分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2023-04-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要：The preceding and succeeding precipitation (PSP) often act together with extreme precipitation (EP), in turn, causing floods, which is an objective component that is often overlooked with regard to summer flood hazards in the arid region of Northwest China. In this study, event-based extreme precipitation (EEP) was defined as continuous precipitation that includes at least one day of EP. We analyzed the spatiotemporal variation characteristics of four EEP types (front EEP, late EEP, balanced EEP, and single day EEP) across the Loess Plateau (LP) based on data acquired from 87 meteorological stations from 1960 to 2019. Precipitation on the LP basically maintained a spatial pattern of "low in the northwest region and high in the southeast region", and EP over the last 10 a increased significantly. The cumulative precipitation percentage of single day EEP was 34% and was dominant for 60 a, while the cumulative precipitation percentage of front, late, and balanced EEP types associated with PSP accounted for 66%, which confirms to the connotation of EEP. The cumulative frequencies of front and late EEP types were 23% and 21%, respectively, while the cumulative frequency of balanced EEP had the lowest value at only 13%. Moreover, global warming could lead to more single day EEP across the LP, and continuous EEP could increase in the northwestern region and decrease in the eastern region in the future. The concept of process-oriented EP could facilitate further exploration of disaster-causing processes associated with different types of EP, and provide a theoretical basis for deriving precipitation disaster chains and construction of disaster cluster characteristics.
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要：In the current scenario, Lake Urmia, one of the vastest hyper saline lakes on the Earth, has been affected by serious environmental degradation. Using different satellite images and observational data, this study investigated the changes in the lake for the period 1970–2020 based on the effects of climate change and several human-induced processes on Lake Urmia, such as population growth, excessive dam construction, low irrigation water use efficiency, poor water resources management, increased sediment flow into the lake, and lack of political and legal frameworks. The results indicated that between 1970 and 1997, the process of change in Lake Urmia was slow; however; the shrinkage was faster between 1998 and 2018, with about 30.00% of the lake area disappearing. As per the findings, anthropogenic factors had a much greater impact on Lake Urmia than climate change and prolonged drought; the mismanagement of water consumption in the agricultural sector and surface and underground water withdrawals in the basin have resulted in a sharp decrease in the lake's surface. These challenges have serious implications for water resources management in Lake Urmia Basin. Therefore, we provided a comprehensive overview of anthropogenic factors on the changes in Lake Urmia along with existing opportunities for better water resources management in Lake Urmia Basin. This study serves as a guideline framework for climate scientists and hydrologists in order to assess the effects of different factors on lake water resources and for decision-makers to formulate strategies and plans according to the management task.
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要：The Dunhuang–Golmud railway passes through different deserts in arid areas, especially drifting-sand desert and sandy-gravel Gobi. The near-surface wind environment and wind-sand transport process vary due to different external factors, such as topography, vegetation, and regional climate, resulting in evident spatial differences in surface erosion and deposition. Consequently, the measures for preventing wind-sand hazards will differ. However, the mechanism and control theory of sand damage remain poorly understood. In this study, we used meteorological observation, three-dimensional (3D) laser scanning, and grain-size analysis to compare and evaluate the spatial distribution of wind conditions, sand erosion and deposition patterns, and grain composition in the drifting-sand desert and sandy-gravel Gobi along the Dunhuang–Golmud railway in China. Results show that the annual mean wind speed, the frequency of sand-driving wind, and the drift potential of sandy-gravel Gobi are higher than those of drifting-sand desert, indicating a greater wind strength in the sandy-gravel Gobi, which exhibits spatial heterogeneity in wind conditions. The major sediment components in sandy-gravel Gobi are very fine sand, fine sand, and medium sand, and that in drifting-sand desert are very fine sand and fine sand. We found that the sediment in the sandy-gravel Gobi is coarser than that in the drifting-sand desert based on mean grain size and sediment component. The spatial distributions of sand erosion and deposition in the sandy-gravel Gobi and drifting-sand desert are consistent, with sand deposition mainly on the west side of the railway and sand erosion on the east side of the railway. The area of sand deposition in the drifting-sand desert accounts for 75.83% of the total area, with a mean deposition thickness of 0.032 m; while the area of sand deposition in the sandy-gravel Gobi accounts for 65.31% of the total area, with a mean deposition thickness of 0.028 m, indicating greater deposition amounts in the drifting-sand desert due to the presence of more fine sediment components. However, the sand deposition is more concentrated with a greater thickness on the embankment and track in the sandy-gravel Gobi and is dispersed with a uniform thickness in the drifting-sand desert. The sand deposition on the track of the sandy-gravel Gobi mainly comes from the east side of the railway. The results of this study are helpful in developing the preventive measures and determining appropriate selection and layout measures for sand control.
