分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 以国家林业和草原局发布的125处国家沙漠（石漠）公园名录数据，综合采用空间分析、地理探测器和地理加权回归等方法，探测国家沙漠（石漠）公园的空间分异特征和影响因素。结果表明：（1）国家沙漠（石漠）公园在区域上“北多南少”，建设时序上“先北后南”。（2）国家沙漠（石漠）公园的最邻近指数为0.537，呈显著集聚分布特征，但集聚尺度和集聚规模差异显著。（3）国家沙漠（石漠）公园空间上呈现“南疏北密、双核一带”的格局，空间分异特征显著。（4）国家沙漠（石漠）公园空间分异的自然地理因素比人文因素的解释力更强，自然地理与人文交互作用效果显著强于各自内部交互作用。（5）6个最佳作用因子对国家沙漠（石漠）公园空间分异的作用强度自东南向西北呈现正效应不断提高、负效应持续下降的变化趋势，西北地区受自然地理和人文的作用力最强。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 在人口增长、资源开发、城镇化等多因素驱动下，恢复力为区域社会-生态系统可持续发展提供了新的研究视角。以陕西省为研究区，基于社会、经济、生态3个子系统，综合考虑系统的脆弱性与应对能力构建指标体系，通过集对分析法对陕西省107个县级行政单元的社会-生态系统恢复力进行测度，根据恢复力测度结果，运用耦合协调度模型分析二元（社会-经济、社会-生态、经济-生态）及三元（社会-经济-生态）子系统的协调发展程度，从区域层面揭示其2000—2020年的时空演变特征，然后引入双变量空间自相关模型进一步探究二元与三元子系统协调发展度变化的数量及空间关联特征。结果表明：（1）研究期间陕西省社会、经济恢复力增长显著，生态恢复力呈微弱的下降趋势，社会-生态系统恢复力由0.303上升至0.779。（2）子系统协调发展度均呈上升趋势，社会-经济子系统南高北低的协调发展差异减弱，社会-生态、经济-生态子系统形成中部低南北高的协调发展格局，社会-经济-生态子系统协调发展度整体维持南高北低的空间分布特征。（3）二元子系统协调发展变化在数量及空间上与三元子系统协调发展变化有较大的正向关联性，以高-高、低-低类型评价单元在省域北部、中部的集中分布为主。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 社区生活圈与居民生活息息相关，是城市基层公共服务设施建设的基本单元，是城市更新的重要抓手。科学划定社区生活圈范围，综合测度其建设水平，为推进社区生活圈建设和实现公共资源高效配置提供理论探索，为地理环境与居民行为关系研究提供新的视角及案例。论文基于生活圈科学划定-建设水平评价的研究思路，通过合并步行规划时空圈和Mapbox时空圈数据探索社区生活圈划定的优化方法，从设施布局、空间可获得性和居民满意度等维度构建生活圈建设水平综合测度指标体系，并以乌鲁木齐市为例，开展实证研究。结果表明：（1）合并步行规划时空圈和Mapbox时空圈数据来划分生活圈范围，可以提升划分结果的时效性和边界准确性。（2）设施布局密度和人均享用量对生活圈建设水平的影响较为显著。（3）乌鲁木齐市15 min步行生活圈平均半径为812.75 m，平均面积为2.10 km2，老城区建设水平高于新建城区，商服类建设水平高于健康管理、教育、出行类等设施，设施数量不足和布局不均衡是造成差异的主要原因。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 统筹经济韧性与生态效率间的动态平衡关系是实现区域可持续发展的重要抓手。以中国30个省份为研究对象，采用组合权重模型、全局非期望超效率SBM模型分别测度国内省级区域适应性循环理论与驱动-压力-状态-响应（DPSR）模型分析框架下的经济韧性、投入产出理论下的生态效率，并通过改进的哈肯模型刻画经济韧性与生态效率间的协同演化特征。结果表明：（1）经济韧性能力在样本观测期内显著上升，区域差异明显扩张，南北区域发展不平衡，存在一定的“东-中-东北-西”阶梯效应。（2）生态效率水平总体呈下降的趋势，区域差异历经“扩张-缩小-再扩张”变化，存在显著性阶梯失衡现象，空间呈“沿海-内陆”递减分布。（3）经济韧性与生态效率的协同演化历经稳定、下降及稳定三阶段，区域间基本不存在阶梯性失衡现象，经济韧性作为协同演化的序参量，主导区域可持续发展。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 交通方式选择研究对于城市高效、可持续和安全的交通规划至关重要。以兰州市主城区为例，基于分布式认知理论，采用调查问卷数据、路网数据、POI数据，通过结构方程模型探讨居住自选择效应影响下非随机异质性的建成环境对通勤模式选择的影响。结果表明：（1）居民根据自身社会经济属性及态度偏好选择不同建成环境特征的住宅小区，继而形成特定的通勤模式，说明居住自选择存在偏好异质性，居住自选择效应存在。（2）在规避居住自选择效应后，建成环境依然对通勤模式选择具有显著影响。具体来讲，人口密度、路网密度及停车位数量直接影响通勤模式选择，路网密度、公交站点可达性、地铁站点可达性及停车位数量通过中介变量通勤距离与小汽车拥有间接影响通勤模式选择。（3）高人口密度、密路网与高可达性的建成环境通过提高道路网络的连通性、步行与公共交通的连接性进一步推动积极通勤模式与公共交通通勤模式选择，引导居民向积极通勤模式为主导的出行结构转变。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 蔬菜市场是城市地理空间的重要组成部分，其合理布局是落实城市“菜篮子”工程的重要环节。选取兰州市主城区蔬菜市场为研究对象，采用2020年兰州市蔬菜市场POI数据、社会经济数据，借助核密度分析、探索性空间数据分析、两步移动搜索法、地理探测器等方法，从地理学视角利用大数据分析兰州市蔬菜市场的空间分布特征及影响因素。结果表明：（1）蔬菜市场的空间分布呈“西北—东南”走向特征，综合性大型超市在兰州市主城区的分布较其他类型更加均衡且分散，大中型农贸市场及蔬菜零售店的分布较为集聚。（2）蔬菜市场在数量规模上呈现出“东密西疏、南密北疏”的分布格局，综合性大型超市呈斑块状分布，大中型农贸市场整体呈岛状分布、多中心格局，蔬菜零售店的空间分布形态呈斑点状分布。