Damage to mangroves from extreme cold in early 2008 in southern China

通讯作者Author for correspondence (E-mail: [email protected])2008年初,我国南方19个省经历了50年一遇的持续低温雨雪冰冻天气。极端气候对华南沿海各省的红树林区造成不同程度的危害。2008年3月,在我国南方各省红树林区的10个代表性地点,对这次寒害造成的红树植物伤害程度进行了系统的调查。结果表明:冬季低温对红树林的影响极为显著,特别是在低纬度的海南、广西和广东湛江,由于极端低温正值夜间退潮,对红树林的影响更为显著;在纬度较高的福建,本地红树种类秋茄(Kandelia obovata)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和白骨壤(Avicennia marina)及引种的木榄(Bruguiera gymnorrhiza)等,由于长期适应于冬季较低的气温或在种植前经过抗寒锻炼,具有较强的抗寒能力。各地主要红树植物中,广布种秋茄、桐花树和白骨壤最为耐寒,其耐寒性均大于红树科的木榄、海莲(Bruguiera sexangula)和红海榄(Rhizophora stylosa)。海桑(Sonneratia caseolaris)对温度的敏感性最强,抗寒能力最低,因此,即使在其原产地海南也受到较为严重的寒害,在纬度更高的引种地出现大面积受害甚至全部死亡,而从孟加拉国引种的无瓣海桑(Sonneratia apetala)却显示出一定的抗寒能力。同一地点的红树植物幼苗的抗寒能力低于大树。此次寒害也造成了苗圃场的种苗大量死亡,成熟的植株提前落花落果,这势必会影响后继一两年内红树林的自然更新和人工造林。因此,在未来红树林造林或人工引种中,一定要考虑到红树植物的抗寒能力。国家自然科学基金(30671646和30700092);厦门大学“闽江学者”启动基

Distributed Hydraulic Modeling in Arid Ungauged Basin

水文、气象站点稀少，观测困难是多年来困扰和阻碍干旱半干旱地区内陆水文过程模拟和水文预报研究的主要原因，无资料或缺资料地区的水文预报是近10年来国际水文学科研究的一个热点。本文选择干旱区典型的开都河流域，以多源遥感数据为基础，结合无资料或缺资料地区区域化方法，实现干旱区大尺度流域分布式水文建模的参数化；构建基于MIKE-SHE模型的干旱区缺资料流域水文预报工具，对流域水文过程进行模拟；通过不确定性分析揭示模型参数化方案中各要素对模型精度影响机理，特别径流模拟结果对气象驱动和陆面特征参数的空间异质性与尺度选择的响应机制。通过研究得到了以下主要结论：（1）研究区水文特征参数具有很强的地域分布规律，分析了不同站点间降水、盘蒸发和气温之间的关系，建立了降水于地形之间的定量关系；（2）在具有物理基础的流域分布式水文模型——MIKE-SHE模型结构基础上，结合流域水文循环特点和数据状况，构建了适合干旱区大中尺度无资料或缺资料流域的分布式水文模型，验证结果表明：MIKE-SHE能在水文、气象站点稀少，土壤及水文地质数据缺乏的条件下，模拟开都河流域的日径流过程，模型效率系数达到0.7以上，率定期与验证期水量平衡误差均小于3%，模拟径流与实测径流高度相关。（3）对FY_2C和MODIS系列遥感反演产品进行了预处理与分析，利用遥感估算的降水、蒸散、叶面积指数优化模型的气象驱动输入和陆表参数，用遥感反演土壤含水量和积雪覆盖数据对模拟结果进行空间验证；结果表明，遥感反演参数能够在一定程度上提高模拟精度，特别是空间模拟结果的精度。（4）从数据输入、参数选取和模型结构等角度揭示导致研究区水文预报不确定性的主导因素；重点研究气象驱动因子的空间变异、模型网格尺度以及非饱和带、饱和带参数对模拟精度的影响机制，并将不确定性分析结果反馈到参数优化中，探讨模型中存在的主要问题以及可能的改进。Due to the Spare gauge distribution and observation difficults, hydrologic modeling and streamflow prediction of ungauged basins is an unsolved scientific problem to the hydrologic community. And it is also a problem that hinders the development of hydraulically modeling in arid inland river basin. One way to address this problem is to improve hydrologic modeling capability through the use of spatial data and spatially distributed physically based models. This dissertation is composed of three part focused on: （1）A GIS-aided MIKE SHE model was applied to simulate the stream flow in an ungauged Kaidu River Basin （19012km2） with arid climate, which is one of the most important sources of Tarim River. The observed discharge at Dashankou station was used for calibration and validation. It is shown that a well-calibrated MIKE SHE model with five free parameters is able to produce consistent results with model efficiency coefficients greater than 0.7, water balance error lower than 3%, and the simulated discharge is highly correlated to observed discharge. （2）Remote sensing was used to derive spatially distributed inputs of the hydrologic model；rainfall, potential evapotranspiration, and leaf area index were used to improve the description of climate driver and land surface characteristic. The remote sensing driven model shows better results than the gauge driven model. （3）Uncertainties were selected for investigation depending on how significantly they affected the model’s decision variables. Model development of distributed models involves considerable uncertainty and 8 sources of model uncertainty were identified and analyzed. And the effects of grid scale, rainfall inputs and three important parameters on runoff simulation were analysed

