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  • 【期刊】 稀缺资料流域水文计算若干研究:以青藏高原为例

    刊名:水利学报 作者:刘苏峡 ; 刘昌明 ; 白鹏 ; 王中根 ; 刘小莽 关键词:稀缺资料流域 ; 水文计算 ; 水文模型 ; 青藏高原 机构: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 ; 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 ; 北京师范大学水科学研究院 年份:2016
    摘要:稀缺资料流域水文计算是长期困扰国际水文学界的难题之一,其根本难点在于降雨径流过程的复杂性、流域下垫面与气象要素的时空变异性以及人类对流域水循环规律认知水平的局限性。本文从稀缺资料流域的类型、缺乏降水和径流观测数据的水文计算研究等方面综述了稀缺资料流域水文计算的研究进展。以我国水文气象资料最为稀缺的青藏高原为例,结合水文综合模拟系统(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS)在水情预报中的应用,阐述了稀缺资料流域的水文计算方法,包括卫星遥感降水产品的水文模拟能力评估、基于日平均径流数据推求瞬时洪峰流量、洪水调查数据的区域综合和水文模型参数移植等研究,展示了稀缺资料流域水文计算的相关研究进展。
  • 【期刊】 华北人工林水热碳通量环境影响因子分析

    刊名:植物生态学报 作者:刘苏峡 ; 谭丽萍 ; 莫兴国 ; 杨丽虎 ; 林忠辉 关键词:水热通量 ; 碳通量 ; 环境因子 ; 华北人工林 ; 通径分析 ; 分段回归 机构: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 ; 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 ; 中国科学院大学 年份:2015
    摘要:基于河北崇陵流域人工林涡度相关通量观测数据,采用通径分析和分段回归解析了水热碳通量与土壤水分、饱和水汽压差、空气和土壤温度,及净辐射、光合有效辐射等环境因子的关联性。结果表明,通径分析法揭示了各指标的主导/次要因子的直接及间接效应,显热通量和水分利用效率的主要影响因子为饱和水汽压差,而潜热通量、碳通量的影响因子以辐射、温度为主;分段回归法进一步探讨了次要因子对主导因子的限制作用,当0.20 m3·m–3<土壤水分含量≤0.35 m3·m–3时,潜热通量、生态系统呼吸及水分利用效率与其主导因子间相关性最高,当饱和水汽压差≤1.0 k Pa时,净生态系统生产力、总生态系统生产力与其主导因子间相关性最高;两种方法的有机结合,使我们对生态水文过程各驱动因子有了清晰的宏观认识,并量化了次要因子起限制作用的数量范围。
  • 【期刊】 气候变化背景下东北地区气象干旱的时空演变特征

    刊名:地理科学 作者:刘苏峡 ; 卢洪健 ; 莫兴国 ; 孟德娟 关键词:干旱 ; 标准化降水指数 ; 时空模式 ; 气候变化 ; 东北地区 机构: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 ; 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 ; 中国科学院大学 年份:2015
    摘要:基于中国东北地区98个气象站点历史数据和WCRP多模式耦合CMIP3输出的IPCC SRES A1B、A2和B1气候变化情景下的降雨资料,计算3、6、12和24个月尺度上的标准化降水指数(SPI),结合M-K检测、EOF分解和小波分析,研究东北地区干旱的时空变化格局及其对气候变化的响应特征。结果表明:1 SPI能较好地检测东北地区干湿变化状况,4个时间尺度上主要的空间模态具相似的分布型,其中12个月尺度SPI显示东北大部分地区在过去50 a干旱程度呈显著加剧、范围有明显扩大的趋势,其中南部和中部辽河流域是干旱严重区;2干旱时间变化特征具明显的空间差异,南部干旱第一主周期为11 a,北部则为3.5 a;3气候变化情景下,2011~2060年的干旱以前30 a趋强,之后趋缓,且干旱高发区存在一定的北移趋势。
  • 【期刊】 北半球积雪/海冰面积与温度相关性的差异分析