（3）蔬菜市场的空间分布具有较强的聚类趋势。（4）兰州市蔬菜市场的可达性整体较好，安宁区、西固区的部分街道可达性偏低。（5）兰州市蔬菜市场空间分布以多因子交互影响为主，主要影响因素有人口因素、交通因素等。最后，指出蔬菜市场空间分布的不合理之处并提出相关建议，以期在加强兰州市蔬菜市场空间合理布局和协调发展等方面提供参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 探究城市空间扩展特征，认识城镇用地开发效率，有助于科学践行城市开发边界和高质量发展政策。基于城市空间、人口和经济数据，采用扩展强度指数、差异指数和耦合协调度模型，分析1992—2020年黄河流域8个中心城市空间扩展数量和质量的时空特征及启示。结果表明：（1）中心城市平均扩展面积315 km2，下游城市扩展规模大于中上游，济南市、郑州市、西安市和银川市扩展强度较高。（2）各市空间扩展与人口、经济耦合关系呈下游向中上游、中游向上下游递减的分布特征，平均值分别由1992年0.42、0.19提升至2020年0.89、0.81，扩展质量整体向好。（3）城市空间扩展分异是自然区位、经济发展、政策条件等多方面综合驱动的结果。（4）严格落实流域高质量发展政策，科学践行城市开发边界，协调优化城市用地扩展与人口、经济之间相互关系，合理规划城市发展，是黄河流域中心城市实现高质量发展的重要路径。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于熵值法测度2011—2020年关中平原城市群11个地市的城市韧性综合评价指数，分析其韧性时空演化特征，并采用社会网络分析法和二次指派程序剖析其空间关联网络结构及影响因素。结果表明：（1）关中平原城市群内各城市韧性整体呈上升趋势，韧性水平呈现出从省会开始向外围降低的态势。（2）城市群韧性网络结构变得更加复杂和稳健，但地区间韧性联系呈现较强的层级性特征，也尚未完全实现互相联通的状态。（3）西安市、咸阳市、铜川市的中心性较强，能够对周边或边缘城市产生较多资源溢出，城市群“核心-边缘”结构明显。（4）地理空间邻近、经济发展水平、对外开放度、政府财政支持、科技发展水平、交通基础设施的差异均显著影响城市群韧性空间网络结构的变化。关中平原城市群可通过建设城际数字化管理与交流平台、加强交通网络建设、增加科技创新投入等途径提升城市韧性与城市间的关联性。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 土地覆盖变化能够改变区域碳储存能力，从而引起全球气候变化。研究土地覆盖变化对碳储量的影响，预测未来不同土地覆盖情景下的碳储量，对实现区域“碳中和”战略目标具有重要意义，然而目前针对中国西部生态脆弱区的研究仍有待探究。以新疆吐哈盆地为研究区，基于土地覆盖产品数据，结合PLUS模型和InVEST模型，探讨了土地覆盖变化与区域碳储量的时空变化关系，预测和评估了2025、2030年可持续发展情景，维持现状发展情景，经济优先发展情景下土地覆盖和碳储量的时空动态特征。结果表明：（1）近20 a来，吐哈盆地耕地和裸土地面积增加最大，其次是建设用地，而草地表现出最大的减少趋势，草地转为耕地和建设用地是最主要的转移类型。（2）2000、2010年和2020年吐哈盆地平均碳储量分别为26.01 t·hm-2、25.68 t·hm-2、25.73 t·hm-2，呈现出先降低后增加的趋势，平均碳储量累计减少了0.28 t·hm-2，其中土壤有机质碳储量占比最高，约占总碳储量的94%，裸土地、草地贡献了最多的碳储量。（3）2030年3种情景下，森林、灌木林、湿地几乎无明显变化，裸土地呈现出减少的趋势，而建设用地呈现增加的趋势。（4）到2030年可持续发展情景下吐哈盆地总碳储量较2020年增加了0.18×106 t，维持现状发展情景和经济优先发展情景下分别减少了0.30×106 t、1.01×106 t，经济优先发展情景下碳储量损失最大。研究结果可为吐哈盆地土地利用优化以及制定生态系统可持续发展措施提供依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 鄂尔多斯市是黄河流域重要的草原荒漠过渡带和农牧交错带，研究其生态质量变化对支持黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。以MODIS遥感影像为数据源，通过改进常规归一化及主成分方法，计算鄂尔多斯市基线遥感生态指数（Baseline remote sensing ecological index，B_RSEI），分析该区域2001—2019年的生态质量时空变化特征。结果表明：（1）B_RSEI具有稳定的方向性和整体性，能更好地反映生态质量长时序变化，2001—2019年鄂尔多斯市B_RSEI呈现起伏增长和东高西低的空间分异性。（2）地表含水量指数是促进B_RSEI的主要因素，是解释B_RSEI分布的主要单因子，地表温度是抑制B_RSEI的主要因素，其交互作用最大。（3）鄂尔多斯生态质量以改善为主，占总面积的67.13%，准格尔旗、康巴什区、伊金霍洛旗地区生态治理效果显著。研究表明鄂尔多斯市生态质量整体改善，B_RSEI有利于分析生态质量年际变化，为鄂尔多斯市生态治理和黄河流域高质量发展提供参考依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 祁连山地区是我国重要的生态功能区，也是我国生态环境脆弱区之一，研究祁连山地区自然-经济-社会复合生态系统韧性，以期有效治理祁连山地区生态环境问题。构建三维空间矢量模型、耦合协调模型和障碍度模型，测度2007—2021年祁连山地区复合生态系统韧性和子系统耦合协调性，揭示影响复合生态系统韧性提升的障碍因子，并借助地理信息系统技术分析复合生态系统韧性的空间演化过程。结果表明：（1）祁连山地区复合生态系统韧性呈上升趋势，空间上呈现从东部逐渐向西部降低的趋势；自然子系统韧性呈下降趋势，空间上呈现中东部向西北部逐渐降低的趋势；经济子系统韧性呈上升趋势，且增速较快，高经济韧性集中分布于东部和北部；社会子系统韧性上升幅度不大，高社会韧性集中分布于东部。（2）祁连山地区复合生态系统韧性耦合度提升明显，已达到高水平耦合；耦合协调度呈波动上升，已达到中级协调等级。