基于遥感和SEBAL模型的塔里木河干流区蒸散发估算

运用1985 年、2000 年和2010 年遥感资料与SEBAL 模型估算了塔里木河干流区蒸散发。结果表明：该区蒸散发量较大,介于0~5.11 mm/d之间;靠近河道区蒸散发明显大于远离河道区;各土地利用/覆被类型蒸散发大小依次为：水体> 耕地> 林地> 草地> 未利用地> 居工地,主要与其植被覆盖度和水分供给条件有关;而日总蒸散发大小顺序为：草地> 未利用地> 耕地> 林地> 水体> 居工地,这与各土地利用/覆被类型面积密切相关。在1985-2010 年间,塔里木河干流区日总蒸散发量先减小后增大;上游平均日总蒸散发量为中游和下游的1.27 倍和1.42 倍。2000 年塔里木河干流区日总蒸散发比1985 年减少了6.80×10⁴ m³,原因是中游和下游日总蒸散发减小,而上游日总蒸散发量却增加了3.02×10⁵ m³。2010 年干流区日总蒸散发比2000 年高6.78×10⁵ m³,其中上游和中游日总蒸散发量增加了1.19×10⁶ m³,而下游却降低了5.16×10⁵ m³,主要受中上游地区绿洲耕地面积扩张,水资源开发量过大,下游来水量减少的影响。     

黄河中游砒砂岩地区长川流域土地利用变化分析

根据1976年的Landsat-MSS影像数据以及1987年和2000年的Landsat-TM影像数据,应用遥感和地理信息系统手段以及转移矩阵和景观空间格局指数分析方法,对地处黄河中游砒砂岩地区的内蒙古准格尔旗长川流域土地利用及其变化进行研究。结果表明：1)研究区内分布最多的土地利用类型是灌木林地、草地和难利用地,该三个土地利用类型的面积占研究区域总面积75％;2)从1976～2000年期间,虽然乔木和灌木林地的面积明显增加,但同时也存在林地和草地向难利用土地、沙地和农地的转变过程。与此同时水域亦明显减少;3)水土保持生物措施的实施、农田开垦和降雨量偏少可能是导致研究区土地利用变化的主要原因。     

基于SWAT模型的晋江流域土地利用变化对水文过程影响分析

为了进一步揭示晋江流域土地利用变化的水文效应,基于SWAT模型,分别模拟了1985年和2006年2种土地利用条件下,2002—2010年气象条件时的年、月水文过程,以定量分析土地利用变化对流域年、月的蒸散发、土壤剖面渗漏、地下径流和地表径流的影响。研究表明:与1985年土地利用相比,在2006年土地利用涵养水源能力较好的林草地减少了,而不透水面积的增加,降低了流域的降雨截留能力和土壤下渗能力,地表蒸散发量和地下水随之减少,而减小的水量则转为地表径流直接汇入河道,其中晋江全流域的蒸散发量、土壤渗漏量和地下径流量年平均减少11.86 mm、48.86 mm和25.62 mm,年平均减少幅度分别为2.23%、11.27%和16.69%,而地表径流量年平均增加76.06 mm,年平均增幅为26.12%;土地利用变化的水文过程效应与年内降水分布具有密切的关系,降雨量越小,蒸散发和地表径流的效应越显著,而土壤剖面下渗和地下径效应则相反。     

基于GLDAS-Noah模型的闽江流域实际蒸散发评估

以亚热带季风区的典型流域——闽江流域为研究区域,根据Penman-Monteith（P-M）公式和双作物系数法,计算了闽江流域内8个气象观测站点的实际蒸散量,并评估了GLDAS-Noah实际蒸散产品在闽江流域的适用性。在此基础上,基于GLDAS-Noah实际蒸散发数据,解读了2000—2019年闽江流域的实际蒸散量的变化特征。结果表明：① GLDAS-Noah实际蒸散发数据在闽江流域的适用性较好(R²>0.9,NSE>0.8);② 2000年以来闽江流域的实际蒸散发呈增加趋势（3.86 mm/a,P < 0.01）,且存在显著的季节差异,表现为冬季和春季的增加速率要大于夏季和秋季;③ 闽江流域冬季和春季蒸散发增加与气温密切相关,冬季蒸散发与冬季气温呈微弱正相关（ R = 0.27）,春季蒸散发的增加与春季升温密切相关（R = 0.79）。     