塔里木河源流山区径流模拟及不确定性研究

自然环境恶劣、站点稀少、观测困难是干旱区水文系统研究面临的基本问题。特殊的自然地理条件给水文过程带来了极大的复杂性和不确定性,也阻碍了干旱区水文过程和机理研究的发展。选取塔里木河源区开都河流域为研究区,采用分布式水文模型MIKESHE模拟大尺度资料稀缺地区水文过程,将流域内气象、水文站点数据与遥感数据相结合,利用气象、土壤类型、土地利用和地表覆盖、数字高程(DEM)和降雨等资料,模拟流域水文过程;在出山口径流数据的基础上对模型进行率定和验证;分析了模型中的不确定性的来源,探讨模型优化方法。结果表明,MIKESHE模型能在水文、气象站点稀少,土壤及水文地质数据缺乏的条件下,模拟开都河流域的日径流过程,但精度仍有待提高;通过分析识别出了隐含于模型结构、输入及参数等3个方面的8种不确定性来源

干旱区城市景观格局时空变异性及其驱动力分析以乌鲁木齐市为例

城市化的快速发展使得城市地区景观结构格局发生深刻变化,由于人类活动对景观要素的作用方式、作用程度不同,其空间格局的转变模式在不同阶段与不同空间区位上出现一定程度差异.本文利用1995年和2002年两期TM遥感图像得到鸟鲁木齐市各行政区域景观变化情况,并采用景观多样性指数、景观形状指数、分离度指数为定量指标,对比分析了研究区景观格局的时间变化与空间分异;在此基础上,对研究区主要景观类型变化的影响因素进行了分析研究.结果表明:1995～2002年,乌鲁木齐城市扩展显著,城市化水平提高.突出表现为城市建成区面积激增,城市景观复杂性增强.自然因素是制约城市土地利用结构和水平的最基本因素,人类社会、经济条件的变化对土地利用变化的驱动作用则更为显著.建成区面积增加主要与人口迁移、城市人口数量的增加有直接的关系;城市经济要素投入与分布的差异在一定程度上影响了城市景观空间格局的变化和区域分异

开都河流域山区径流模拟及降雨输入的不确定性分析

选取塔里木河源区的开都河流域为研究区,将流域内气象水文站点数据与遥感数据相结合,利用气象、土壤类型、土地利用和地表覆盖、数字高程(DEM)和降雨等资料,模拟流域水文过程,并在出山口实测径流数据的基础上对模型进行率定和验证;对降雨输入所带来的径流模拟不确定性进行分析,探讨降雨输入的空间异质性对水文预报结果的影响机制.结果表明:MIKE-SHE模型能在水文、气象站点稀少,土壤及水文地质数据缺乏的条件下,模拟开都河流域的日径流过程,但精度上仍有待提高;降雨输入的空间分布程度对径流模拟有重要影响.FY-2C遥感估算降雨资料能够更好地表达降雨时间的空间异质性,相应地对径流模拟精度也有一定程度的提高

