北方荒漠區(qū)降水時(shí)空變異性研究.pdf

1、中國(guó)北方荒漠區(qū)主要位于西北內(nèi)陸河流域、黃河流域及內(nèi)蒙古高原的干旱、半干旱地區(qū),分屬新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏、陜西、山西、河北等省和自治區(qū),面積約340萬平方公里,約占全國(guó)面積的35％。中國(guó)北方荒漠區(qū)降水稀少,時(shí)空分配極不均勻,不合理的土地資源利用導(dǎo)致生態(tài)與環(huán)境劇烈退化,是我國(guó)北方和東北亞地區(qū)的主要沙塵源地。生態(tài)與環(huán)境建設(shè)是該區(qū)實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中面臨的重大問題。研究荒漠區(qū)降水的時(shí)空變化特征及其變化趨勢(shì)對(duì)荒漠地區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)植被

2、的保護(hù)與恢復(fù),區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。 本論文利用我國(guó)北方荒漠區(qū)35個(gè)典型氣象站1955年至2005年的月降水資料,對(duì)我國(guó)北方荒漠區(qū)降水分異規(guī)律及其豐枯變化趨勢(shì)進(jìn)行了深入分析；利用中國(guó)科學(xué)院阜康荒漠生態(tài)站設(shè)在新疆三工河流域的降雨量觀測(cè)網(wǎng)2007年5-8月降雨資料,對(duì)西北內(nèi)陸干旱區(qū)山地-綠洲-荒漠系統(tǒng)(MODS)降水的空間變異特征進(jìn)行了分析。主要結(jié)論如下： 1.在北方荒漠區(qū)降水時(shí)空變異方面,近50

3、年來,我國(guó)北方荒漠區(qū)降水在時(shí)間和空間上均呈現(xiàn)出較大的變異性。預(yù)計(jì)未來,春、夏季降水將增多,冬季降水逐漸減少,年降水有增加趨勢(shì)；降水年增幅較大的地區(qū)由內(nèi)蒙古東部逐漸向西北偏移。存在5年、9年及準(zhǔn)14年主周期,突變點(diǎn)分別位于1963、1988、1996和2001年；1988年以來降水以9年及14年周期為主。降水空間分布格局以“相間復(fù)雜”型和“東西相反”型(對(duì)北方荒漠區(qū)降水空間總體變化貢獻(xiàn)率分別為35.8％和20.4％)為主,且新疆地區(qū)對(duì)北方

4、荒漠區(qū)降水波動(dòng)影響最大(對(duì)總體變化方差貢獻(xiàn)為70.4％)?！跋嚅g復(fù)雜”型表征北方荒漠區(qū)受局部區(qū)域天氣系統(tǒng)影響較大：“東西相反”型顯示降水變化趨勢(shì)自西向東依次減弱,西部有向暖濕變化中部地區(qū)趨于暖干而東部地區(qū)趨于干旱的可能。 2.在北方荒漠區(qū)降水時(shí)空變化趨勢(shì)方面,各地單獨(dú)豐水年的概率要高于單獨(dú)枯水年,而發(fā)生連枯年的概率則高于連豐年；極端干旱區(qū)和干旱區(qū)的降水有增加趨勢(shì)的地區(qū)概率分別為83％和70％,而半干旱地區(qū)降水有明顯減少趨勢(shì)的概率

5、為58％。地處干旱區(qū)的新疆、青海及甘肅等地區(qū)降水將會(huì)增加,而地處半干旱區(qū)的內(nèi)蒙古東部等地降水將會(huì)減少,降水年內(nèi)分配的差異將變緩；北方荒漠區(qū)的西部和東部降水年際波動(dòng)呈增加趨勢(shì),中部地區(qū)波動(dòng)有變緩的趨勢(shì)。變化范圍在15％～78％之間,其中,新疆南部和青海的年際變化最大,大部分地區(qū)在變差系數(shù)40％以上,內(nèi)蒙古地區(qū)相對(duì)平穩(wěn)為28％左右。 3.在內(nèi)陸干旱區(qū)MODS的降水時(shí)空變異方面,應(yīng)用EOF及REOF法、地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析三工河流域雨量觀

6、測(cè)網(wǎng)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：依據(jù)0-30km、30-60km及60-150km處的三個(gè)荷載區(qū)段,與三工河流域山地、綠洲及荒漠等3個(gè)不同景觀的地貌單元南北距離吻合；降水增幅自山地、綠洲、荒漠依次減?。簧絽^(qū)降水變異函數(shù)符合高斯模型,綠洲區(qū)降水變異函數(shù)符合球狀模型,荒漠區(qū)降水變異函數(shù)各月模型不同。在研究尺度下由隨機(jī)因素引起的降水空間異質(zhì)性僅占總空間異質(zhì)性的0％-9.57％,以空間自相關(guān)引起的空間異質(zhì)性為主?；诟鞯馗鲿r(shí)段基臺(tái)值、分維數(shù)及變程等特征參數(shù)