洛河流域蒸散发遥感反演及其与各参数的相关性分析

利用ETM数据和地表热量平衡模型估算洛河流域的蒸散发量,并结合地面实测资料进行检验,然后综合分析蒸散发量与土地利用/覆被、地表参数、地形参数的关系。研究发现,不同下垫面的蒸散发能力有一定的差别,其中水体和林地的日蒸散发量最大;蒸散发量与NDVI、植被覆盖度以及高程等参数呈线性相关,而与地表温度呈指数相关,与叶面积指数呈对数相关。     

基于SEBS模型的干旱区流域蒸散发估算探究

水资源在干旱区的经济社会发展中占据着举足轻重的地位,被利用的水资源通过蒸散发进入大气,定量估算区域的蒸散发对区域的水资源分配管理、旱情监测等具有一定的指导意义。应用SEBS模型估算了2015年5~9月艾比湖流域的蒸散发,按照流域的分水岭划分研究区范围,根据土地覆被类型将研究区划分为乔木林地、灌木林地、牧草地、耕地、水域及其他6大类,分析了流域内蒸散发的时间与空间变化以及不同土地覆被的蒸散发情况。结果表明：（1）整体而言,流域范围内日均蒸散量在生长季内呈单峰型分布,7月中旬达到顶峰,平均值为4.35 mm·d^-1,最大值为5.63 mm·d^-1,对气温的变化最敏感。（2）研究区蒸散发的高低分布与土地覆被类型分布存在高度一致性,日均蒸散量大小依次为：水域 > 耕地 > 牧草地 > 乔木林 > 其他 > 灌木林。（3）蒸散发在不同土地覆被具有不同的峰值分布,乔木林的峰值分别出现在1.20 mm和6.80 mm左右,灌木林的峰值分别出现在3.5 mm和6.00 mm左右,牧草地分别出现在4.00 mm和6.80 mm左右。耕地、水域的峰值分别在6.60 mm、7.20 mm左右。（4）SEBS模型在干旱区流域具有较高应用价值。     

SRES A2和B2情景下宁夏可利用降水资源的变化

 利用1961─2008年宁夏气温、降水资料,计算水资源各分量,并结合PRECIS模式模拟结果,对气候基准时段（1961─1990年）和1991─2008年各量的模拟值和观测值进行对比检验,并着重分析了SRES A2和B2情景下21世纪各量的变化。对比检验结果表明,虽然量值上有一定的模拟偏差,但模式对各量的基本气候态和局地特征模拟的较为准确。各量的变化表明,21世纪宁夏区域年平均蒸发增加趋势较降水更明显,可利用降水的减少主要来自于夏季南部山区;与气候基准时段相比,夏季可利用降水的增加主要在21世纪前半叶,引黄灌区增幅最大达120%左右,21世纪后半叶南部山区减少最明显为20%~60%;相较2011—2040年,2070—2100年夏季可利用降水呈全域性减少;温室气体含量的变化没有改变各量的分布型,但对量级的影响较大,且可利用降水的变化远大于降水的变化;A2情景下各量的变化较B2情景更明显。随着温室气体排放量的持续增加宁夏水资源短缺的状况将进一步加剧,尤其是南部山区。     

互补相关蒸散发理论与应用研究

本文提出和建立了一个计算蒸散发能力和饱和湿润表面蒸散发量的经验公式,并把互补相关模型应用到湖北省十六个流域,江汉平原水网区和东湖的蒸散发估计。模型的计算值同水量估计值以及蒸发的研究和计算提供了另一条简便易行的途径。     