（3）自然子系统对复合生态系统韧性提升影响较大，来自经济子系统的指标障碍度提升明显。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 在干旱区，水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地，山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能，有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和水循环，加剧水资源短缺，威胁干旱区绿洲安全。回顾并综述了干旱区气候变化及其对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程的影响研究进展，指出了研究中存在的问题，并提出未来在干旱区山地仍需要评估优于1 km空间分辨率的气候变化趋势，从多尺度、多界面、多学科、多方法开展气候变化对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程影响的综合研究，以促进干旱区山地生态学的发展，为干旱区管理部门提供适应和缓解气候变化、科学的制定气候变化条件下水资源管理方案、实现水资源的有效管理奠定理论基础，促进干旱区气候变化条件下的环境和社会经济可持续性发展。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 祁连山地区是气候变化敏感区和生态环境脆弱区，年代际重大干旱事件对其植被、冻土等生态要素影响显著。根据前人所重建的干湿变化数据集，分析了祁连山地区过去500 a年代际旱涝事件的发生规律、演化趋势及可能的驱动机制。结果表明：（1）祁连山地区近几十年来气候呈现明显的湿润化趋势，且1951年之后的变湿趋势已超出了历史时期自然变率范围。（2）亚洲夏季降水数据集对研究区历史干湿状况代表性良好，该地区过去7次年代际干旱事件降水差异显著，其中严重程度最高的是1786—1796年干旱；4次年代际湿润事件持续时间差异显著，持续时间最长的是发生在1968—2009年长达42 a的湿润事件。（3）年代际旱涝事件受气候外强迫和海温内部变率综合影响，太平洋和大西洋年代际海温模态变化及二者位相组合是调节祁连山年代际旱涝事件的关键因子。太阳辐射与祁连山降水呈同相位变化，火山活动则主要影响年代际干旱事件。研究强调长时间背景对评估当前祁连山地区气候异常的重要性，并建议评估未来该地区发生重大旱涝事件风险时需综合考虑外强迫和海温内部变率的不确定性。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 大通河流域地处青藏高原东北部边缘，生态环境敏感脆弱，开展变化环境下水资源演变、归因研究对保护区域水生态环境，保障水生态文明建设具有十分重要的意义。采用线性倾向估计、集中度、集中期、有序聚类检验、小波分析等统计方法，分析了流域径流的年际变化、年内分配、周期和突变变化特征，基于累积量斜率变化率法和双累积曲线定量评估了气候因素和人类活动对径流变化的影响。结果表明：（1）近60 a大通河流域气候暖湿化明显，年平均气温、降水量、潜在蒸发量增幅分别为0.42 ℃·(10a)-1 和8.9 mm·(10a)-1、5.6 mm·(10a)-1，年径流呈减少趋势，倾向率0.67×108 m3·(10a)-1。（2）径流集中度和不均匀系数呈微弱下降趋势，枯季径流增加趋势明显，年内分配更趋于均匀，集中期有推迟趋势，延迟速率为3.0 d·(10a)-1。（3）年径流在44 a左右尺度上周期震荡明显，突变发生在1990年，突变后径流量减少3.52×108 m3，流域冰川分布呈减小趋势，植被覆盖无显著变化。（4）气候、人类活动对大通河径流减少的贡献率分别为-17.7%和117.7%，降水量是流域来水的主要补给来源，跨流域调水是引起径流减小的主要驱动因素。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 蒸散发过程影响因素众多，潜在蒸散发（ET0）与气象变量交互作用复杂，亟需揭示ET0变化对气象变量的响应机理。基于河西走廊及周边21个气象站点气象资料，采用定性定量分析方法，以河西走廊整体及3分区2个空间尺度，揭示ET0时空变化规律，明确ET0对各气象因素变化敏感性及贡献。结果表明：（1） 河西走廊及分区ET0均呈显著波动上升趋势（Z>1.98），线性变化率2.94 mm·a-1，且黑河分区变化最明显。（2） ET0由东南向西北递增变化，中东部石羊河分区（1003.78 mm）、黑河分区（1031.30 mm）较小，西部疏勒河分区（1171.89 mm）较大。（3） 河西走廊ET0对气象因素变化敏感性排序为相对湿度（RH）、日最高气温（Tmax）、日照时数（n）、平均风速（u）、日降水量（P），ET0对RH减少最敏感，对P变化最不敏感。（4） u增大是造成河西走廊ET0增大的主要原因，其次是RH减少、Tmax升高、n增加。（5） 疏勒河分区、黑河分区、石羊河分区ET0呈增加变化，贡献最大因素分别为Tmax（5.13%）、u（8.22%）、Tmax（5.97%），贡献最小因素为n。气候因素中的风速和气温变化是河西走廊地区ET0变化不容忽视的重要影响因素，研究成果对合理规划农田灌溉用水和提高农业水资源利用效率意义重大。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 咸海曾是世界第4大湖。20世纪60年代开始，由于农业灌溉需求，咸海流域各地区大量从阿姆河和锡尔河调水，从而导致咸海快速缩小、水面降低、水质恶化。到21世纪初，湖面已缩减到原来的1/8，干涸的湖底成为盐碱度很高的盐漠，生物物种大量减少，生态环境恶化造成生态危机。中亚国家独立后，阿姆河与锡尔河上下游地区由于缺水产生了矛盾，进而严重影响了国家之间的关系。虽进行了多次协商，但最终中亚国家未能对咸海水资源危机提出一致的解决方案。随后，哈萨克斯坦独自开展针对咸海的保护措施，挽救了咸海北部的部分水体；乌兹别克斯坦近年来也开始在咸海危机治理方面采取积极态度。目前，学术界主流意见是，咸海危机是人为的，不宜将其与全球气候变化相联系。咸海危机由于治理和地下水的补给有所缓和，虽不会像预测中的那样完全消失，但最终能够恢复到什么程度还有很大的不确定性。