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-13 合作期刊: 《干旱区科学》
摘要：Investigation of the climate change effects on drought is required to develop management strategies for minimizing adverse social and economic impacts. Therefore, studying the future meteorological drought conditions at a local scale is vital. In this study, we assessed the efficiency of seven downscaled Global Climate Models (GCMs) provided by the NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections (NEX-GDDP), and investigated the impacts of climate change on future meteorological drought using Standard Precipitation Index (SPI) in the Karoun River Basin (KRB) of southwestern Iran under two Representative Concentration Pathway (RCP) emission scenarios, i.e., RCP4.5 and RCP8.5. The results demonstrated that SPI estimated based on the Meteorological Research Institute Coupled Global Climate Model version 3 (MRI-CGCM3) is consistent with the one estimated by synoptic stations during the historical period (1990–2005). The root mean square error (RMSE) value is less than 0.75 in 77% of the synoptic stations. GCMs have high uncertainty in most synoptic stations except those located in the plain. Using the average of a few GCMs to improve performance and reduce uncertainty is suggested by the results. The results revealed that with the areas affected by wetness decreasing in the KRB, drought frequency in the North KRB is likely to increase at the end of the 21st century under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. At the seasonal scale, the decreasing trend for SPI in spring, summer, and winter shows a drought tendency in this region. The climate-induced drought hazard can have vast consequences, especially in agriculture and rural livelihoods. Accordingly, an increasing trend in drought during the growing seasons under RCP scenarios is vital for water managers and farmers to adopt strategies to reduce the damages. The results of this study are of great value for formulating sustainable water resources management plans affected by climate change.