    刊名:地理研究 作者:刘苏峡 ; 任艳群 关键词:北半球 ; 积雪 ; 海冰 ; 温度 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 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 ; 中国科学院大学资源与环境学院 年份:2018
    摘要:积雪和海冰的时空变化对区域以及全球的气候、水文具有重要影响。基于雪冰数据和NCEP再分析气温数据,利用MK检验、滞后分析等方法,分析了积雪、海冰的时空变化特征及其与温度的相关特征。结果表明:1979-2013年,北半球积雪区、北极圈的年均温度呈显著上升的趋势,而积雪面积和海冰面积呈显著下降的趋势。在大部分地区,积雪覆盖频率随着温度的上升呈显著减少的趋势,但在中国长江中下游、青藏高原等局部地区,积雪覆盖频率随着温度的上升呈显著增加趋势。在大部分的近陆地海域,海冰覆盖频率随着温度的上升呈显著下降趋势。超前时间1~2个月的温度与海冰面积的负相关性最高。超前1~4个月的温度与积雪面积的负相关性最高。温度对海冰的影响时间比对积雪的影响时间长1~2个月。温度变化对海冰和积雪的影响存在一致性,但积雪和海冰对温度的响应时间存在差异,具有空间变异性。
  • 【期刊】 考虑粮食增产计划的哈尔滨地区水资源优化配置

    刊名:资源与生态学报(英文版) 作者:刘苏峡 ; 张焱 ; 陈军锋 关键词:哈尔滨地区 ; 供需水预测 ; 多目标规划模型 ; 遗传算法 ; 水资源优化配置(WRA) 机构: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 ; 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 ; 中国科学院研究生院 ; 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 年份:2012
    摘要:水资源优化配置是水资源管理中重要且复杂的课题.随着我国“千亿斤粮食增产计划”的提出,作为重要粮食产区的松花江流域面临着水资源能否承载粮食增产的迫切问题.然而,至今该区域鲜有涉及到粮食增产计划的水资源配置研究.本文选取松花江流域的哈尔滨市为研究对象,通过建立多目标规划模型,得到该区域2020年和2030年(p=75%)的水资源优化配置方案.配置结果可将各分区按农业生产潜力划分为4类:第一类为哈尔滨市区.随着城镇化进程加快,哈尔滨市区将会成为农业用水最为短缺的分区.在此形势下,哈尔滨市区的粮食增产空间很小;第二类为五常、尚志和宾县分区.分区内也存在农业用水短缺的现象.但由于短缺程度较小,如能加大节水措施和水利工程措施的建设力度,尚有粮食增产的可能;第三类为阿城、呼兰、木兰和方正分区.伴随着城镇化进程的进一步加快,分区内将会产生一定的农业用水短缺风险.根据分区情况,可通过加强节水措施建设来消除风险.分区内具备一定规模的粮食增产空间;第四类为双城、巴彦、依兰、延寿和通河等水资源条件较好的分区.分区内具备农业大规模发展的潜力.应提高水、土资源开发利用程度以确保粮食增产.研究成果可为制定哈尔滨地区实现区域水资源可持续利用的粮食增产计划提供科学建议和决策依据.
  • 【期刊】 不同气候情景下华北平原蒸发与径流时空变化分析

    刊名:气候变化研究进展 作者:刘苏峡 ; 莫兴国 ; 孟德娟 ; 林忠辉 ; 夏军 关键词:预估 ; 气温 ; 降水 ; 蒸发 ; 径流 ; Schreiber公式 ; Thornthwaite方法 机构: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 ; 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 ; 中国科学院大学 年份:2012
    摘要:基于中国气象局国家气候中心生成的IPCC第四次评估报告中23种气候模式的情景集成数据,采用Schreiber公式和Thornthwaite方法计算实际蒸发和径流,分析了2001—2060年SRES A1B、A2和B1这3种情景下,华北平原气温、降水、蒸发与径流的时空变化。结果表明:未来华北平原气温呈升高趋势,且冬半年升温幅度大于夏半年;降水亦呈增加趋势,而冬半年降水增加幅度小于夏半年;与此相应,华北平原蒸发和年径流呈增加趋势,增幅和空间差异随时间推移而增大,到2041—2060年蒸发将上升7.1%~9.4%,径流将增加8.7%~10.7%。
  • 【期刊】 GCM预测情景下中国21世纪干旱演变趋势分析

