基于樹木年輪的水文序列重構(gòu).pdf

1、研究氣候、水文變化及其對(duì)人類社會(huì)的影響,需要了解氣候與水文歷史變化過程及規(guī)律。較短的氣候、水文實(shí)測(cè)資料,不足以充分理解氣候與水文變化的潛在范圍,無法準(zhǔn)確把握全球變化環(huán)境對(duì)河川徑流的響應(yīng)程度。樹木年輪以其定年準(zhǔn)確、分辨率高、連續(xù)性好、樣本地域分布廣泛易獲得、對(duì)環(huán)境變化敏感性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),已成為過去氣候與環(huán)境變化研究的重要代用指標(biāo)。本文運(yùn)用樹木年輪學(xué)基本方法和原理,比較詳細(xì)地研究了祁連山地區(qū)過去300余年以及新疆艾比湖地區(qū)近180年以來的氣候與

2、河川徑流變化,得到了一些十分有意義的研究結(jié)果。為研究上述地區(qū)過去氣候環(huán)境及河川徑流變化提供了比較可靠的基礎(chǔ)性資料,主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下。
　　(1)在祁連山中部地區(qū),采集青海云杉樹輪樣本,獲取樹輪寬度、密度參數(shù),經(jīng)準(zhǔn)確的交叉定年,建立了多種參數(shù)的樹輪年表。各種年表之間具有顯著的相關(guān)關(guān)系,說明祁連山地區(qū)樹木的徑向生長(zhǎng)趨勢(shì)一致,受到相同的氣候環(huán)境因子影響,可以從中提取區(qū)域氣候環(huán)境變化信息。
　　(2)建立的樹輪寬度年表、樹輪

3、寬度與密度綜合年表,都與祁連山中部地區(qū)上年7月至當(dāng)年6月的總降水量相關(guān)性最為顯著?；诖?利用樹輪寬度指數(shù)序列和寬度與密度綜合指數(shù)序列,分別重構(gòu)了祁連山過去300余年來上年7月到當(dāng)年6月的降水總量演變歷史,解釋方差分別達(dá)到了43.3％和49.8%。對(duì)比分析后,選擇基于樹輪寬度與密度綜合指數(shù)的重構(gòu)序列作為該地區(qū)氣候環(huán)境變化討論的主要依據(jù)。周期分析表明,重構(gòu)的降水量變化序列有2年、3年、6年、7年和38年左右的變化周期。
　　(3)在

4、充分理解研究區(qū)氣候變化(主要是大氣降水)對(duì)樹木生長(zhǎng)和河川徑流影響的物理意義及深入分析的基礎(chǔ)上,利用祁連山樹木年輪密度與寬度綜合指數(shù)資料,重構(gòu)了湟水河過去300年來6至7月徑流序列。同時(shí),綜合考慮徑流形成對(duì)降水的滯后性,以及響應(yīng)函數(shù)分析結(jié)果,基于降水量的重構(gòu)序列,重構(gòu)了大通河過去300余年來上年8月至當(dāng)年7月年河流徑流總量變化歷史,解釋方差為26.0%。
　　(4)重構(gòu)的湟水河、大通河徑流變化特征分析表明,湟水河重構(gòu)時(shí)段多年平均徑流

5、量為46947.1萬m3,最大徑流量是155086.8萬m3(1691年),最小徑流量是11716.8萬m3(1714年),變差系數(shù)Cv=0.385;大通河重構(gòu)時(shí)段多年平均徑流量為291074.4萬m3,最大徑流量是478554.2萬m3(1695年),最小徑流量是199981.7萬m3(1707年),變差系數(shù)Cv=0.113。周期分析表明,重構(gòu)的湟水河徑流量有2年、34年、40年和48年左右的變化周期。重構(gòu)的大通河徑流變化有38年、3

6、4年、7年、6年和2年左右的變化周期。
　　(5)用歷史文獻(xiàn)記載的旱澇災(zāi)害年份對(duì)比分析了降水量、徑流量重構(gòu)序列,結(jié)果表明均有明顯一致性反映。采用太陽活動(dòng)與恩索(ENSO)循環(huán)資料,分析了重構(gòu)的湟水河、大通河徑流序列對(duì)其響應(yīng),結(jié)果表明,太陽活動(dòng)對(duì)徑流變化影響較小,恩索(ENSO)循環(huán)6年、2年左右的周期與重構(gòu)徑流周期十分吻合,說明河川徑流變化受到了全球海氣相互作用的明顯影響。
　　(6)建立了新疆艾比湖東部地區(qū)古爾圖180余年