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 高精度的人口格网数据集在风险评价、灾害应急、生态环境保护、区域发展与规划等领域具有重要价值。输入数据精度和模型选择的不同导致其具有不同的特点与优势，因此评价代表性数据集的精度，分析数据集的适用条件意义重大。研究评估了世界人口（WorldPop）数据集和世界第四版网格化人口（GPWv4）数据集在中国西北干旱地区甘肃省、宁夏回族自治区和青海省的精度；以中国人口普查数据的最佳可用单位（乡镇行政区划）为研究单元，将WorldPop和GPWv4数据集与2020年第七次人口普查数据进行相关性分析，计算统计误差和相对误差的空间分布，定量地评价各个数据集的精度；通过目视估计定性地分析数据集的映射性能，最后讨论了数据集的误差来源。统计误差结果表明：WorldPop数据集的精度更高，其相关系数（r）、均方根误（RMSE）、平均绝对误差（MAE）和平均绝对百分比误差（MAPE）分别达到0.76、23016、0.73和0.60，而GPWv4数据集的上述统计结果分别为0.70、22297、0.75和0.58。同时，由相对误差的空间分布可知，WorldPop数据集准确估计的区域更多。目视估计结果表明：2种人口格网数据集的映射性能类似，都具有东部人口稠密、西部人口稀疏的特点。针对干旱地区人口格网数据集精度的评价研究，有利于分析数据集的误差来源，指导数据集的合理使用。在未来研究中，使用人类生活的辅助数据，生成干旱地区特有的人口分布模式，从而提高西北干旱区域人口数据集的精度。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 在推进以县城为重要载体的城镇化建设，以县域为基本单元的城乡融合发展的时代背景下，科学甄别县级单元城镇发展收缩状态、类型成为其城镇化发展分类施策的关键。通过构建人口-土地-经济耦合交互的城镇发展评价指标，借助象限图和耦合协调度模型，对县域、县城人类活动实体地域进行城镇发展状态识别和分类，并采用地理探测器进行因素探讨，最后以黄河流域甘肃段62个县级单元为例进行实证。结果表明：（1）黄河流域甘肃段大多数县级单元发展态势良好，其中县域发生收缩的县级单元14个，县城发生收缩的共21个，大部分县城发生收缩与供给侧改革、去工业化相关。（2）区域内绝对扩张型或绝对收缩型的县城数量均多于县域，各县城间城镇发展失衡，增减分化严重。（3）社会经济发展水平、人民生活质量是影响黄河流域甘肃段县域城镇发展的重要因子，地方发展活力、开发建设力度是影响县城城镇发展的重要因子。（4）县域与县城各主导因子的交互作用规律均表现为收缩型>扩张型，多个因子的共同作用有利于县域县城收缩发展态势的好转。研究提出了基于象限图的城镇收缩类型甄别方法，实证结果能够为黄河流域甘肃段各县级单元的规划建设引导提供依据支撑。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 生境质量是关乎人类福祉和区域可持续发展的重要基础，对保护生物多样性、提升生态系统服务功能以及构建区域生态安全格局具有重要意义。基于20002020年3期土地利用数据，综合应用InVEST模型、地形位指数、地理探测器及空间统计分析等方法，对渭河流域生境质量空间分布特征及其地形梯度效应与影响因素进行综合分析。结果表明：（1）20002020年渭河流域生境质量指数呈逐年增加态势，由0.607增长至0.624，增长幅度为2.463%，空间上呈现出两极化分布格局，低等和高等生境质量面积持续增加，而中等和良好生境质量面积有所下降。（2）渭河流域生境质量空间分布受地形因素影响较大，具有显著的地形梯度效应，低等生境质量在低地形梯度上分布广泛，分布指数最高，而高等生境质量在高地形梯度上占据主导优势。（3）土地利用类型是渭河流域生境质量空间分异的主要影响因素，且任意2个因子对生境质量空间分异的交互作用均大于单个驱动因子的作用，土地利用类型与降雨量、气温、海拔、归一化植被指数的交互决定力均大于0.6。研究结果可为渭河流域可持续发展以及生态保护与高质量发展提供科学的理论支撑与决 策支持。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 生态系统服务与人类可持续发展紧密相连，研究区域生态系统服务供需特征，了解其空间匹配状况是实现生态资源有效配置和推动区域生态安全的重要前提。基于多源数据，在InVEST模型、ArcGIS和GeoDA软件的支撑下，分析疏勒河流域产水服务、固碳服务、食物服务供需特征和空间匹配状况。结果表明：（1）除产水服务外，疏勒河流域其他各项生态系统服务供给均大于需求，但不同区域和生态系统服务间存在差异。（2）疏勒河流域综合服务供需比为0.063，不同生态系统服务的供需比由高到低依此为：固碳服务（0.1854）、食物服务（0.0078）和产水服务（-0.0043）。（3）产水服务和固碳服务空间匹配类型都主要以低高型空间错位和高低型空间错位为主，食物服务空间匹配类型主要以低低型空间匹配为主，其中产水服务的空间匹配错位现象最严重。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 立足旅游业发展影响因素的阶段性变化，构建了高质量发展阶段旅游业发展影响因素指标体系，并采用地理探测器、地理加权回归等方法探讨了2019年黄河流域旅游业发展水平的空间分异成因。结果表明：（1）新发展阶段，区域旅游业发展既受到传统因素的影响，又受到新发展理念等新因素的影响，二者共同组成了高质量发展阶段区域旅游业发展的影响因素体系。（2）黄河流域旅游业发展水平呈现由下游向上游逐级递减的空间分异格局，上中游地区内部差异较大，下游地区较小，上中下游之间存在比较显著的供需不匹配现象。（3）在单一维度和综合维度上，各因素对旅游业发展均有显著的影响，但新因素强于传统因素，各因子的影响力排序具有一致性，旅游业发展受因子间协同作用影响更大。