2000-2014年黄河源区ET时空特征及其与气候因子关系

黄河源区地处青藏高原东缘,具有独特的自然生境和丰富的自然资源,是中国西南区域经济发展的重要生态安全屏障。以MODIS ET产品作为研究黄河源区地表蒸散发（ET）的数据源,结合黄河源区内部及周边18个气象站数据、全国1∶100万植被类型图和黄河源区DEM数据,利用趋势分析、相对年际变化和相关分析法,研究2000-2014年黄河源区ET时空变化特征及不同土地利用类型下ET的变化规律,重点探讨了ET与气候因子的关系。结果表明：① 黄河源区多年ET区域分异规律明显,北部ET显著弱于中部和东南部,最强ET位于黄河源区的东南部,多年平均ET值为538.61 mm/a,距平相对变化显著,ET年际变化呈先减小后增加的趋势,平均趋势变化率为0.44 mm/a;② 年内ET呈周期性单峰变化趋势,7月达到峰值;2000-2014年黄河源区多年四季ET季节性差异明显,夏季ET最强达到188.14 mm/a,春秋季次之,冬季ET最弱仅97.15 mm/a;③ 研究时段内不同土地利用类型的ET大小表现为沼泽地>林地>草地>其他>裸地,整体上各土地利用类型的ET呈逐渐增加趋势;④ 相关分析结果表明,ET与同期气温、降水呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,其中降水对ET的影响强于气温;驱动分区结果显示黄河源区ET受气候因子驱动的地区主要表现为降水驱动。     

新疆焉耆盆地农田耗水有效性评价

西北干旱地区受监测资料匮乏等因素,难以实现区域尺度的水资源消耗效用评价。使用MODIS遥感数据驱动混合双源梯形蒸散发模型（HTEM）,对焉耆盆地陆面蒸散发的时空过程进行了连续模拟,并对灌区耗水量进行有效性评价。结果表明：（1）2013—2020年焉耆盆地灌区多年平均蒸散发为624.4 mm,其中作物生育期4—10月蒸散发占全年的89.6%。（2）焉耆盆地灌区植被蒸腾与土壤蒸发多年平均分别为508.9 mm和115.5 mm,各占总蒸散发的81.5%和18.5%。（3）焉耆盆地灌区多年平均蒸散发耗水量13.82×108m3,其中高效、中效和低效耗水分别占总耗水量的81.5%、5.6%和12.9%,且耗水有效性与植被覆盖度密切相关。在区域尺度以时空连续的方式揭示了焉耆盆地灌区蒸散发水分消耗的有效性,可为干旱区水资源管控提供可靠的理论依据。     

中国华北和西北地区水量短缺对农业的压力及对策

华北平原的耕地占全国的 31.19% ,人口占全国的 2 6 .0 1,但水资源只占全国的 6 .14 % ,水资源的供需矛盾很大。而西北地区的水资源分布不均 ,内陆河流域的引水率过高造成了河水断流、湖泊干涸和土地沙漠化。至 2 0 5 0年 ,全国工业和城镇用水将消耗 5 0 %的供水 ,农业用水将比现在减少 ,但黄河流域和西北农业需水量将比2 0 0 0年增加 73× 10 8m3 ,保障农业用水的难度将比现在更大。要避免中国干旱区农业用水的短缺 ,需采取从中国南部的长江流域调水到华北、提高水资源的利用效率、应用节水灌溉技术、调整种植结构和在城市循环用水、净化工业和生活废水等措施     

黑河调水以来额济纳盆地湖泊蒸发量

在GIS技术支持下结合气候条件的变化,对黑河调水以来额济纳盆地的湖泊面积变化和蒸发量变化进行分析.结果表明:额济纳盆地湖泊主要包括东、西居延海和进素土海子,各湖泊在2002年7月后陆续恢复,其中东居延海2004年后常年蓄水,进素土海子在2008年后常年蓄水,西居延海为季节性湖泊.盆地内湖泊总面积最大达到103.85 km²,年蒸发量最大达到1.79×10⁸ m³.湖泊除受地表调水补给外,还受地下径流补给,2005年后东居延海每年接受地下径流净补给量约2500×10⁴～3000×10⁴ m³.     

海滦河流域环境水利的几个问题

水利工程设施对防治旱涝及人民生活起了重要作用,但也出现了对环境不良影响的环境水利问题并指出了解决这些问题的措施和意见。     

石羊河流域的水资源

石羊河流域分为径流形成区(山区)和散失区(平原区),由河流联接成为统一的水资源系统和完整的生态单元。全流域出山地表水资源15.82亿立方米,平原区纯地下水天然资源1.54亿立方米,合计7.36亿立方米。地表径流主要形成于高山区,面积占30%的高山区(3400米以上),产流量占74%。山区河流有连续丰、枯水年,丰水年持续期为10年,枯水年持续期达20年。本流域山前平原地区的地表水、地下水相互制约,相互转化,水资源主要来自山区,地下水是地表水的渗漏,泉水是出露的地下水。水资源转化为重复利用和提高利用率创造了条件,但不能增加数量。     

