey Yang 《Applied geography (Sevenoaks, England)》2012,32(2):477-489
Our world is changing at an unprecedented rate in terms of climate and land use, but these changes can affect our water resources. Hence, we need a methodology that can predict both their individual and agglomerative ramifications. Using the Little Miami River (LMR) watershed as a case study, this paper describes a spatial analytical approach integrating mathematical modeling and geographical information sciences to quantitatively examine the relative importance of the separate and combined hydrologic and water quality impacts of climate and land use changes.The Hydrologic Simulation Program - Fortran (HSPF) model was chosen in this study to simulate stream flow and nutrient transport process. Five hypothetical climate change scenarios were used to cover the possible ranges of variability in the year 2050. An enhanced population-coupled Markov-Cellular Automata (CA-Markov) land use model was developed to predict the 2050 land use pattern. When these scenarios were incorporated into the HSPF model, the future conditions in the LMR basin were postulated. The findings demonstrated that: 1) the LMR watershed would experience an increase in flow and nutrients under the 2050 land use projection, 2) stream flow and water quality impacts would be amplified when both climate and land use changes were simultaneously considered, 3) land use change (and in the case of the LMR watershed, urbanization) could help to alleviate water shortage during the dry years, 4) total phosphorus and nitrogen would increase under all future climate and land use scenarios; the highest increase was found under the combined wettest and future land use scenarios, and 5) the described approach is effective in simulating the hydrologic and water quality effects of climate and land use changes in a basin scale. These results are relevant to planners; they can be useful in formulating realistic watershed management policies and mitigation measures. 相似文献
16.
气候变化对淮河流域水资源及极端洪水事件的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
利用法国国家气象研究中心气候模型（Centre National de Recherches Météorologiques Climate Model, CNRM）典型代表性浓度路径（Representative Concentration Pathway, RCP）情景资料和可变下渗容量模型（Variable Infiltration Capacity Model,VIC）,分析了淮河流域未来气温、降水、水资源及可能洪水的变化趋势。结果表明,淮河流域未来气温将持续升高,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下未来2021~2050年较基准期（1961~1990年）升幅分别约为1.13℃、1.10℃和1.35℃;流域降水可能呈现略微增加趋势,3种排放情景下2021~2050年降水较基准期将分别增加5.81%、8.26%和6.94%;VIC模型在淮河流域具有较好的适用性,能较好地模拟淮河流域的水文过程,在率定期和检验期,模型对王家坝站和蚌埠站模拟的水量相对误差都在5%以内,日径流过程的Nash-Sutcliffe模型效率系数（NSE）在0.70以上,月径流过程的NSE达到0.85以上。气候变化将导致淮河流域水文循环强度增加,流域水资源总体将可能呈增加趋势,王家坝站和蚌埠站断面洪水事件的发生可能性将增大。 相似文献
17.
Global and regional environmental changes such as land use and climate change have significantly integrated and interactive effects on forest. These integrated effects will undoubtedly alter the distribution, function and succession processes of forest ecosystems. In order to adapt to these changes, it is necessary to understand their individual and integrated effects. In this study, we proposed a framework by using coupling models to gain a better understanding of the complex ecological processes. We combined an agent-based model for land use and land cover change (ABM/LUCC), an ecosystem process model (PnET-II), and a forest dynamic landscape model (LANDIS-II) to simulate the change of forest aboveground biomass (AGB) which was driven by land use and climate change factors for the period of 2010–2050 in Taihe County of southern China, where subtropical coniferous plantations dominate. We conducted a series of land use and climate change scenarios to compare the differences in forest AGB. The results show that: (1) land use, including town expansion, deforestation and forest conversion and climate change are likely to influence forest AGB in the near future in Taihe County. (2) Though climate change will make a good contribution to an increase in forest AGB, land use change can result in a rapid decrease in the forest AGB and play a vital role in the integrated simulation. The forest AGB under the integrated scenario decreased by 53.7% (RCP2.6 + land use), 57.2% (RCP4.5 + land use), and 56.9% (RCP8.5 + land use) by 2050, which is in comparison to the results under separate RCPs without land use disturbance. (3) The framework can offer a coupled method to better understand the complex and interactive ecological processes, which may provide some supports for adapting to land use and climate change, improving and optimizing plantation structure and function, and developing measures for sustainable forest management. 相似文献
18.
Land use change has been recognized throughout the Earth as one of the most important factors influencing the occurrence of rainfall-driven geomorphological processes. However, relating the occurrence of historical soil erosion rates is difficult because of the lack of long-term research projects in river basins. Also, complex models are not adequate to reconstruct erosion rate changes because they require significant input data not always available on long timescales. Given the problems with assessing sediment yield using complex erosion models, the objective of this study is to explore a parsimonious scale-adapted erosion model (ADT) from the original Thornes and Douglas algorithms, which aims at reconstruction of annual net erosion (ANE) upon multisecular timescales. As a test site, the Calore River basin (3015 km2 in southern Italy) provides a peculiar and unique opportunity for modelling erosion responses to climate and land cover changes, where input-data generation and interpretation results were also supported by documented hydrogeomorphological events that occurred before and after land deforestation. In this way, ANEADT-values were reconstructed for the period 1675–2004 by using precipitation indexes, complemented by recent instrumental records, and by using land cover statistics from documented agrarian sources. Pulses of natural sedimentation in the predeforestation period have been related to Vesuvius volcanic activity and changes in rainstorm frequency. After deforestation, the basin system became unstable with sudden fluctuations in the hydrogeomorphological regime contributing significantly to increased erosion and, in turn, sediment transport sequences via river drainage towards the Tyrrhenian coast. 相似文献