（4）传统因素中消费水平、交通条件和旅游资源禀赋，新因素中创新能力和绿色生产对旅游业发展具有显著的空间异质性影响，但其异质性空间效应各不相同。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 探索农文旅长效融合机制是实现乡村可持续发展、实施乡村振兴战略的重要举措。鉴于此，选取表征农文旅发展水平的名录数据作为研究对象，综合运用耦合协调度模型（Coupling coor⁃dination degree，CCD）和地理探测器等方法，定量探究了中国农文旅空间耦合协调发展空间分异特征及影响肌理。结果表明：（1）农、文、旅3产业发展水平不同步性、空间分布不均衡性特征突出。（2）农文旅融合发展呈现文旅先行、农业滞后的特征，空间耦合协调性一般。（3）农文旅空间耦合协调发展的集聚特征显著，呈现以胡焕庸线为界的局部分异特征。（4）农文旅耦合协调发展空间分异的解释力强度分别为：创新水平>社会文化>自然地理>经济发展，创新能力是农文旅耦合协调发展的主导力量。（5）农文旅耦合协调发展的空间分异受多因子复杂耦合作用，创新水平与社会文化维度之间的交互作用效果明显强于其他因子间的交互作用。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 乌兹别克斯坦是丝绸之路经济带上的重要国家，是中亚地区生物多样性丧失较为严重的国家。由于国内外学者对乌兹别克斯坦生物多样性保护的研究较不充分，通过分析该国生物多样性面临的挑战、保护现状和管理体系，总结归纳了该国生物多样性保护存在的问题，并针对中国与乌兹别克斯坦生物多样性保护合作提出建议：（1）以经济发展与生物多样性保护协调发展为目标；（2）以重点地区生态修复为突破口；（3）以重点物种科研合作促进生物多样性保护；（4）以发展生态旅游扭转自然资源利用方式。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 土壤风蚀是沙漠化的首要环节，评估其发生的可能性和潜在风险对区域风蚀防治具有重要意义。现有风险评估模型缺乏表征土壤可蚀性的力学参数。鉴于此，通过野外实测土壤硬度和抗剪强度，比较了河套平原不同土地利用类型的土壤可蚀性，采用抗剪强度、气候条件、地形地貌和植被特征等影响因子，建立了土壤风蚀风险评估模型。结果表明：（1）沙地土壤硬度和抗剪强度的中值分别为2.05 kgcm-2和10.00 kPa，远小于其他土地利用类型，土壤可蚀性极高。（2）土壤风蚀风险具有明显的空间分异性，在空间上大致呈西部、南缘高，中、东部较低的特征，风蚀风险以轻险型和危险型为主，土壤可蚀性和植被盖度是影响土壤风蚀风险的重要因素。（3）风蚀极险型和强险型约占研究区总面积的27.51%，主要分布在磴口县大部、黄河两岸、托克托县以及乌拉特前旗境内的乌梁素海东部，该区沙源物质丰富、风沙危害剧烈，是土壤风蚀的重点防护区域。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 空气动力学粗糙度是衡量地球表面与大气之间动量和能量交换的重要参数，对于研究各种地表过程和气候变化至关重要。遥感技术作为远距离监测手段，研究空气动力学粗糙度时其优势在于高时效、高经济效益，能实现区域或大空间尺度的动态监测，因此利用遥感技术估算空气动力学粗糙度成为热点问题。通过系统阐述近年来国内外空气动力粗糙度研究进展，重点介绍了利用遥感技术估算植被下垫面空气动力学粗糙度的方法，对各种估算方法的优势和不足进行了总结，分析了气象因素和地表粗糙元形态特征因素对空气动力学粗糙度的影响，进而对遥感技术在该领域的应用做出展望，旨在为空气动力学粗糙度遥感监测的研究提供思路。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用最小累积阻力（Minimal cumulative resistance，MCR）模型，从生态和建设2个角度出发，确定居民点布局适宜性，辅以社会网络分析法研究居民点空间网络关系，从居民点整体适宜性和个体重要性出发，识别陕西省延安市吴起县的居民点发展类型。结果表明：（1）地形和交通条件为决定黄土丘陵沟壑区居民点空间布局的关键约束力，居民点集聚程度整体不高，以带状分布为主，散中有聚。（2）适宜性分区结果表现出整体集聚、部分分散的特征，位于适宜建设区内的农村居民点占62.83%，部分居民点分布影响区域生态稳定性。（3）现有居民点网络结构不均匀，需培育发展潜力较大的村庄节点，促进村镇地区均衡发展。（4）基于适宜性及网络分析结果，划分直接城镇类优先发展类有条件发展类限制扩张类4种类型并提出相应的发展重点。研究结果可为黄土丘陵沟壑区农村居民点合理规划和发展提供参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 中小型河流的径流量精准监测对干旱区生态稳定具有重要意义。然而中小型河流流量遥感精准反演存在困难。以新疆尼勒克县境内的喀什河种峰场河段为例，基于关系拟合法，依据实测水文数据、无人机数据和卫星数据，构建河宽、水深与流量之间幂函数关系模型，并利用卫星数据的时序性，反演监测河段24次不同时期的径流量。反演结果表明：当径流量为0~50 m3s-1和50~100 m3s-1时，基于河宽的水力几何形态径流量反演效果最优，均方根误差（RMSE）分别为7.15 m3s-1和2.81 m3s-1；当径流量为100~200 m3s-1和>200 m3s-1时，基于水深和河宽的水力几何形态径流量反演效果最佳，RMSE分别为13.37 m3s-1和1.06 m3s-1。