本文主要研究内容
作者吴奇凡（2019）在《黄土高原陆地水储量变化归因分析及区域尺度地下水补给》一文中研究指出：作为世界人口最多的国家和全球第二大经济实体,如何可持续地利用和科学的管理水资源是我国乃至世界的重大问题,对全球粮食安全、人类健康和社会安定具有重要的意义。黄土高原作为我国生态环境脆弱区,为改善黄土高原生态环境,治理水土流失,国家在该地区推行世界范围内最大的生态恢复工程──退耕还林还草工程。截止2013年黄土高原植被覆盖度相比1999年增加了一倍,黄河输沙量已降低到唐朝农耕时代的水平。然而,该地区的水资源十分有限,人工林草植被的增加以及过度耗水引发了一系列问题。例如随着退耕还林还草工程的推进,人工林草地面积的不断增加,土壤干燥化成为黄土高原普遍存在现象,导致陆地水储量下降以及地下水补给量的减少。然而,现有研究大多从点尺度分析退耕还林还草工程实施以来陆地水储量的变化,缺乏对区域尺度陆地水储量的变化尤其变化原因的研究;另外由于没有可靠的估算区域尺度地下水补给的方法,现有关于地下水补给的研究也限于点尺度。为了厘清退耕还林还草工程实施以来黄土高原区域尺度陆地水储量变化、主要诱因及地下水补给变化情况,本论文从三个方面开展研究:（1）利用德克萨斯州州立大学空间研究中心（CSR）、美国喷气推进实验室（JPL）和戈达德空间飞行中心（GSFC）基于重力卫星（GRACE）和Mascons方法的陆地水储量（TWSA）数据产品（分别记作CSR-M、JPL-M和GSFC-M）,研究黄土高原地区陆地水储量时间序列及空间变化;（2）结合全球陆地数据同化系统（GLDAS）、林草地深剖面土壤水分配对实验、煤炭开采数据、地下水位监测数据等,分析区域尺度陆地水储量变化的原因;（3）改进了基于GRACE数据的地下水储量波动法估算退耕还林还草工程实施以来该地区区域尺度地下水补给量变化。主要取得了如下研究成果:（1）黄土高原陆地水储量在20052014年间整体呈下降趋势。CSR-M、JPL-M和GSFC-M计算得到区域平均陆地储水量亏损速率分别为-6.1±0.9 mm yr-1、-6.8±1.0 mm yr-1和-10.7±1.0 mm yr-1;三种数据产品在空间上都说明陆地水储量从东南到西北下降趋势逐渐减弱。CSR-M和JPL-M的趋势变化在区域平均和空间分布上均具有较好的一致性,而GSFC-M与前两者相比存在较大差异。三种数据产品计算区域平均储水量的振幅分别为13.7±3.6 mm、12.2±3.9 mm和10.8±4.2 mm,相位分别为11.3±0.5、10.1±0.6和10.8±0.7月,与降水有12个月的滞后。三种数据产品区域平均的振幅和相位都较一致,但三者振幅和相位空间分布差异较大。（2）在20052014年间,深层土壤储水量亏损是黄土高原陆地水储量下降的主要原因。退耕还林还草工程实施以来,深根植被过度耗水造成黄土高原区域深层土壤储水量的亏损速率为-4.7 mm yr-1（p<0.01）,占TWSA下降速率的77%(GRACE反演的TWSA变化速率为-6.1 mm yr-1（p<0.01）),所以深层土壤储水量亏损是TWSA下降的最主要影响因子。地下水储量变化分别为0.1 mm yr-1（p<0.01）、-0.1 mm yr-1（p<0.01）,表明在这段时期地下水储量变化不大。另外因煤炭开采造成黄土高原区域质量变化速率为-2.7 mm yr-1（p<0.01）,所以煤炭开采对黄土高原TWSA的影响不能忽略。退耕还林还草工程实施以来,植被得到很好的恢复,生态用水增加,但浅层（02 m左右）土壤储水量以2.1 mm yr-1（p<0.01）的速率增加,可能与这段时期降水量增加(11.9mm yr-1)有关。（3）基于改进的地下水储量波动法估算了黄土高原2002年至2012年间区域尺度地下水补给量,其变化范围为30.866.5 mm yr-1,这一时期区域尺度地下水补给量没有明显的长期变化趋势,但显现出很大的年际变异,其中降水量解释了42%的地下水补给年际变异。本文改进的方法估算的年平均补给量(48.3 mm yr-1)比原方法推算的补给量大20.0 mm yr-1,因为原方法估算的结果为净补给,而改进的方法估算的是总补给量;与现有文章中报道的多年平均点尺度的估算结果相比无显著差异。估算的多年平均补给量标准偏差为16.0 mm yr-1,CV为33.1%,在多数情况下与其他方法的不确定性相当或小于其他方法的不确定性,所以本文改进后的储水量波动法具有较高的精度。本研究分析GRACE反演的TWSA变化原因,估算造林对深层土壤储水量消耗,以及区域尺度地下水补给量的变化,另外改进的地下水储量波动法可以用于估算无数据或资料匮乏地区区域尺度总地下水补给量,所以本文可为更好的管理和利用水资源提供科学依据。
Abstract
zuo wei shi jie ren kou zui duo de guo jia he quan qiu di er da jing ji shi ti ,ru he ke chi xu de li yong he ke xue de guan li shui zi yuan shi wo guo nai zhi shi jie de chong da wen ti ,dui quan qiu liang shi an quan 、ren lei jian kang he she hui an ding ju you chong yao de yi yi 。huang tu gao yuan zuo wei wo guo sheng tai huan jing cui ruo ou ,wei gai shan huang tu gao yuan sheng tai huan jing ,zhi li shui tu liu shi ,guo jia zai gai de ou tui hang shi jie fan wei nei zui da de sheng tai hui fu gong cheng ──tui geng hai lin hai cao gong cheng 。jie zhi 2013nian huang tu gao yuan zhi bei fu gai du xiang bi 1999nian zeng jia le yi bei ,huang he shu sha liang yi jiang di dao tang chao nong geng shi dai de shui ping 。ran er ,gai de ou de shui zi yuan shi fen you xian ,ren gong lin cao zhi bei de zeng jia yi ji guo du hao shui yin fa le yi ji lie wen ti 。