干旱区资料稀缺流域日径流过程模拟

选取具有物理基础的分布式水文模型MIKE SHE来模拟大尺度资料稀缺地区水文过程。以塔里木河主要源区之一开都河流域为研究区域,将流域内气象水文站点观测数据与遥感数据相结合,运用GIS空间分析方法修正数据输入。利用气象、土壤类型、土地利用和地表覆盖、数字高程和降雨等资料,研究大气、陆面、地表水和地下水的相互作用机理,通过模型敏感性分析确定了5个"自由"参数,并依据出山口水文站数据对模型进行率定和验证。结果表明,MIKE SHE能在水文、气象站点稀少,土壤及水文地质数据缺乏的条件下,模拟开都河流域的日径流过程,模型效率系数达到0.7以上,率定期与验证期水量平衡误差均小于3%,模拟径流与实测径流高度相关

塔里木河干流生态闸洪水漫溢过程分布式水文模拟——以灿木里克生态闸为例

随着人类活动对塔里木河流域水-生态环境的干扰范围不断扩大,闸、堰及堤防等水利工程在流域水资源管理与调控中的作用也日益增强。生态放水是塔里木河特有的一种水资源调配和生态恢复手段,其运行机制需要以生态控制区域水资源运移及空间分布为依据。论文选取塔里木河中游灿木里克生态闸为研究区,利用区域气象、水文及高分辨率地形数据,实现了生态洪水漫溢过程的分布式水文模拟,并通过统计回归分析得到淹没时间与淹没面积、生态放水量与淹没面积之间的定量关系。结果表明,将GIS与现代水文学相结合,建立塔里木河干流小尺度分布式水文模型,模拟生态闸的洪水漫溢过程是可行的;模拟结果与实测淹没范围在空间分布和面积上都实现了较好的拟合,为合理调配生态区域内水资源及制定科学的生态闸运行机制提供了理论基础

城市景观格局变化对城市热岛效应的影响——以乌鲁木齐市为例

利用遥感软件对1987年,1997年2期遥感影像进行监督分类,得到乌鲁木齐市的景观分类和景观格局变化图,并运用Fragstats软件对2期的景观格局做出定量评价,计算斑块数、斑块密度、平均斑块面积等景观指数;同时利用单窗体法提取各期LST(陆地表面温度),对两者进行比较分析发现:①城区面积的扩大使城市热岛效应在强度和面积上有加强的趋势;②尽管绿地面积变化不大,但其破碎度增加,使城区与绿地相混合程度提高,导致特高温区域面积减少;③由于水体斑块数的增加,使更大范围的城区在水体影响下局部温度降低,但由于自然水体面积有限,且总体呈减少趋势,使得郊区、水库区域明显增温,与城市中心区域温差逐渐缩小。由此,针对研究区的具体情况,提出改善城市热岛效应的对策

干旱区内陆河漫溢型生态用水调控的模拟分析——以塔里木河干流灿木里克生态区为例

利用地理信息系统、洪水演进、遥感方法,通过对塔里木河干流灿木里克漫溢型生态用水调控的分析,建立了生态放水漫溢模型,动态模拟了生态放水的漫溢过程,分析了生态用水量与生态保护范围、放水淹没时间之间的定量关系,结果表明生态放水流量的大小和时间的长短对生态用水的效率影响很大,相同生态用水量按不同流量和时间供给其效果呈几何指数关系,地形起伏度在生态用水中也起到关键性作用,生态用水的调控不能等同于简单的农业灌溉系统,简单的放水会造成很大的浪费,且达不到预期的生态效应.优化放水可使生态用水的效率提高30%,这对于干旱缺水地区至关重要

间歇性输水影响下的2001-2011年塔里木河下游生态环境变化[J]

采用2001-2011年野外调查资料和卫星遥感影像数据,对生态输水影响下的塔里木河下游地下水、植被变化特征进行分析,并探讨了典型断面植被对地下水埋深变化的响应关系。结果表明:(1)各断面地下水位变化过程与河道来水过程密切相关,近10年来经历了显著抬升(2000-2005年)—缓慢降低(2006-2009年)—小幅抬升(2010至今)的过程,主要表现为随生态输水量的改变呈波动变化;地下水位抬升幅度与生态放水量的相关系数达0.78,与生态放水持续时间的相关系数为0.70。(2)2001-2011年塔河下游植被覆盖面积总体上呈增加趋势,其中灌木林地和草地变化显著,林地和耕地面积呈小幅度变化;植被覆盖..