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水土保持学报 2024年第4期38卷 83-94页

作者：许垚涛李鹏马方铭赵宾华马文涛苏利平王立明西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室西安710048 宁夏回族自治区水土保持监测总站银川750002

[目的]解析日输沙率与关键环境因子之间的尺度依赖关系,探索有效的预测方法,以应对由于泥沙输运机制的复杂性和水文过程的非线性所带来的预测挑战。[方法]采用集合经验模态分解与自适应噪声(CEEMDAN)方法,分析了西南地区涪江流域4个水... 详细信息

[目的]解析日输沙率与关键环境因子之间的尺度依赖关系,探索有效的预测方法,以应对由于泥沙输运机制的复杂性和水文过程的非线性所带来的预测挑战。[方法]采用集合经验模态分解与自适应噪声(CEEMDAN)方法,分析了西南地区涪江流域4个水文站点控制区域2013—2018年的日输沙率与5个潜在影响变量(流量、降水量、平均气温、潜在蒸散发量和NDVI)间多时间尺度变异特征,识别不同时间尺度下日输沙率与相关变量相互作用关系,在此基础上,对日输沙率作出预测。[结果]CEEMDAN方法成功将日输沙率及其潜在影响变量分解为10-11本征模态函数(IMF)和残差项,揭示出日输沙率在3~730天不同时间尺度上的显著变化。分解后的日输沙率与流量、降水量在各个时间尺度上均显示出显著的相关性增强,而气温、潜在蒸散发量和NDVI主要与长时间尺度的日输沙率显著相关。通过逐步多元线性回归预测日输沙率,模型的预测性能显著,R2值在所有站点均超过0.55。[结论]CEEMDAN方法能够有效揭示输沙率及其影响变量之间的尺度依赖性,为理解河流输沙动态提供了新的视角。

关键词：水文过程日输沙率 CEEMDAN 尺度变化涪江流域

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近60年汾河中上游水沙变化趋势及其驱动因素

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水土保持研究 2020年第4期27卷 54-59页

作者：张凯鲁克新李鹏李占斌时鹏杨殊桐西安理工大学旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室西安710048 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

为了揭示近60年汾河中上游水沙变化趋势及其驱动因素,使用Mann-Kendall检验法对汾河中上游年径流量和年输沙量序列进行了趋势和突变分析,并采用双累积曲线法定量计算了气候变化和人类活动对汾河中上游水沙变化的贡献率。结果表明:1963-2... 详细信息

为了揭示近60年汾河中上游水沙变化趋势及其驱动因素,使用Mann-Kendall检验法对汾河中上游年径流量和年输沙量序列进行了趋势和突变分析,并采用双累积曲线法定量计算了气候变化和人类活动对汾河中上游水沙变化的贡献率。结果表明:1963-2016年期间汾河中上游的年径流量和年输沙量均呈现明显的减少趋势(p<0.01),突变发生年份分别为1981年和1980年;气候变化对汾河中上游的年径流量和年输沙量减少的影响微弱,而社会经济发展、水利工程建设和各项水土保持措施实施等人类活动是导致汾河中上游的年径流量和年输沙量减少的主要原因;气候变化和人类活动对汾河中上游径流量减少的贡献率分别为29%,71%,而二者对年输沙量减少的贡献率分别为22%,78%。研究成果可以为汾河中上游流域的水资源合理开发利用、水环境有效管理保护与水土保持工作宏观科学规划提供科学依据。

关键词：汾河中上游水沙变化归因分析气候变化人类活动贡献率

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宁夏风蚀气候侵蚀力时空演变及影响因素分析

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水土保持研究 2023年第4期30卷 217-227,235页

作者：许馗李谭宝李占斌于坤霞李鹏姜英李才文杨志西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室西安710048 国家林业和草原局西北调查规划院西安710048 宁夏回族自治区水土保持监测总站银川750002

[目的]揭示宁夏回族自治区风蚀气候侵蚀力(C值)的时空演变特征,阐明宁夏气候对风蚀的影响及因素,进而为宁夏风蚀评估提供科学依据。[方法]基于宁夏及周边气象站1965—2019年的观测数据,根据FAO风蚀气候侵蚀力计算公式,利用Mann-Kendall... 详细信息

