论文部分内容阅读
亚洲中部内陆地区水资源使用存在诸多问题，气候变化对全球水资源的影响逐渐加剧，使得该地区水资源纷争进一步激化。利用GRACE重力卫星对亚洲中部内陆区陆地水储量进行研究突破了传统方法的时空局限性，使监测大范围地区陆地水储量的变化成为可能。 本研究采用2002年4月至2014年12月GRACE(Gravity Research and ClimateExperiment)时变重力场反演的陆地水储量数据，陆地同化模型系统GLDAS(GlobalLand Data Assimilation System)土壤水分含量数据，热带降水测量卫星TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)降水数据，全球降水气候中心GPCC(GlobalPrecipitation Climatology Centre)降水再分析数据，全球的数字高程模型GOTOPO30DEM数据，GIMMS(Global Inventory Modelling and Mapping Studies)NDVI月数据，GlobCover2009全球陆地覆盖数据，以及相应地区的河网分布矢量图。通过趋势分析、分区统计分析、空间上的相关性分析、EOF(Empirical Orthogonal Function)经验正交函数分析以及定性分析，研究亚洲中部内陆区土壤水分含量、降水量、陆地水储量的时空变化，分析比较研究区内土壤水分含量和降水量与陆地水储量的相关性，分析亚洲中部山区陆地水储量的时空变化，总结影响亚洲中部内陆区陆地水储量的自然因素以及人为因素及其影响机理，比较各个山区降水对陆地水储量的影响程度。本研究的主要结论如下: 1、亚洲中部内陆区土壤水分含量年际变化:新疆在山区增加，在盆地减少;中亚五国在沙漠区增加，在研究区中南部地区高速率减少，在2008-2009年和2011年存在两个极值点。年内变化除新疆南疆个别地区增加，其余地区减少，中亚五国呈现增加-减少-增加的过程，极值点在4、8月，新疆呈现增加-减少的单峰趋势最大值点在6月。 2、亚洲中部内陆区降水量年际变化:在山区及哈萨克斯坦北部和塔吉克斯坦东部增加，在研究区中南部地区高速率减少，在2008年降至最低。年内变化在研究区中南部地区高速率减少，中亚五国呈现增加-减少-增加的过程，极值点在4、9和11月，新疆呈现增加-减少的单峰趋势最大值点在7月。 3、亚洲中部内陆区陆地水储量年际变化:新疆昆仑山山区增加，准噶尔盆地减少;中亚五国呈现自东向西减少速率逐渐增加，且均存在2005、2008、2010年三个极值点。年内在新疆昆仑山东段增加，向西北方增加速率逐渐递减，在哈萨克斯坦中部向西北方向和南部地区陆地水储量减少速率增大，中亚五国和新疆呈现增加-减少-增加的过程，中亚五国极值点在3、10月，新疆极值点在7、10月。 4、年际变化土壤水分含量与降水量的空间分布一致，陆地水储量与二者一致地区集中在新疆昆仑山东段均呈现较高速率增加。三者年际变化均呈现减少的趋势，在2008年降至最低;年内变化土壤水分含量、降水量以及陆地水储量空间分布均在研究区中南部地区呈现较高速率的下降趋势，中亚五国年内变化呈现增加-减少-增加的过程，极值点在3-4月和9-10月，新疆呈现增加-减少的过程极大值点在6-7月。 5、土壤水分含量对陆地水储量的影响相对于降水的影响范围更大，两者在研究区中南部地区均与陆地水储量呈现较强的相关性，且土壤水分含量相关性更大，天山以南地区陆地水储量受到降水的影响大于土壤水分含量。 6、亚洲中部内陆区地势较高的地区受人类活动的影响较小，以自然影响因素为主。河网分布稠密地区陆地水储量变化由于径流补给等作用，对相应地区陆地水储量减少有一定缓冲作用，但随着冰雪量的减少导致径流量下降最终该地区陆地水储量减少速率将会大幅度增加。亚洲中部内陆区耕地主要沿河流在山前平原分布较多，人类活动对陆地水储量的影响主要集中在开垦耕地过程中引水灌溉，加剧水资源蒸散发，同时部分地区抽取地下水用于灌溉以及生活，使陆地水储量的减少趋势更加明显。但是总体上，影响该地区陆地水储量的主要因素仍是自然因素。 7、阿尔泰山区陆地水储量变化最剧烈，变化幅度随时间呈现增加的趋势，降水对阿尔泰山区陆地水储量的变化影响较小;西天山和东天山山区，喀喇昆仑山与昆仑山山区由于地理位置较为接近，陆地水储量变化趋势相似。东天山比西天山陆地水储量变化受到降水量变化的影响更大，后两个地区陆地水储量受降水的影响均较小。祁连山山区陆地水储量变化是唯一呈现明显的增加趋势的研究区，受到降水强度的影响较大。