黄河近年径流泥沙剧减的多因素贡献率分析（英文）

The Yellow River basin is well known for its high sediment yield. However, this sediment yield has clearly decreased since the 1980 s, especially after the year 2000. The annual average sediment yield was 1.2 billion tons before 2000, but has significantly decreased to 0.3 billion tons over the last 10 years. Changes in discharge and sediment yield for the Yellow River have attracted the attention of both the Central Government and local communities. This study aimed to identify the individual contributions of changes in precipitation and human activities(e.g. water conservancy projects, terracing, silt dams, socio-economic and needs, and soil and water conservation measures) to the decrease in discharge and sediment yield of the Yellow River. The study used both improved the hydrological method and the soil and water conservation method. The study focused on discharge analysis for the upper reaches and the investigation of sediments for the middle reaches of the river. The results showed that discharge and sediment yield have both presented significant decreasing trends over the past 50 years. Precipitation showed an insignificant decreasing trend over the same period. The annual average discharge decreased by 5.68 billion m3 above Lanzhou reach of the Yellow River from 2000 to 2012; human activities(e.g. socio-economic water use) contributed 43.4% of the total reduction, whereas natural factors(e.g. evaporation from lakes, wetlands and reservoirs) accounted for 56.6%. The decrease in annual discharge and sediment yield of the section between Hekouzhen station and Tongguan station were 12.4 billion m3 and 1.24 billion tons, respectively. Human activities contributed 76.5% and 72.2% of the total reduction in discharge and sediment yield, respectively, and were therefore the dominant factors in the changes in discharge and sediment yield of the Yellow River.     

Analysis of the contribution of multiple factors to the recent decrease in discharge and sediment yield in the Yellow River Basin,China

The Yellow River basin is well known for its high sediment yield. However, this sediment yield has clearly decreased since the 1980s, especially after the year 2000. The annual average sediment yield was 1.2 billion tons before 2000, but has significantly decreased to 0.3 billion tons over the last 10 years. Changes in discharge and sediment yield for the Yellow River have attracted the attention of both the Central Government and local communities. This study aimed to identify the individual contributions of changes in precipitation and human activities (e.g. water conservancy projects, terracing, silt dams, socio-economic and needs, and soil and water conservation measures) to the decrease in discharge and sediment yield of the Yellow River. The study used both improved the hydrological method and the soil and water conservation method. The study focused on discharge analysis for the upper reaches and the investigation of sediments for the middle reaches of the river. The results showed that discharge and sediment yield have both presented significant decreasing trends over the past 50 years. Precipitation showed an insignificant decreasing trend over the same period. The annual average discharge decreased by 5.68 billion m³ above Lanzhou reach of the Yellow River from 2000 to 2012; human activities (e.g. socio-economic water use) contributed 43.4% of the total reduction, whereas natural factors (e.g. evaporation from lakes, wetlands and reservoirs) accounted for 56.6%. The decrease in annual discharge and sediment yield of the section between Hekouzhen station and Tongguan station were 12.4 billion m³ and 1.24 billion tons, respectively. Human activities contributed 76.5% and 72.2% of the total reduction in discharge and sediment yield, respectively, and were therefore the dominant factors in the changes in discharge and sediment yield of the Yellow River.     

干旱区水资源约束下的生态退耕空间优化及权衡分析——以奇台县为例

干旱区耕地大规模扩张导致水资源超载、生态问题频发,亟须退地还水。因此,探索水资源约束下的生态退耕空间优化方案,不仅有助于解决干旱区面临的问题,还可为土地利用规划和决策提供参考。目前对退耕方案多效益矛盾的研究尚量化不足,有鉴于此,本文建立生态退耕空间优化配置及权衡分析模型,以新疆奇台县为研究区进行模型应用,构建了水资源约束下的生态退耕方案群,并设计保有耕地优先和保护生态优先等两种情景,利用蚁群优化算法实现了生态退耕的空间配置模拟与优化。结果表明：耕地面积在保有耕地优先情景将减至9.94万hm²,保护生态优先情景则为6.96万hm²;在此退耕过程中,河道内生态用水占水资源总量的比例从10%增加到30%,防固沙量由713.22万t增加至816.59万t,经济效益则由34.86亿元下降至24.75亿元。通过比较单位经济效益的减少比例可产生的生态效益增加比例,确定耕地面积退至8.35万hm²时是权衡生态和经济效益下的生态退耕最优方案。退耕还草主要发生在奇台县耕地集中区的东北、西北及西南部边缘,将有利于北部的沙漠化防控和南部的水源保护。本研究实现了干旱区水资源约束下生态退耕方案空间模拟和优化,对农业经营和生态保护具有重要参考意义。     