本文通过对咸海危机的历史、现状和前景做了较完整的论述，以期为我国西北干旱环境治理提供科学参考。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2024-03-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要： Land surface temperature (LST) directly affects the energy balance of terrestrial surface systems and impacts regional resources, ecosystem evolution, and ecosystem structures. Xinjiang Uygur Autonomous Region is located at the arid Northwest China and is extremely sensitive to climate change. There is an urgent need to understand the distribution patterns of LST in this area and quantitatively measure the nature and intensity of the impacts of the major driving factors from a spatial perspective, as well as elucidate the formation mechanisms. In this study, we used the MOD11C3 LST product developed on the basis of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) to conduct regression analysis and determine the spatiotemporal variation and differentiation pattern of LST in Xinjiang from 2000 to 2020. We analyzed the driving mechanisms of spatial heterogeneity of LST in Xinjiang and the six geomorphic zones (the Altay Mountains, Junggar Basin, Tianshan Mountains, Tarim Basin, Turpan-Hami (Tuha) Basin, and Pakakuna Mountain Group) using geographical detector (Geodetector) and geographically weighted regression (GWR) models. The warming rate of LST in Xinjiang during the study period was 0.24°C/10a, and the spatial distribution pattern of LST had obvious topographic imprints, with 87.20% of the warming zone located in the Gobi desert and areas with frequent human activities, and the cooling zone mainly located in the mountainous areas. The seasonal LST in Xinjiang was at a cooling rate of 0.09°C/10a in autumn, and showed a warming trend in other seasons. Digital elevation model (DEM), latitude, wind speed, precipitation, normalized difference vegetation index (NDVI), and sunshine duration in the single-factor and interactive detections were the key factors driving the LST changes. The direction and intensity of each major driving factor on the spatial variations of LST in the study area were heterogeneous. The negative feedback effect of DEM on the spatial differentiation of LST was the strongest. Lower latitudes, lower vegetation coverage, lower levels of precipitation, and longer sunshine duration increased LST. Unused land was the main heat source landscape, water body was the most important heat sink landscape, grassland and forest land were the land use and land cover (LULC) types with the most prominent heat sink effect, and there were significant differences in different geomorphic zones due to the influences of their vegetation types, climatic conditions, soil types, and human activities. The findings will help to facilitate sustainable climate change management, analyze local climate and environmental patterns, and improve land management strategies in Xinjiang and other arid areas.
