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呼伦湖湿地消长对气象水文因子变化的响应

高永刚 赵慧颖 李翀 宋卫士 孟军

高永刚, 赵慧颖, 李翀, 等. 呼伦湖湿地消长对气象水文因子变化的响应. 应用气象学报, 2012, 23(4): 459-466..
引用本文: 高永刚, 赵慧颖, 李翀, 等. 呼伦湖湿地消长对气象水文因子变化的响应. 应用气象学报, 2012, 23(4): 459-466.
Gao Yonggang, Zhao Huiying, Li Chong, et al. Response of rise and fall in Hulun Lake Wetland to meteorological and hydrological factor change. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(4): 459-466.
Citation: Gao Yonggang, Zhao Huiying, Li Chong, et al. Response of rise and fall in Hulun Lake Wetland to meteorological and hydrological factor change. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(4): 459-466.

呼伦湖湿地消长对气象水文因子变化的响应

资助项目: 

科技部基础性工作专项 2007FY210100

国家自然科学基金项目 41165005

国家自然科学基金项目 40865005

详细信息
    通信作者:

    赵慧颖, E-mail: zhaohhyy2008@yahoo.com.cn

Response of Rise and Fall in Hulun Lake Wetland to Meteorological and Hydrological Factor Change

  • 摘要: 利用1961—2005年呼伦湖湿地的气象及水文资料,基于灰色关联度分析、Mann-Kendall检验及小波分析、回归统计等方法,分析了湿地消长对气象水文因子变化的响应特征。结果表明:年与夏季气候在湿地消长中起主导作用。区域年降水量每增加10 mm,年降水量的直接作用是使湿地水域面积和水位深度分别增加2.6 km2和1.6 cm;年径流量每增加1×108 m3,湿地水域面积和水位深度分别增加4.8 km2和3.0 cm。45年来,湿地消长对影响因子连续变化过程的响应特征具有一致性,特别在20世纪90年代后响应更显著,湿地萎缩加快;气温与降水量变化在湿地水域面积、水位深度消长中的贡献率分别为33.1%与66.9%,22.5%与77.5%,降水量变化起主导作用。湿地消长对影响因子的多时间尺度周期性具有很好的响应。在27年的年代际尺度主周期与11~16年次周期、2~10年年际尺度准周期的叠加作用下,45年来,湿地消长出现了2次减少、1次增加的周期过程,并呈现短周期波动特征。
  • 图  1  水域面积 (a)、水位深度 (b) 的观测值与拟合值比较

    Fig. 1  Comparison of observation values with simulated values for water area (a) and water level depth (b)

    图  2  呼伦湖湿地面积、水位和影响因子的周期分析

    Fig. 2  Periodic analysis of water area, water level depth and key factors in Hulun Lake Wetland

    表  1  呼伦湖湿地区域气象与水文站点的位置

    Table  1  Location of meteorological and hydrological stations in Hulun Lake Wetland

    气象与水文站点 纬度 经度
    新巴尔虎右旗气象站 48°40′ N 116°49′ E
    新巴尔虎左旗气象站 48°13′ N 118°16′ E
    满洲里气象站 49°35′ N 117°19′ E
    东旗坤都冷水文站 48°04′ N 117°45′ E
    西旗阿拉坦水文站 48°38′ N 116°49′ E
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    表  2  呼伦湖湿地水域面积、水位深度与自然因素的相关系数及灰色关联度比较

    Table  2  Comparison for grey correlation and linear correlation of water area and water level depth to natural factors in Hulun Lake Wetland

    因子 时段 水域面积/km2 水位深度/m
    相关系数 关联度 相关系数 关联度
    气温/℃ 春季 -0.04 0.73 -0.04 0.73
    夏季 -0.38** 0.73 -0.35* 0.73
    秋季 -0.26 0.75 -0.23 0.74
    冬季 0.04 0.76 0.03 0.76
    全年 -0.14 0.75 -0.14 0.75
    降水量/mm 春季 -0.31* 0.72 -0.31* 0.72
    夏季 0.21 0.76 0.20 0.76
    秋季 0.09 0.75 0.09 0.74
    冬季 -0.50* 0.73 -0.48** 0.73
    全年 0.14 0.75 0.14 0.75
    蒸发量/mm 春季 0.45** 0.79 0.44** 0.78
    夏季 -0.10 0.75 -0.09 0.75
    秋季 -0.30* 0.73 -0.28 0.73
    冬季 -0.13 0.76 -0.12 0.76
    全年 -0.10 0.73 -0.09 0.73
    径流量/108m3 全年 0.51** 0.74 0.48** 0.75
    注:**表示通过0.01水平的显著性检验,*表示通过0.05水平的显著性检验。
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    表  3  呼伦湖湿地水域面积5种模型拟合效果比较

    Table  3  Simulated effective comparison for five models between water area and influencing factors in Hulun Lake Wetland

    模型 湖面面积拟合方程 平均相对误差/% 决定系数 (R2)
    线性回归模型 Y=2023.62+1.85X1-0.23X2+0.06X3+9.19X4 3.21 0.2879**
    偏回归分析模型 Y=2216.95-10.72X1+0.12X2-0.006X3+4.67X4 3.70 0.1967*
    Logistic模型 Y=2360/(1+exp (-3.34-0.15X1+0.006X2+0.0002X3-0.104X4)) 3.02 0.2622**
    指数模型 Y=2354exp (-0.151+0.0004X1-0.0001X2+0.004X4) 3.26 0.2859**
    CAR模型 详见式 (1) 0.53 0.9760**
    注:**表示通过0.001水平的显著性检验,*表示通过0.01水平的显著性检验。
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    表  4  呼伦湖湿地水位深度5种模型拟合效果比较

    Table  4  Simulated effective comparison for five models between water level depth and influencing factors in Hulun Lake Wetland

    模型类型 水位深度拟合方程 平均相对误差/% 决定系数 (R2)
    线性回归模型 Y=542.85+0.008X1-0.002X2+0.001X3+0.061X4 0.10 0.2646**
    偏回归分析模型 Y=544.24-0.074X1+0.001X2-0.0004X3+0.0313X4 0.11 0.1812*
    Logistic模型 Y=547/(1+exp (-4.82-0.0015X1+0.001X2-0.0002X3-0.023X4)) 0.09 0.2857**
    指数模型 Y=546exp (-0.006+0.0001X4) 0.10 0.2636**
    CAR模型 详见式 (2) 0.02 0.9720**
    注:**表示通过0.001水平的显著性检验,*表示通过0.01水平的显著性检验。
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-06
  • 修回日期:  2012-06-01
  • 刊出日期:  2012-08-31

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