Changes of multiple cropping in Huang-Huai-Hai agricultural region,China

Multiple cropping index (MCI) is the ratio of total sown area and cropland area in a region, which represents the regional time intensity of planting crops. Multiple cropping systems have effectively improved the utilization efficiency and production of cropland by increasing cropping frequency in one year. Meanwhile, it has also significantly altered biogeochemical cycles. Therefore, exploring the spatio-temporal dynamics of multiple cropping intensity is of great significance for ensuring food and ecological security. In this study, MCI of Huang-Huai-Hai agricultural region with intensive cropping practices was extracted based on a cropping intensity mapping algorithm using MODIS Enhanced Vegetation Index (EVI) time series at 500-m spatial resolution and 8-day time intervals. Then the physical characteristics and landscape pattern of MCI trends were analyzed from 2000–2012. Results showed that MCI in Huang-Huai-Hai agricultural region has increased from 152% to 156% in the 12 years. Topography is a primary factor in determining the spatial pattern dynamics of MCI, which is more stable in hilly area than in plain area. An increase from 158% to 164% of MCI occurred in plain area while there was almost no change in hilly area with single cropping. The most active region of MCI change was the intersection zone between the hilly area and plain area. In spatial patterns, landscape of multiple cropping systems tended to be homogenized reflected by a reduction in the degree of fragmentation and an increase in the degree of concentration of cropland with the same cropping system.     

基于3S的毛乌素沙地腹地景观格局演变及其驱动力分析——以内蒙古乌审旗为例

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986年、1991年、1996年、2000年和2005年5期TM影像为主要数据源,对乌审旗景观空间格局的动态变化特征及其演变的驱动因素进行了研究。结果显示,乌审旗景观格局从1986年到2005年期间发生了显著变化,居民地、工矿用地明显增加,沙地、水域景观逐年下降,耕地、林地面积变化不大,草地、未利用地增加,景观多样性和空间破碎度增加,斑块的自相似性增强;各类景观斑块的平均面积整体上是增加的,景观分形维数随着时间的推移呈现先下降后上升、又下降的趋势。结合经济社会统计数据分析表明,人为因素是影响乌审旗景观格局演变的主要原因,其中人口增加、国民经济增长、工矿产业发展,以及政府决策和生态治理工程是景观格局演变的主要驱动因子。     

过去2000年中国农耕区拓展与垦殖率变化基本特征

通过梳理和集成近年研究成果,综述了过去2000年中国主要农耕区拓展的阶段性及其间全国耕地面积和其中近千年垦殖率变化的主要特征。主要结论有：① 中国主要农耕区第一次大规模拓展出现在西汉,从黄河中下游拓至整个长江以北地区;第二次在唐宋时期,主要是长江以南农耕区域从平原低地拓垦至丘陵山地;第三次在清中叶以后,主要是对东北、西北和西南等边疆地区的拓垦和山地的深度开发。② 过去2000年中国耕地面积呈波动增加趋势,公元初突破5亿亩（1亩≈ 667 m²）,8世纪前期突破6亿亩,11世纪后半叶达近8亿亩,16世纪后期突破10亿亩,19世纪前期突破12亿亩,1953年逾16亿亩,1980年逾20亿亩。③ 中国耕地空间分布的主体格局至11世纪前后就已基本奠定。1080年前后,黄淮海、关中平原等的垦殖率达30%以上,长江三角洲、鄱阳湖平原、两湖平原和四川盆地等达30%左右。1850年前后,华北平原、汾渭盆地和陇东地区、四川盆地、两湖平原、鄱阳湖平原及长三角地区等的垦殖率均超过30%。2000年前后,东北平原、黄淮海地区、汾渭盆地和陇东地区、四川盆地、长江中下游平原等农业区中有2/3以上垦殖率超过50%,辽西丘陵、坝上高原、黄土高原及南方各省的丘陵山地也多达15%以上;西北绿洲农业带及青藏高原河谷农业带的局部地区也达50%以上。