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2024-03-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要： The isotope composition in precipitation has been widely considered as a tracer of monsoon activity. Compared with the coastal region, the monsoon margin usually has limited precipitation with large fluctuation and is usually sensitive to climate change. The water resource management in the monsoon margin should be better planned by understanding the composition of precipitation isotope and its influencing factors. In this study, the precipitation samples were collected at five sampling sites (Baiyin City, Kongtong District, Maqu County, Wudu District, and Yinchuan City) of the monsoon margin in the northwest of China in 2022 to analyze the characteristics of stable hydrogen (δD) and oxygen (δ18O) isotopes. We analyzed the impact of meteorological factors (temperature, precipitation, and relative humidity) on the composition of precipitation isotope at daily level by regression analysis, utilized the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT)-based backward trajectory model to simulate the air mass trajectory of precipitation events, and adopted the potential source contribution function (PSCF) and concentration weighted trajectory (CWT) to analyze the water vapor sources. The results showed that compared with the global meteoric water line (GMWL), the slope of the local meteoric water line (LMWL; δD=7.34δ18O–1.16) was lower, indicating the existence of strong regional evaporation in the study area. Temperature significantly contributed to δ18O value, while relative humidity had a significant negative effect on δ18O value. Through the backward trajectory analysis, we found eight primary locations that were responsible for the water vapor sources of precipitation in the study area, of which moisture from the Indian Ocean to South China Sea (ITSC) and the western continental (CW) had the greatest influence on precipitation in the study area. The hydrogen and oxygen isotopes in precipitation are significantly influenced by the sources and transportation paths of air mass. In addition, the results of PSCF and CWT analysis showed that the water vapor source areas were primarily distributed in the south and northwest direction of the study area.