li ru sui zhao tui geng hai lin hai cao gong cheng de tui jin ,ren gong lin cao de mian ji de bu duan zeng jia ,tu rang gan zao hua cheng wei huang tu gao yuan pu bian cun zai xian xiang ,dao zhi liu de shui chu liang xia jiang yi ji de xia shui bu gei liang de jian shao 。ran er ,xian you yan jiu da duo cong dian che du fen xi tui geng hai lin hai cao gong cheng shi shi yi lai liu de shui chu liang de bian hua ,que fa dui ou yu che du liu de shui chu liang de bian hua you ji bian hua yuan yin de yan jiu ;ling wai you yu mei you ke kao de gu suan ou yu che du de xia shui bu gei de fang fa ,xian you guan yu de xia shui bu gei de yan jiu ye xian yu dian che du 。wei le li qing tui geng hai lin hai cao gong cheng shi shi yi lai huang tu gao yuan ou yu che du liu de shui chu liang bian hua 、zhu yao you yin ji de xia shui bu gei bian hua qing kuang ,ben lun wen cong san ge fang mian kai zhan yan jiu :（1）li yong de ke sa si zhou zhou li da xue kong jian yan jiu zhong xin （CSR）、mei guo pen qi tui jin shi yan shi （JPL）he ge da de kong jian fei hang zhong xin （GSFC）ji yu chong li wei xing （GRACE）he Masconsfang fa de liu de shui chu liang （TWSA）shu ju chan pin （fen bie ji zuo CSR-M、JPL-Mhe GSFC-M）,yan jiu huang tu gao yuan de ou liu de shui chu liang shi jian xu lie ji kong jian bian hua ;（2）jie ge quan qiu liu de shu ju tong hua ji tong （GLDAS）、lin cao de shen pou mian tu rang shui fen pei dui shi yan 、mei tan kai cai shu ju 、de xia shui wei jian ce shu ju deng ,fen xi ou yu che du liu de shui chu liang bian hua de yuan yin ;（3）gai jin le ji yu GRACEshu ju de de xia shui chu liang bo dong fa gu suan tui geng hai lin hai cao gong cheng shi shi yi lai gai de ou ou yu che du de xia shui bu gei liang bian hua 。zhu yao qu de le ru xia yan jiu cheng guo :（1）huang tu gao yuan liu de shui chu liang zai 20052014nian jian zheng ti cheng xia jiang qu shi 。CSR-M、JPL-Mhe GSFC-Mji suan de dao ou yu ping jun liu de chu shui liang kui sun su lv fen bie wei -6.1±0.9 mm yr-1、-6.8±1.0 mm yr-1he -10.7±1.0 mm yr-1;san chong shu ju chan pin zai kong jian shang dou shui ming liu de shui chu liang cong dong na dao xi bei xia jiang qu shi zhu jian jian ruo 。CSR-Mhe JPL-Mde qu shi bian hua zai ou yu ping jun he kong jian fen bu shang jun ju you jiao hao de yi zhi xing ,er GSFC-Myu qian liang zhe xiang bi cun zai jiao da cha yi 。san chong shu ju chan pin ji suan ou yu ping jun chu shui liang de zhen fu fen bie wei 13.7±3.6 mm、12.2±3.9 mmhe 10.8±4.2 mm,xiang wei fen bie wei 11.3±0.5、10.1±0.6he 10.8±0.7yue ,yu jiang shui you 12ge yue de zhi hou 。san chong shu ju chan pin ou yu ping jun de zhen fu he xiang wei dou jiao yi zhi ,dan san zhe zhen fu he xiang wei kong jian fen bu cha yi jiao da 。（2）zai 20052014nian jian ,shen ceng tu rang chu shui liang kui sun shi huang tu gao yuan liu de shui chu liang xia jiang de zhu yao yuan yin 。