渭河流域气候舒适度变化特征及其对植被覆盖响应研究

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气候变化对人类社会有着显著影响,它与生态、环境、能源、水资源以及人类的可持续发展息息相关,气候与环境条件的改变对气候舒适度的影响日益受到人们的关注。渭河为黄河主要支流,位于我国西北黄土高原,属于大陆性季风气候区、干旱地区半干旱地区,植被覆盖较差,水土流失严重,生态环境脆弱。同时,近年大规模的生态环境整治也对环境产生了显著的影响。因此,定量分析气候和环境条件变化与气候舒适度之间的关系具有重要意义。本文以渭河流域内13个气象站为研究对象,搜集整理该流域气象、水文、植被覆盖、社会人文、经济发展等数据,采用趋势分析、突变检验、累积距平、空间插值等方法,来探寻气候变化对气候舒适度的影响。针对典型气象站1998-2008年退耕还林(草)工程实施10年来,气候变化、植被覆盖变化与气候舒适度的相关性评价,定量分析三者之间的相互关系。得到以下主要结论:(1)50年来流域内年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温呈显著增加趋势经F检验均通过了95%的置信水平检验,变化趋势由东南向西北逐渐递减。十三个气象站点年平均气温上升速度为0.23℃/10a,通过F检验,通过了95%的置信水平检验,高于全国年平均气温0.22℃/10a的增加速度,但低于西北地区0.37℃/10a年平均气温增加速度,年均温、年平均最高气温均出现在西安地区附近。1980s末1990s初为流域内年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温突变多发年,这与我国西北地区突变年基本保持一致(王鹏翔2007)。1993年和1995年为气温突发集中年,1990s为气温上升最快年代。年平均相对湿度,除武功、长武站外流域内其他站点均保持下降趋势,经过F检验,且通过了95%置信水平检验,下降速度为0.07。年平均风速呈下降趋势,经过F检验通过了95%置信水平检验,下降速度为0.071,1960s末期急剧上升,1980年前以正距平为主,1980年后以负距平为主。(2)渭河流域50年来舒适度指数均发生了变化,其中指数为1(最冷日数)的天数为所有指数中变化幅度最大的,经F检验通过了95%的置信水平检验,呈显著下降趋势,下降率为5.5d/10a,指数为4~5(舒适日数)也呈显著增加趋势,经F检验两者均通过了95%的置信水平检验。其余各指数50年来均呈上升趋势。说明全流域最冷天数减少,舒适日数增加,气候舒适程度越来越高。全流域寒冷日数自西向东,由南向北逐渐减少;舒适日数由南向北,自东向西逐渐增加。(3)1998-2008年流域内各站点植被NDVI变化整体呈上升趋势,1999年为50年流域内植被覆盖最差年份,2003、2006年为植被覆盖最好年份。10年间低植被覆盖面积逐渐减少,高植被覆盖面积呈增加趋势。全流域舒适日数与植被覆盖呈负相关。(4)退耕还林(草)工程实施10年吴起县平均气温下降速度为0.655d/10a,经F检验未通过95%置信水平检验,变化趋势与全流域变化呈相反变化,下降速度远大于全流域0.235d/10a的平均气温上升速度。年平均相对湿度与年平均风速与全流域呈一致变化,但变化速度均慢于全流域平均速度。植被覆盖度恢复速度快于全流域,高植被面积覆盖不断提高。从统计学分析,吴起站植被覆盖与舒适日数呈正相关,植被覆盖较高年份指数4~5(舒适日数)出现的天数也较多;植被覆盖与最冷日数呈正相关,植被覆盖较高年份指数1(寒冷日数)出现的天数也较多。
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