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2024-03-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要： Xinjiang Uygur Autonomous Region is a typical inland arid area in China with a sparse and uneven distribution of meteorological stations, limited access to precipitation data, and significant water scarcity. Evaluating and integrating precipitation datasets from different sources to accurately characterize precipitation patterns has become a challenge to provide more accurate and alternative precipitation information for the region, which can even improve the performance of hydrological modelling. This study evaluated the applicability of widely used five satellite-based precipitation products (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS), China Meteorological Forcing Dataset (CMFD), Climate Prediction Center morphing method (CMORPH), Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks-Climate Data Record (PERSIANN-CDR), and Tropical Rainfall Measuring Mission Multi-satellite Precipitation Analysis (TMPA)) and a reanalysis precipitation dataset (ECMWF Reanalysis v5-Land Dataset (ERA5-Land)) in Xinjiang using ground-based observational precipitation data from a limited number of meteorological stations. Based on this assessment, we proposed a framework that integrated different precipitation datasets with varying spatial resolutions using a dynamic Bayesian model averaging (DBMA) approach, the expectation-maximization method, and the ordinary Kriging interpolation method. The daily precipitation data merged using the DBMA approach exhibited distinct spatiotemporal variability, with an outstanding performance, as indicated by low root mean square error (RMSE=1.40 mm/d) and high Person's correlation coefficient (CC=0.67). Compared with the traditional simple model averaging (SMA) and individual product data, although the DBMA-fused precipitation data were slightly lower than the best precipitation product (CMFD), the overall performance of DBMA was more robust. The error analysis between DBMA-fused precipitation dataset and the more advanced Integrated Multi-satellite Retrievals for Global Precipitation Measurement Final (IMERG-F) precipitation product, as well as hydrological simulations in the Ebinur Lake Basin, further demonstrated the superior performance of DBMA-fused precipitation dataset in the entire Xinjiang region. The proposed framework for solving the fusion problem of multi-source precipitation data with different spatial resolutions is feasible for application in inland arid areas, and aids in obtaining more accurate regional hydrological information and improving regional water resources management capabilities and meteorological research in these regions.