    刊名:自然资源学报 作者:刘苏峡 ; 莫兴国 ; 胡实 ; 卢洪健 ; 林忠辉 关键词:干旱化 ; 气候变化 ; PDSI指数 ; CMIP5 机构: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 ; 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 年份:2018
    摘要:未来气候变化情景下,我国干旱事件发生的趋势具有诸多不确定性。基于国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中6个GCM模式的未来气候变化情景数据,采用帕尔默干旱指数(Palmer Drought Severity Index,PDSI),评估了21世纪RCP(Representative Concentration Pathway)4.5和RCP 8.5情景下我国干旱事件发生的时空变化特征。结果表明:21世纪中后期,由于气候显著变暖而降水变化不稳定,我国将面临广泛的干旱化趋势,其中干旱频次、持续时间和强度都呈显著上升趋势。相对于基准期,干旱事件的空间格局也将发生变化,其中北方地区干旱事件历时和频次明显增加,而南方严重干旱事件的强度加剧。尽管未来气候变化情景下降水小幅增加,但仍不能扭转因增温所导致的区域干旱化趋势。因此,在制订和实施应对气候变化的旱灾预防、减缓及适应性方案和措施时,需要考虑气温和降水变化时空不匹配等因素的影响,从水热两方面调控干旱的不利影响。
  • 【会议】 西北干旱区近十年农业用水和作物产量关系研究

    作者:刘苏峡 ; 张春 ; 靳英华 关键词:西北干旱区 ; 农业用水 ; 作物产量 ; 相关分析 机构:中科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 ; 中科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 ; 中国科学院研究生院 ; 东北师范大学城市与环境科学学院 年份:2009
    摘要:西北干旱区深处亚欧大陆中部,自然条件恶劣,为"非灌不植"区域,水资源利用是否合理密切关系到作物生长的成效和社会经济的发展。本文通过相关分析等统计方法,定量分析了西北干旱区农业用水和作物产量的关系研究发现,西北三省区多年来农业用水效率提高明显,新疆尚有较大提升空间,内蒙单位面积农业用水量偏低影响了作物生产,甘肃农业发展则主要受限于水资源总量和时空分配不均。
  • 【期刊】 黄淮海平原冬小麦种植的气候变化适应评估

    刊名:自然资源学报 作者:刘苏峡 ; 胡实 ; 莫兴国 ; 林忠辉 关键词:黄淮海平原 ; 种植结构 ; 水量平衡 ; 作物系数法 ; VIP模型 机构: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 ; 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 年份:2016
    摘要:水资源短缺影响黄淮海平原农业稳定和可持续发展。气候变化情景下,农业用水紧张的问题可能进一步加剧,种植制度和作物品种区域布局将面临调整。论文利用IPCC 5三种代表性温室气体浓度排放路径(RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5)的多模式集成数据,基于VIP(soilVegetation-atmosphere Interface Processes)生态水文模型,模拟了2011—2059年黄淮海平原二级子流域的水资源盈亏变化。在此基础上,针对水分亏缺最严重的子流域,设计无外来调水和维持2000—2010年调水总量水平的两种流域地下水采补均衡情景,对冬小麦种植区域的合理布局及其对产量的影响进行评估。结果表明,2050年代黄淮海平原农作物蒸散量增幅大于降雨量增幅,北部地区水分亏缺量将增加,南部地区水分盈余量则减少。在低到高的排放情景下,全区域水分盈余量下降0.1%~14.1%。两种地下水采补均衡情景下,2050年代黄淮海平原冬小麦种植面积应分别减少9.8%~11.3%和7.0%~8.8%,相应产量分别增加0~11.9%和3.0%~15.9%。适当减少冬小麦种植面积,可有效减缓黄淮海地区农业水资源的不足,保护生态环境,促进农业可持续发展。
  • 【期刊】 降雨和水保措施对无定河流域径流和产沙量影响

    刊名:北京林业大学学报 作者:刘苏峡 ; 张守红 ; 莫兴国 ; 舒畅 ; 郑超磊 ; 侯博 关键词:降雨变化 ; 水土保持 ; 径流 ; 侵蚀产沙 ; 无定河流域 机构: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 ; 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 ; 中国科学院研究生院 ; 黄河水利委员会水文局 年份:2010
    摘要:基于无定河流域降雨、泥沙、径流和水土保持措施的历年统计数据,根据M-K-S检验得到径流和侵蚀产沙序列的突变点,将研究期分为基准期(1957—1972年)和措施期(1973—1996年)。采用双累积曲线、经验公式和修正系数法,研究该流域降雨变化和水保措施对径流和产沙量变化的影响,并采用多元回归模型分离了降雨和水保措施对径流和产沙量变化的贡献。结果表明:与基准期相比,水保措施引起径流减少3.16亿~3.42亿m3,占基准期年均径流量的23.0%~24.4%;引起产沙量减少0.71亿~1.07亿t,占基准期年均产沙量的47.1%~57.3%。措施期降雨变化引起径流量减少0.46亿m3,产沙量减少0.13亿t,分别占措施期水、沙实际减少总量的11.6%和11.4%。水土保持措施建设是流域径流和侵蚀产沙减少的主要原因,其对水、沙减少的贡献率分别为80.3%和60.5%。其中,植被措施(林地+草地)对径流影响显著,引起径流量减少2.78亿m3,占径流减少总量的70.2%;工程措施(梯田+坝地)对产沙影响显著,引起产沙量减少0.46亿t,占产沙减少总量的40.3%。降雨变化、植被及工程措施对水沙量变化的影响表现出阶段性变化,主要原因在于降雨的丰枯变化和工程措施对水土流失防治功能的时限性。因此,在水保措施建设过程中,需合理配置工程和植被措施比例,重视对已建梯田、坝地等工程的维护和废弃工程的替换,以增强水土保持措施体系功能的持续性。
  • 【期刊】 阿克苏河流域气候变化对潜在蒸散量影响分析