[目的]揭示宁夏回族自治区风蚀气候侵蚀力(C值)的时空演变特征,阐明宁夏气候对风蚀的影响及因素,进而为宁夏风蚀评估提供科学依据。[方法]基于宁夏及周边气象站1965—2019年的观测数据,根据FAO风蚀气候侵蚀力计算公式,利用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变点检验、Morlet小波分析及随机森林等方法,开展了宁夏风蚀气候侵蚀力时空演变及影响因素的研究。[结果](1)宁夏多年平均C值为23.8,在年尺度和季节尺度上呈现可持续的显著减少趋势,且春冬季高、夏秋季低。(2)多年平均C值在空间上呈现中北部高、南部低的分布,显著减少的站点共8个,且均呈现可持续性。(3)除夏季尺度外,其他季节尺度和年尺度的C值均在2003年前后发生显著突变,且均存在一个30 a左右的主周期。(4)影响C值最主要的因子是风速,其次是降水量、相对湿度、热力因子、太平洋年代际振荡指数。[结论]宁夏属于干旱半干旱地区气候侵蚀力较弱的区域,风速是影响宁夏C值最主要的因子。

关键词：风蚀气候侵蚀力时空演变随机森林宁夏

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秦岭太白山巴山冷杉天然林群落物种多样性

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西北林学院学报 2023年第2期38卷 140-146,192页

作者：杨志汝张建鹏国家林业和草原局西北调查规划设计院陕西西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室陕西西安710048 陕西太白县林业局陕西宝鸡721600

研究秦岭太白山区域巴山冷杉天然林群落的物种组成、多样性及其对海拔的响应,可为天然林的保护与合理开发利用提供科学依据。采用典型样方调查法,分析巴山冷杉天然林群落各层次的物种组成,计算其重要值、物种多样性指数,并针对天然林物... 详细信息

研究秦岭太白山区域巴山冷杉天然林群落的物种组成、多样性及其对海拔的响应,可为天然林的保护与合理开发利用提供科学依据。采用典型样方调查法,分析巴山冷杉天然林群落各层次的物种组成,计算其重要值、物种多样性指数,并针对天然林物种多样性与其所在海拔因子的关系进行耦合。结果表明,巴山冷杉天然林群落共有123种植物,巴山冷杉为该群落的建群种,重要值高达64.95%,乔木物种构成比较单一;灌木层共有41个物种,其中秦岭箭竹重要值高达32.39%,为灌木层主要优势种;草本层的物种多达77种,呈随机分布,单个物种的优势度不高。群落中各层次物种丰富度为草本层>灌木层>乔木层,均匀度指数、优势度指数和多样性指数均为草本层高于木本层。随着海拔的升高,灌木层的多样性指数变动幅度较大,而草本层多呈平缓上升趋势。物种丰富度在海拔2500 m处有最大值,均匀度指数、优势度指数、多样性指数均在海拔2886 m处达到最大值。秦岭太白山巴山冷杉天然林群落的自我更新演替能力较差,呈衰退状态。海拔对林下各层次物种多样性有一定影响,且对灌木层的影响大于草本层。

关键词：太白山巴山冷杉物种多样性天然林群落海拔

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基于DEM数据分析川西云杉林与高山柏林空间分布特征——以石渠县为例

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西北林学院学报 2022年第3期37卷 133-138页

作者：吴胜义张方圆王飞林双福刘强生国家林业和草原局西北调查规划设计院陕西西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室陕西西安710048

以2019年森林资源规划设计调查小班数据为基础,叠加数字高程模型,应用地理信息系统技术提取研究区海拔、坡度、坡向等地形因子。通过应用GIS空间分析,探究川西云杉林、高山柏林空间分布与地形因子的相关关系,分析其空间分布特征。结果表... 详细信息

以2019年森林资源规划设计调查小班数据为基础,叠加数字高程模型,应用地理信息系统技术提取研究区海拔、坡度、坡向等地形因子。通过应用GIS空间分析,探究川西云杉林、高山柏林空间分布与地形因子的相关关系,分析其空间分布特征。结果表明:川西云杉、高山柏仅分布于石渠县西南部,金沙江及其一、二级支流两岸的高山峡谷地带,面积19329.08 hm^(2)。川西云杉林、高山柏林分布范围基本位于3250~4600 m;3700~4300 m海拔区间是集中分布区,川西云杉林占比92.19%,高山柏林占比80.78%。川西云杉林、高山柏林各坡度分布趋势相同,集中在26°~45°,占比分别为78.27%、78.68%。川西云杉林、高山柏林各坡向分布差异明显,川西云杉林多分布在阴坡、半阴坡,占比72.91%;高山柏林则多分布在阳坡和半阳坡,占比80.04%。

关键词：数字高程模型川西云杉高山柏地形森林分布

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全球降雨计划GSMaP与IMERG卫星降雨产品在陕西地区的精度评估

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干旱区地理 2022年第1期45卷 80-90页

作者：李彦妮黄昌庞国伟陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 西北大学城市与环境学院地表系统与灾害研究院陕西西安710127 旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室陕西西安710127

以中国气象局提供的地面降雨观测资料为参考,利用相关系数、均方根误差和相对偏差,降雨误报率、命中率和关键成功指数等6种不同的统计分析指标,从年、季、月、日4种不同的时间尺度对两种高分辨率卫星降雨产品(IMERG和GSMaP)在陕西省的... 详细信息