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要： The Aral Sea was the fourth largest lake in the world but it has shrunk dramatically as a result of irrational human activities, triggering the "Aral Sea ecological crisis". The ecological problems of the Aral Sea have attracted widespread attention, and the alleviation of the Aral Sea ecological crisis has reached a consensus among the five Central Asian countries (Kazakhstan, Uzbekistan, Tajikistan, Kyrgyzstan, and Turkmenistan). In the past decades, many ecological management measures have been implemented for the ecological restoration of the Aral Sea. However, due to the lack of regional planning and zoning, the results are not ideal. In this study, we mapped the ecological zoning of the Aral Sea from the perspective of ecological restoration based on soil type, soil salinity, surface water, groundwater table, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), land cover, and aerosol optical depth (AOD) data. Soil salinization and salt dust are the most prominent ecological problems in the Aral Sea. We divided the Aral Sea into 7 first-level ecological restoration subregions (North Aral Sea catchment area in the downstream of the Syr Darya River (Subregion I); artificial flood overflow area in the downstream of the Aral Sea (Subregion II); physical/chemical remediation area of the salt dust source area in the eastern part of the South Aral Sea (Subregion III); physical/chemical remediation area of severe salinization in the central part of the South Aral Sea (Subregion IV); existing water surface and potential restoration area of the South Aral Sea (Subregion V); Aral Sea vegetation natural recovery area (Subregion VI); and vegetation planting area with slight salinization in the South Aral Sea (Subregion VII)) and 14 second-level ecological restoration subregions according to the ecological zoning principles. Implementable measures are proposed for each ecological restoration subregion. For Subregion I and Subregion II with lower elevations, artificial flooding should be carried out to restore the surface of the Aral Sea. Subregion III and Subregion IV have severe salinization, making it difficult for vegetation to grow. In these subregions, it is recommended to cover and pave the areas with green biomatrix coverings and environmentally sustainable bonding materials. In Subregion V located in the central and western parts of the South Aral Sea, surface water recharge should be increased to ensure that this subregion can maintain normal water levels. In Subregion VI and Subregion VII where natural conditions are suitable for vegetation growth, measures such as afforestation and buffer zones should be implemented to protect vegetation. This study could provide a reference basis for future comprehensive ecological management and restoration of the Aral Sea.
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