中俄大河流域不同气候区径流变化及其驱动机制的比较研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王冠 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 刘昌明 ; 于静洁 |
| 关键词 | 径流变化 驱动机制 区域分异 归因方法 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 河川径流是流域生态系统的重要水文要素，也是人类生存和发展的基础性资源。随着气候持续变暖和人类活动加强，陆地水循环强度发生变化，河川径流的演变规律变得更加复杂。在此背景下，探究径流的变化规律及其驱动机制，对理解径流演变规律和实现水资源可持续利用有重要理论价值和实践意义。虽然已有大量研究发展了不同的径流变化归因方法，评估和预测了不同流域历史期和未来气候情景下的径流变化及其驱动机制，但是从水文地理学研究的角度而言，仍有两方面工作有待深入开展，分别为（1）探究不同气候区、不同地理位置流域径流变化及其驱动机制的区域分异特征，（2）分析不同驱动数据和归因方法对径流变化驱动机制解释的不确定性。本研究选取俄罗斯西伯利亚地区和中国黄河、长江流域为研究对象，覆盖寒区、干旱区和湿润区三个气候区的385个典型流域为研究区，计算了历史期（1956～2016年）和未来四种变暖情景下（2040～2100年）径流及其影响因素的变化特征，在讨论多元线性回归模型、Budyko弹性系数法和HIMS流域水文模型三种径流变化归因方法的适用性和不同驱动数据和归因方法的不确定性基础上，探究了不同气候区径流变化驱动机制。论文的主要结果如下： （1）不同气候区历史期径流及其影响因素的变化存在复杂的区域分异规律，未来期其变化较为一致。历史期寒区径流主要呈增加趋势，干旱区呈减少趋势，湿润区增加和减少的流域约各占一半。降水变化与径流变化高度一致；气温均为增加；潜在蒸散发在高纬度寒区增加，在高山寒区减少，在干旱区和湿润区以增加为主。未来期除西伯利亚地区部分寒区径流减少外，三个气候区径流在四种变暖情景下均呈显著增加。与历史期相比，三个气候区未来降水、气温和潜在蒸散发均增加。 （2）耦合生态模块的HIMS-PML流域水文模型法适用性最好，其次是Budyko弹性系数法，多元线性回归法较差。考虑下垫面变化的HIMS-PML流域水文模型法误差较小，能够准确刻画水循环过程，广泛适用于不同气候区的径流变化驱动机制研究；Budyko弹性系数法误差小，在干旱区和湿润区适用性较好；多元线性回归法在寒区、干旱区、湿润区均表现不佳，不适合用于径流变化驱动机制研究。 （3）不同驱动数据开展径流变化驱动机制研究，结果存在较大的不确定性。利用数据融合后的降水和考虑气孔阻抗的潜在蒸散发作为驱动数据，气温、降水等要素对径流的影响在数据改进前后约有一半的流域得到有差异的结果。其中，部分流域径流变化主导因素发生了变化，部分流域气温、降水等某一种或多种要素对径流变化的贡献方向发生改变。 （4）不同归因方法得到的结果存在较大不确定性，两种归因方法在同一流域得到的径流变化的贡献率存在差异，甚至在部分流域得到的主导因素不同。历史期干旱区径流变化的主导因素，Budyko弹性系数法的结果为下垫面，HIMS-PML流域水文模型法的结果为下垫面和降水。历史期湿润区径流变化的主导因素，Budyko弹性系数法的结果为下垫面，HIMS-PML流域水文模型法的结果为下垫面和降水。 （5）在同一气候区历史期和未来期的径流变化的主要驱动因素发生了较大变化。寒区历史期和未来期的径流增加主要由降水增加导致，但升温对该地区径流的影响不同。历史期70%以上的流域气温增加导致径流增加，随着变暖加剧，一半以上的流域气温增加将导致径流减少，越来越多寒区流域越过了“拐点”。未来干旱区径流变化中降水贡献增加，下垫面贡献降低，历史期径流减少在这一地区受植被增加的影响最大，而未来径流增加主要受到降水增加的显著影响。湿润区径流变化在历史期和未来期都主要受到降水的作用，降水是湿润区径流变化的主导因素。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 194 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186936]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王冠. 中俄大河流域不同气候区径流变化及其驱动机制的比较研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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