以中国气象局提供的地面降雨观测资料为参考,利用相关系数、均方根误差和相对偏差,降雨误报率、命中率和关键成功指数等6种不同的统计分析指标,从年、季、月、日4种不同的时间尺度对两种高分辨率卫星降雨产品(IMERG和GSMaP)在陕西省的精度进行了对比和评价,并对二者在监测强降雨过程中的表现进行了对比分析。结果表明:(1)在年尺度上,GSMaP的数据精度高于IMERG。GSMaP和站点观测数据高度相关,而IMERG和站点观测数据中度相关;GSMaP高估了年尺度的降雨,而IMERG低估了年尺度的降雨。(2)在季节尺度上,两种数据均在夏季的精度最高,总体上,IMERG在季节尺度的精度亦高于GSMaP。(3)在月尺度上,两种产品与地面观测数据均呈现较高的相关性,而且均存在一定程度的高估,但IMERG比GSMaP更具有相对较高的精度。(4)在日尺度上,GSMaP的数据精度略高于IMERG。(5)卫星降雨产品的数据精度与降雨量有关,总体表现为雨量小时高估、雨量大时低估。(6)卫星降雨产品数据精度呈现了明显的地域差异,GSMaP对陕西省的降雨总体表现为低估,其中对陕北的低估最为明显;IMERG对关中有轻微高估,对陕北和陕南则存在明显低估。(7)通过对4场次强降雨事件的分析发现,GSMaP对大雨及以上强降雨事件的监测能力比IMERG略强。研究结果可以为该地区的气象水文研究在选择和使用降雨数据资料时提供参考。

关键词：卫星降雨产品全球降雨观测计划(GPM) 强降雨事件精度评估

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利用马尾松解析木对林地立地指数和立地形的研究

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西北林学院学报 2021年第4期36卷 159-166页

作者：李清顺王得军孙景梅刘勇国家林业和草原局西北调查规划设计院陕西西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局局重点实验室陕西西安710048

利用重庆市南川区马尾松解析木数据,选择合适的导向曲线方程,建立基于导向曲线的立地指数和立地形模型,并对立地形的适用性进行说明。根据散点图和三倍标准差对解析木数据进行了选择,排除了不符合要求的圆盘记录对。采用5种常用的经验... 详细信息

利用重庆市南川区马尾松解析木数据,选择合适的导向曲线方程,建立基于导向曲线的立地指数和立地形模型,并对立地形的适用性进行说明。根据散点图和三倍标准差对解析木数据进行了选择,排除了不符合要求的圆盘记录对。采用5种常用的经验生长方程对年龄-树高、胸径-树高进行拟合,根据决定系数R2,均方根误差RMES、AIC、方程的参数变动系数以及拟合曲线对方程进行选择;根据选定的方程,求出其连续生长量方程和平均生长量方程,并采用matlab绘制出其曲线方程,根据连续生长量和平均生长量次相交后的下一个龄(径)阶,选择出基准年龄(胸径);利用标准差调整法进行编表,编表后采用成对T检验方法对立地指数表和立地形表进行验证。结果表明,立地指数和立地形的表达精度在95%水平下显著,平均总相对误差和相对总误差都<5%,而预估精度分别达到了99.18%和99.22%,说明所编立地指数表和立地形表精度较高,能够满足编表需要。根据导向曲线绘制生长量曲线方程的方法确定基准年龄和基准胸径的方法准确可行;由于龄阶和径阶的选择差异,导致立地指数级不同,同时影响了立地形与立地指数的编表质量;由于树木的生长特性,立地形在表示立地质量时,在林木的早期将会低于立地指数,在树木生长的中后期将会高于立地指数;立地形的适用性取决于胸径与树高的相关性,相关性越强,立地形就越准确,在选择合适的优势木的情况下,立地形可以取代立地指数来表示林地质量。

关键词：马尾松解析木立地质量立地指数立地形

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昆仑山国家公园青海片区评估区植被类型及其分布

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干旱区地理 2024年第9期47卷 1530-1541页

作者：范琳牛玉张发起国家林业和草原局西北调查规划院陕西西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室陕西西安710048 中国科学院西北高原生物研究所高原生物适应与进化重点实验室青海西宁810008

昆仑山国家公园青海片区评估区位于青海省昆仑山北坡,地势险峻,自然环境恶劣,是中国山地生态系统中最完整、最原真的区域之一。为了全面掌握评估区植被类型、分布及生存现状,利用样方调查法,在昆仑山国家公园青海片区评估区内设置168个... 详细信息

