山东省不同地形区降雨侵蚀力时空变化特征
发布时间：2021-09-28 13:18
掌握降水及降雨侵蚀力的时空分布和演变特征对于揭示区域气候变化规律,有效预防和科学评估水土流失等环境问题具有重要意义。基于34个气象站点1961—2015年的降水日值数据,采用降雨侵蚀力计算模型、Mann-Kendall检验、小波分析和Kriging空间插值等研究方法,分析研究了山东省内山地、丘陵和平原等不同地形区的降水和降雨侵蚀力时空变化特征。结果显示:近55年间,全省及各地形区的降水量和降雨侵蚀力均呈波动下降趋势,年内分配均集中在夏季,降雨侵蚀力在时间尺度上存在25年左右的变化周期。空间上,降水和降雨侵蚀力均呈现鲁中南山区>胶东半岛丘陵区>鲁西北平原区;分界线由东北至西南沿福山—莱阳—淄博—定陶等站呈"S"型贯穿山东省,界线东南侧降雨侵蚀力高,西北侧降雨侵蚀力较低。其原因主要是受海拔和地形的影响,东南季风携带湿润气流受胶东半岛丘陵及鲁中南山地的阻挡抬升,致使"S"型分界线东南侧迎风面降水及降雨强度相对较高;西北侧背风面形成焚风效应,降水及降雨侵蚀强度较低。该结果可为山东省水土流失空间特征分析奠定数据基础,同时为区域水土资源利用与调控及生态环境保护与改善提供决策支撑。
【文章来源】：地球环境学报. 2019,10(03)CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
山东省及各地形区降水量年际变化SD：山东省，JDPHA：胶东半岛丘陵区，LZNMA：鲁中南山区
第3期肖蓓，等：山东省不同地形区降雨侵蚀力时空变化特征271DOI:10.7515/JEE182079Mann-Kendall时间序列突变点分析结果显示（图3）：全省及各地形区年降水量UF值多低于0值，UF与UB曲线在1961—1965年和2005年前后有相交点，但各交点绝对值均小于1.96，表明全省及各地形区年降水量的年际变化均呈下降趋势，但突变特征不显著。总体上，UF值表现为|胶东半岛丘陵区|＞|山东省|＞|鲁中南山区＞|鲁西北平原区|（|UF-JDPHA|＞|UF-SD|＞|UF-LZNMA|＞UF-LXBPA|），且除鲁西北平原区外，其他区域和全省部分年份通过了0.05和0.01显著水平检验，表明年降水量的下降显著程度为胶东半岛丘陵区＞山东省＞鲁中南山区＞鲁西北平原区。SD：山东省，JDPHA：胶东半岛丘陵区，LZNMA：鲁中南山区，LXBPA：鲁西北平原区。SD:ShandongProvince;JDPHA:JiaodongPeninsulaHillyArea;LZNMA:LuzhongnanMountainousArea;LXBPA:LuxibeiPlainArea.图2山东省及各地形区降水量年际变化Fig.2AnnualchangesofprecipitationofShandongProvinceanddifferenttopographicregions图3山东省及各地形区年降水量M-K检验Fig.3Mann-KendalltestsofprecipitationofShandongProvinceanddifferenttopographicregions山东省及各地形区的年内降水表现为1—7月递增，7—12月递减（图4），最高值为7月份，最低值为1月份，主要集中在夏季，6—8月份降水可占全年降水总量的60%以上。山东省降水量的空间分布由东南部山区（丘陵区）向西北平原区逐渐降低，由818.2mm降低到567.4mm，变化幅度约为251mm（图5）。650mm等降水量线由东北至西南沿福山—莱阳—淄博—定陶等站呈“S”型贯穿全省，该线东南侧站点位于夏季盛行风——东亚季风的上风向（Zhouetal，2018），水汽来源较西北侧更为充足，?
272地球环境学报第10卷DOI:10.7515/JEE182079西北部等降水量线密集，同等空间范围内降水量减少幅度较其他地区更大，这可能因东南季风携带湿润气流受鲁中山地阻挡，东南迎风面降水多，西北背风面焚风效应降水少（郭欣等，2017；王凌梓等，2018），西北侧朝阳站年降水量不足530mm，仅占泰山站年降水量的51%左右。3.2降雨侵蚀力时空变化特征1961—2015年，山东省及各地形区降雨侵蚀力总体呈波动下降趋势（图6），全省年降雨侵蚀力变化在2096.2MJmmhm2h1a1（2002年）到7462.0MJmmhm2h1a1（1964年）之间，平均值为4236.3MJmmhm2h1a1，绝对变化幅度为5365.9MJmmhm2h1a1，相对变化幅度为3.5（高于年降水量的相对变化幅度）。从各地形区来看，年降雨侵蚀力表现为鲁中南山区＞胶东半岛丘陵区＞鲁西北平原区，分别为4729.7MJmmhm2h1a1、4253.1MJmmhm2h1a1、3292.1MJmmhm2h1a1，与各地形区的年降水量大小排序一致；变差系数分别为0.35、0.31、0.30，表明各地形区的降雨侵蚀力波动幅度表现为鲁西北平原区＞胶东半岛丘陵区＞鲁中南山区。图4山东省各地形区降水量年内分配Fig.4MonthlychangesofprecipitationofShandongProvinceanddifferenttopographicregions图5山东省多年平均降水量等值线图Fig.5SpatialdistributionofannualprecipitationofShandongProvince
【参考文献】：
期刊论文
[1]近10年中国地区地形对降水影响研究进展[J]. 王凌梓,苗峻峰,韩芙蓉. 气象科技. 2018(01)