tui geng hai lin hai cao gong cheng shi shi yi lai ,shen gen zhi bei guo du hao shui zao cheng huang tu gao yuan ou yu shen ceng tu rang chu shui liang de kui sun su lv wei -4.7 mm yr-1（p<0.01）,zhan TWSAxia jiang su lv de 77%(GRACEfan yan de TWSAbian hua su lv wei -6.1 mm yr-1（p<0.01）),suo yi shen ceng tu rang chu shui liang kui sun shi TWSAxia jiang de zui zhu yao ying xiang yin zi 。de xia shui chu liang bian hua fen bie wei 0.1 mm yr-1（p<0.01）、-0.1 mm yr-1（p<0.01）,biao ming zai zhe duan shi ji de xia shui chu liang bian hua bu da 。ling wai yin mei tan kai cai zao cheng huang tu gao yuan ou yu zhi liang bian hua su lv wei -2.7 mm yr-1（p<0.01）,suo yi mei tan kai cai dui huang tu gao yuan TWSAde ying xiang bu neng hu lve 。tui geng hai lin hai cao gong cheng shi shi yi lai ,zhi bei de dao hen hao de hui fu ,sheng tai yong shui zeng jia ,dan jian ceng （02 mzuo you ）tu rang chu shui liang yi 2.1 mm yr-1（p<0.01）de su lv zeng jia ,ke neng yu zhe duan shi ji jiang shui liang zeng jia (11.9mm yr-1)you guan 。（3）ji yu gai jin de de xia shui chu liang bo dong fa gu suan le huang tu gao yuan 2002nian zhi 2012nian jian ou yu che du de xia shui bu gei liang ,ji bian hua fan wei wei 30.866.5 mm yr-1,zhe yi shi ji ou yu che du de xia shui bu gei liang mei you ming xian de chang ji bian hua qu shi ,dan xian xian chu hen da de nian ji bian yi ,ji zhong jiang shui liang jie shi le 42%de de xia shui bu gei nian ji bian yi 。ben wen gai jin de fang fa gu suan de nian ping jun bu gei liang (48.3 mm yr-1)bi yuan fang fa tui suan de bu gei liang da 20.0 mm yr-1,yin wei yuan fang fa gu suan de jie guo wei jing bu gei ,er gai jin de fang fa gu suan de shi zong bu gei liang ;yu xian you wen zhang zhong bao dao de duo nian ping jun dian che du de gu suan jie guo xiang bi mo xian zhe cha yi 。gu suan de duo nian ping jun bu gei liang biao zhun pian cha wei 16.0 mm yr-1,CVwei 33.1%,zai duo shu qing kuang xia yu ji ta fang fa de bu que ding xing xiang dang huo xiao yu ji ta fang fa de bu que ding xing ,suo yi ben wen gai jin hou de chu shui liang bo dong fa ju you jiao gao de jing du 。ben yan jiu fen xi GRACEfan yan de TWSAbian hua yuan yin ,gu suan zao lin dui shen ceng tu rang chu shui liang xiao hao ,yi ji ou yu che du de xia shui bu gei liang de bian hua ,ling wai gai jin de de xia shui chu liang bo dong fa ke yi yong yu gu suan mo shu ju huo zi liao kui fa de ou ou yu che du zong de xia shui bu gei liang ,suo yi ben wen ke wei geng hao de guan li he li yong shui zi yuan di gong ke xue yi ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西北农林科技大学的吴奇凡，发表于刊物西北农林科技大学2019-07-11论文，是一篇关于深层土壤储水量论文,地下水补给论文,区域尺度论文,黄土高原论文,西北农林科技大学2019-07-11论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西北农林科技大学2019-07-11论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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