研究结果可为水文资料缺乏区的中小型河流径流精细化监测与管理提供一种新方法，也对洪流灾害预测、水能资源开发与水生态系统修复具有较高的参考价值。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用多个统计学指标和多个时间尺度的标准化降水指数（Standardized precipitation index,SPI）评估19812020年MSWEP（Multi-source weighted-ensemble precipitation）降水产品在黄河流域干旱监测中的准确性，并利用游程理论识别干旱事件并定量化分析其时空特征。结果表明：（1）MSWEP降水产品的月降水与以中国降水分析产品（Chinese precipitation analysis product，CPAP）为代表的地面观测降水的相关性较高，决定系数达到0.9347。（2）MSWEP降水产品可以较好地捕捉多年降水的空间格局和时间演变。（3）基于MSWEP降水产品计算的SPI一般可以重现基于CPAP计算的SPI的格局，但是相关性因地区而异。在捕捉干湿状况方面，MSWEP降水产品在黄河流域中下游表现较好，但在黄河源区的效果较差，相关系数低于0.5。值得注意的是，MSWEP降水产品捕捉干湿变化的能力随SPI时间尺度的增加而降低。（4）MSWEP降水产品在黄河流域中下游的表现明显优于上游。（5）MSWEP降水产品能够有效捕捉持续时间、烈度和严重度等干旱事件特征。总体来讲，MSWEP降水产品适用于黄河流域中下游的干旱监测，但在黄河源区地形复杂地区的干旱监测应用时，需要进一步修正其降水高估误差。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 骤旱是一种以快速发展为主要特征的干旱。全球变暖背景下，近年来骤旱频发且不断加剧，严重影响我国农业生态系统和人类健康。了解骤旱事件的时空特征及其影响因素，对骤旱的监测、预警和防治至关重要。基于19812020年ERA5-LAND数据，辅以趋势分析和相关分析等气候诊断方法，对黄土高原生长季（49月）热浪型和缺水型骤旱的时空特征进行分析。结果表明：（1）近40 a黄土高原2类骤旱呈波动增加趋势。其中，缺水型骤旱增加速率[0.54候(10a)-1]高于热浪型骤旱[0.46候(10a)-1]；年代变化上，黄土高原2类骤旱变化具有相似性。1998年之前，2类骤旱以低位波动为主；19982010年，骤旱迅速增加；2010年后，骤旱增速停滞且呈下降趋势。（2）空间上，热浪型、缺水型骤旱分别有36.5%、37.5%的区域呈显著增加趋势（P<0.05）。黄土丘陵沟壑区、河套平原东部、汾渭河谷平原、黄土高原沟壑区东部，为2类骤旱共同显著增加区。（3）在影响因素上，青藏高原北部气压、赤道印度洋中部（0~10N、50~90E区域）海温异常，与黄土高原生长季骤旱异常显著正相关，即青藏高原北部气压偏高，赤道印度洋中部海温异常偏高时，黄土高原2类骤旱发生风险均较高。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 摘要：为研究新疆水资源状况与农业种植发展的耦合协调性及时空差异性，以新疆粮食和棉花种植系统为例并基于20052019年14个地州的水资源、农业种植相关数据，运用熵值法、耦合协调度模型和探索性空间数据分析对水资源系统、农业种植系统的综合发展指数及水资源-农业种植复合系统（简称复合系统）的耦合协调度与时空演化规律进行测算研究。结果表明：（1）新疆复合系统综合发展指数在空间上表现出中轴高，两翼低的特征，其中水资源系统整体水平较高，农业种植系统增长趋势更快。（2）新疆复合系统耦合协调水平总体呈现出北高南低，但差距逐渐缩小的发展趋势，并且因区域差异致使农业种植系统逐渐成为阻碍复合系统耦合协调发展的短板。（3）新疆复合系统的耦合协调度存在显著的空间集聚特征，但其正相关性则表现出由强减弱的变化态势。研究结果对新疆水资源可持续利用与农业种植系统产业的良性协调发展具有理论实践意义。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于山西省境内70个气象站点的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料，使用8个不同的极端气温指数分析其19602019年近60 a极端气温事件的变化特征，并分析其对气候变暖的响应。结果表明：（1）夏季日数、热夜日数、日最低气温极大值、日最低气温极小值均呈显著增加趋势，冰冻日数、霜冻日数呈显著减少趋势。（2）极端最高（低）气温的极大、极小值均上升，并且大部分地区极端气温的极小值增温幅度更大。（3）山西省平均气温呈显著变暖趋势，平均每10 a增加0.26 ℃，空间上气温增幅呈从东南向西北逐渐增大的趋势。各极端气温指数对气候变暖具有较好的响应，其中霜冻日数对于山西省区域增暖的响应最显著，其次为日最低气温极大值。（4）山西省半干旱区的日最低气温极小、极大值增温更快，冰冻日数减少速度快；半湿润区的热夜日数增加速度快，霜冻日数减少速度快。
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