海河流域山區(qū)干旱演變規(guī)律及綜合應(yīng)對(duì).pdf

1、伴隨全球氣候變暖，我國(guó)極端天氣事件頻發(fā)，干旱和洪澇事件頻率增加，近十年來(lái)幾乎每年都會(huì)發(fā)生嚴(yán)重干旱事件。海河流域是我國(guó)旱災(zāi)發(fā)生最頻繁的地區(qū)之一，其干旱波及范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，歷史上有“十年九旱”之稱。海河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，是我國(guó)重要糧食主產(chǎn)區(qū)，干旱對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。本文重點(diǎn)關(guān)注海河流域山區(qū)干旱時(shí)空演變特征，利用代用資料（樹木年輪寬度資料）、實(shí)測(cè)資料（氣象資料和水文資料）以及歷史文獻(xiàn)資料綜合評(píng)價(jià)海河流域山區(qū)干旱，分析干

2、旱時(shí)空演變特征，結(jié)合已有氣候變化預(yù)估資料預(yù)測(cè)未來(lái)干旱事件發(fā)展趨勢(shì)，提出未來(lái)應(yīng)對(duì)干旱的宏觀策略。所得主要結(jié)論如下:
　　 (1)海河流域山區(qū)干旱時(shí)間演變規(guī)律分析。
　　 結(jié)合代用資料、實(shí)測(cè)資料對(duì)海河流域山區(qū)干旱時(shí)間演變規(guī)律進(jìn)行分析，結(jié)果表明選取的典型區(qū)小五臺(tái)山油松樹輪差值年表與研究區(qū)春季降水和春季嚴(yán)重干旱具有顯著相關(guān)關(guān)系，且0-0.80樹木年輪寬度對(duì)研究區(qū)嚴(yán)重春早年具有明顯的指示作用。為提高研究結(jié)果準(zhǔn)確率，使用氣象資料和水

3、文資料進(jìn)行相互驗(yàn)證分析。使用氣象資料分析了海河流域山區(qū)降水、潛在蒸散發(fā)、相對(duì)濕潤(rùn)度等指標(biāo)的演變特征，結(jié)果表明海河流域山區(qū)春季干旱強(qiáng)度有小幅度下降趨勢(shì)，但全年干旱程度仍呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。使用水文資料分析了海河流域山區(qū)六個(gè)典型水文站點(diǎn)徑流距平百分率，結(jié)果表明研究區(qū)整體上徑流距平百分率處于減少趨勢(shì)。
　　 (2)海河流域山區(qū)干旱空間演變規(guī)律分析。
　　 近200年來(lái)海河流域重旱強(qiáng)度增加趨勢(shì)明顯，重旱發(fā)生周期小于偏旱周期，突變點(diǎn)前后

4、偏旱及重旱面積比率均顯著增加，重旱面積比率增加程度高于偏旱情況，變化率超過(guò)了85％。徒駭馬頰河及南系、灤河及北系周期變化趨勢(shì)與全流域周期變化趨勢(shì)一致，灤河及北系重旱發(fā)生周期較全流域和徒駭馬頰河及南系稍短。灤河及北系、徒駭馬頰河及南系旱情突變點(diǎn)前后不同時(shí)段偏旱及重旱面積比率均顯著增加，與海河全流域變化趨勢(shì)一致。整體而言，海河流域干旱形勢(shì)嚴(yán)峻。
　　 利用相對(duì)濕潤(rùn)度計(jì)算海河流域近50年來(lái)干旱籠罩面積演變規(guī)律，結(jié)果表明近50年來(lái)海河流

5、域山區(qū)春季干旱面積有小幅度下降趨勢(shì)，但全年干旱面積仍呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。計(jì)算海河流域山區(qū)相對(duì)濕潤(rùn)度與樹木年輪寬度數(shù)據(jù)對(duì)照，結(jié)果表明樹木年輪數(shù)據(jù)能與相對(duì)濕潤(rùn)度相互驗(yàn)證，且引入相對(duì)濕潤(rùn)度后可將樹木年輪寬度指數(shù)指示干旱年的準(zhǔn)確率進(jìn)一步提高。
　　 (3)利用核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)技術(shù)，發(fā)明了一種無(wú)損樹木年輪快速檢測(cè)與分析系統(tǒng)，該裝置可用于樹木年輪野外采樣工作，能快速獲得樹木年輪寬度、輪環(huán)面積、密度等

6、信息，減少了對(duì)樹木的損害，克服在采樣過(guò)程中因樹芯斷裂導(dǎo)致的誤差，且各個(gè)系統(tǒng)單元均可自由拆卸組裝，易于攜帶進(jìn)行野外作業(yè)。利用新鮮樹干及醫(yī)用核磁共振成像儀對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證，所成圖像樹木年輪紋路清晰，由其配套軟件可根據(jù)所成樹木年輪圖像輸出徑向樹木年輪寬度數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)輸出樹木年輪寬度曲線，初期試驗(yàn)證明該系統(tǒng)具有可行性。
　　 (4)利用8個(gè)全球海氣耦合模式對(duì)海河流域進(jìn)行降雨和氣溫預(yù)測(cè)評(píng)估，分別模擬了A2（高排放）、A1B（中排放）

7、和B1（低排放）三種情景下海河流域未來(lái)氣候變化的可能情況?；鶞?zhǔn)年及未來(lái)2030年、2050年降水在時(shí)間上總體上呈增加趨勢(shì)，空間上呈現(xiàn)東北部和南部多，西北部少的分布趨勢(shì);未來(lái)氣溫在時(shí)間上總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，空間上呈現(xiàn)東北部和南部高，西北部低的分布趨勢(shì)。降水和氣溫的增加趨勢(shì)均為A2（高排放情景）＞A1B(中排放情景)＞B1（低排放情景）。
　　 針對(duì)海河流域山區(qū)干旱總體情勢(shì)嚴(yán)峻、空間分異性、干旱面積不斷增加以及發(fā)生周期縮短等特點(diǎn)，初步