昆仑山国家公园青海片区评估区位于青海省昆仑山北坡,地势险峻,自然环境恶劣,是中国山地生态系统中最完整、最原真的区域之一。为了全面掌握评估区植被类型、分布及生存现状,利用样方调查法,在昆仑山国家公园青海片区评估区内设置168个植物群落调查样方,记录样方内物种组成、数量特征、生境信息等,并参考《中国植被》等划分植被类型。结果表明:(1)评估区共有种子植物46科146属384种,以禾本科(Poaceae)、菊科(Asteraceae)、豆科(Fabaceae)、苋科(Amaran⁃thaceae)植物为主。(2)评估区植被可划分为7个植被型组、11个植被型、17个植被亚型、36个群系,以草原、草甸及半灌木与草本荒漠为主要植被型,广泛分布有紫花针茅(Stipa purpurea)草原、高山嵩草(Carex parvula)草甸、蒿叶猪毛菜(Oreosalsola abrotanoides)荒漠等。总体而言,评估区植物多样性低,植被类型表现出独特性和过渡性;植被垂直带谱层次简单,基本由山地荒漠带、高寒草原带、高寒草甸带与高山稀疏植被带组成;水平分布由东向西、由南向北逐渐由草地植被过渡到荒漠植被。研究结果可以为昆仑山国家公园青海片区的创立及植被保护提供基础数据。

关键词：植被类型群落结构昆仑山国家公园青海片区

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嘉陵江流域潜在蒸散发时空演变特征及其影响因素

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水资源与水工程学报 2023年第5期34卷 43-51页

作者：赵宾华马方铭李占斌李鹏黄金华高蓓孙虎西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室陕西西安710048 西安市水利规划勘测设计院陕西西安710054

为研究嘉陵江流域潜在蒸散发(ET_(0))的时空格局变化特征以及变化气候条件对流域潜在蒸散发量的影响,选择45个国家级气象测站的1970—2019年逐日气象数据计算ET_(0),采用线性倾向率、Mann-Kendall趋势检验和反距离加权插值分析时空变化... 详细信息

为研究嘉陵江流域潜在蒸散发(ET_(0))的时空格局变化特征以及变化气候条件对流域潜在蒸散发量的影响,选择45个国家级气象测站的1970—2019年逐日气象数据计算ET_(0),采用线性倾向率、Mann-Kendall趋势检验和反距离加权插值分析时空变化特征,通过敏感性分析和贡献率量化ET_(0)变化的主导因子,用地理探测器分析其影响因子的交互作用。结果表明:年尺度上,嘉陵江流域平均气温以0.20℃/10a的速率呈上升趋势,相对湿度、平均风速和日照时数分别以0.239%/10a、0.048(m·s^(-1))/10a和0.100(h·d^(-1))/10a的速率下降。年ET_(0)以0.133 mm/10a的速率减小,春、冬季ET_(0)呈上升趋势,夏、秋季相反,空间上年ET_(0)整体北高南低。年ET_(0)变化主导因子为平均气温,嘉陵江流域ET_(0)变化是多因子共同作用的结果,平均气温和相对湿度交互作用下的空间解释度达到68.4%。研究结果可为研究区生态水文过程变化深入分析提供一定的科学依据。

关键词：潜在蒸散发时空演变贡献率影响因素嘉陵江流域

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黄土丘陵区淤地坝系对流域洪水过程影响与溃坝模拟

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西安理工大学学报 2020年第4期36卷 468-474页

为科学认识黄土丘陵区淤地坝系对流域洪水过程的作用效果与溃坝洪水风险,本研究通过一维水动力模型MIKE 11和二维水动力模型MIKE 21耦合,模拟坝系连锁溃坝洪水过程.研究结果表明:①淤地坝系使流域出口洪峰、能峰和挟沙力分别减少75.76％... 详细信息

为科学认识黄土丘陵区淤地坝系对流域洪水过程的作用效果与溃坝洪水风险,本研究通过一维水动力模型MIKE 11和二维水动力模型MIKE 21耦合,模拟坝系连锁溃坝洪水过程.研究结果表明:①淤地坝系使流域出口洪峰、能峰和挟沙力分别减少75.76％、80.14％和92.47％;②淤地坝系一旦发生连锁溃坝,溃坝洪水洪峰是原始沟道洪水的3.35倍,增设溢洪道使连锁溃坝洪峰削减92.78％、坝前水深平均减小19.06％;③修建溢洪道使坝系连通,提高淤地坝系防洪能力,可将300年一遇洪水调控到10年一遇;④窄深式溢洪道能够更有效地调控坝系洪水过程,在溢洪道过水断面面积相同的情况下,随着溢洪道深度增加,流域出口洪峰流量逐渐减小.研究成果以期为黄土高原淤地坝系安全运行提供参考.

关键词：淤地坝系溃坝模拟 MIKE模型黄土高原

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