    刊名:地理学报 作者:刘苏峡 ; 张守红 ; 莫兴国 ; 舒畅 ; 孙杨 ; 张春 关键词:气候变化 ; 潜在蒸散发 ; Penman-Monteith公式 ; 阿克苏河流域 机构: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 ; 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 ; 中国科学院研究生院 年份:2010
    摘要:蒸散发是水文过程的关键环节,研究气候因子对潜在蒸散发的影响,有助于深入认识水文过程对气候变化的响应。本文基于阿克苏河流域1960-2007年逐日气象资料和Penman-Monteith公式,估算并分析参考作物蒸散量(RET)时空变化特征,并用多元回归方法定量区分气候因子变化对RET变化的贡献率。研究发现流域RET空间差异明显,东部平原区平均年RET为1100mm左右,是西部山区的近2倍;东南部绿洲区的RET显著减少,而西部变化复杂。RET变化趋势的季节差异也很显著,以夏季变幅最大,是年变化的主要贡献者。高海拔地区相对湿度对RET变化影响最大,其它区域的风速变化对RET变化的贡献率最高。库车和乌恰站的风速变化对RET变化的贡献率大于50%,是RET变化的主导因素。
  • 【期刊】 中国根层与表层土壤水分关系分析

    刊名:植物生态学报 作者:刘苏峡 ; 邢博 ; 袁国富 ; 莫兴国 ; 林忠辉 关键词:生态系统 ; 降水量 ; 土壤质地 ; 土层厚度 ; 土壤水分量级 ; 表层与根层土壤水分 ; 植被 机构: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 ; 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 ; 中国科学院大学 ; 中国科学院地理科学与资源研究所生态网络监测与模拟重点实验室 年份:2013
    摘要:根层与表层土壤水分的关系,是由较易获取的表层土壤水分信息去探讨较难获取的深层土壤水分信息的重要桥梁。已有的根层与表层土壤水分关系(简称根表关系)大都基于一种作物或一种生态系统。该文根据我国生态系统研究网络,包括森林、草地、农田、荒漠和沼泽生态系统的31个站点109个观测场2006年全年3437对根层和表层土壤水分数据,研究了根表关系以及生态系统、土壤质地、湿润度、植被、土壤厚度和土壤水分量级对根表关系的影响。研究发现,表层和根层土壤水分存在着线性关系。森林和沼泽的根层与表层土壤水分相关程度较高,无论是率定段还是校核段,其决定系数(R2)均大于0.79。农田和草地生态系统的率定段相关性较好,R2均大于0.80,校核段相关性稍弱,R2分别为0.70和0.50。荒漠生态系统的相关关系最弱,率定段的R2为0.62,校核段的R2为0.49。土壤质地和生态系统因素对根表关系的影响较为一致。半湿润带、半干旱带和干旱带的根表关系空间分异性最强;十分湿润带的根表关系与壤土和森林生态系统的根表关系相对应。湿润带内部的根表关系较为一致。将植被对根表关系的影响分为4类,前两类为根表关系微弱的植被,由植被本身或者植被以外的地域因素导致,不适合用根表关系去由表层推算根层土壤水分;后两类为根表关系良好植被,区别为服从和不服从关系总线,可分别用各自的根表关系或者关系总线从表层土壤水分获取根层土壤水分。表层土壤水分与0–20、0–30、……、0–100cm土层的土壤水分均分别具有较好的相关关系,但二者的相关性随土层厚度的增加而降低。不过,即使是土层厚度抵及100cm,R2仍能维持在0.79。通过将土壤水分分别除以所有观测数据的最大值("标甲"法)和各个生态系统数据的最大值("标乙"法),发现根表关系不受土壤水分量级本身的影响。
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