[2]云凝结核浓度对不同弗罗德数下形成的地形云和降水的影响[J]. 郭欣,郭学良,付丹红. 气象学报. 2017(02)
[3]四川省降雨侵蚀力时空分布特征分析[J]. 王超. 地理空间信息. 2017(02)
[4]1960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究[J]. 钟科元,郑粉莉. 自然资源学报. 2017(02)
[5]雨滴击溅对耕作层土壤团聚体粒径分布的影响[J]. 付玉,李光录,郑腾辉,李柏桥,张腾. 农业工程学报. 2017(03)
[6]近50年来山东省极端降水指数变化特征分析[J]. 李胜利,巩在武,石振彬. 水土保持研究. 2016(04)
[7]雨滴动能对红壤地表溶质迁移特性影响试验[J]. 王辉,平李娜,沈紫燕,龚恩磊. 农业机械学报. 2014(12)
[8]山东省近50年来降水事件变化特征[J]. 董旭光,顾伟宗,孟祥新,刘焕彬. 地理学报. 2014(05)
[9]钟形地形动力抬升和重力波传播与地形云和降水形成关系研究[J]. 郭欣,郭学良,付丹红,牛生杰. 大气科学. 2013(04)
[10]1960-2009年中国降雨侵蚀力的时空变化趋势[J]. 刘斌涛,陶和平,宋春风,郭兵,史展,张超,孔博,何兵. 地理研究. 2013(02)
博士论文
[1]清代山东农业发展与民生研究[D]. 程方.南开大学 2010
本文编号：3411974
【文章来源】：地球环境学报. 2019,10(03)CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
山东省及各地形区降水量年际变化SD：山东省，JDPHA：胶东半岛丘陵区，LZNMA：鲁中南山区
第3期肖蓓，等：山东省不同地形区降雨侵蚀力时空变化特征271DOI:10.7515/JEE182079Mann-Kendall时间序列突变点分析结果显示（图3）：全省及各地形区年降水量UF值多低于0值，UF与UB曲线在1961—1965年和2005年前后有相交点，但各交点绝对值均小于1.96，表明全省及各地形区年降水量的年际变化均呈下降趋势，但突变特征不显著。总体上，UF值表现为|胶东半岛丘陵区|＞|山东省|＞|鲁中南山区＞|鲁西北平原区|（|UF-JDPHA|＞|UF-SD|＞|UF-LZNMA|＞UF-LXBPA|），且除鲁西北平原区外，其他区域和全省部分年份通过了0.05和0.01显著水平检验，表明年降水量的下降显著程度为胶东半岛丘陵区＞山东省＞鲁中南山区＞鲁西北平原区。SD：山东省，JDPHA：胶东半岛丘陵区，LZNMA：鲁中南山区，LXBPA：鲁西北平原区。SD:ShandongProvince;JDPHA:JiaodongPeninsulaHillyArea;LZNMA:LuzhongnanMountainousArea;LXBPA:LuxibeiPlainArea.图2山东省及各地形区降水量年际变化Fig.2AnnualchangesofprecipitationofShandongProvinceanddifferenttopographicregions图3山东省及各地形区年降水量M-K检验Fig.3Mann-KendalltestsofprecipitationofShandongProvinceanddifferenttopographicregions山东省及各地形区的年内降水表现为1—7月递增，7—12月递减（图4），最高值为7月份，最低值为1月份，主要集中在夏季，6—8月份降水可占全年降水总量的60%以上。山东省降水量的空间分布由东南部山区（丘陵区）向西北平原区逐渐降低，由818.2mm降低到567.4mm，变化幅度约为251mm（图5）。650mm等降水量线由东北至西南沿福山—莱阳—淄博—定陶等站呈“S”型贯穿全省，该线东南侧站点位于夏季盛行风——东亚季风的上风向（Zhouetal，2018），水汽来源较西北侧更为充足，?
272地球环境学报第10卷DOI:10.7515/JEE182079西北部等降水量线密集，同等空间范围内降水量减少幅度较其他地区更大，这可能因东南季风携带湿润气流受鲁中山地阻挡，东南迎风面降水多，西北背风面焚风效应降水少（郭欣等，2017；王凌梓等，2018），西北侧朝阳站年降水量不足530mm，仅占泰山站年降水量的51%左右。3.2降雨侵蚀力时空变化特征1961—2015年，山东省及各地形区降雨侵蚀力总体呈波动下降趋势（图6），全省年降雨侵蚀力变化在2096.2MJmmhm2h1a1（2002年）到7462.0MJmmhm2h1a1（1964年）之间，平均值为4236.3MJmmhm2h1a1，绝对变化幅度为5365.9MJmmhm2h1a1，相对变化幅度为3.5（高于年降水量的相对变化幅度）。从各地形区来看，年降雨侵蚀力表现为鲁中南山区＞胶东半岛丘陵区＞鲁西北平原区，分别为4729.7MJmmhm2h1a1、4253.1MJmmhm2h1a1、3292.1MJmmhm2h1a1，与各地形区的年降水量大小排序一致；变差系数分别为0.35、0.31、0.30，表明各地形区的降雨侵蚀力波动幅度表现为鲁西北平原区＞胶东半岛丘陵区＞鲁中南山区。图4山东省各地形区降水量年内分配Fig.4MonthlychangesofprecipitationofShandongProvinceanddifferenttopographicregions图5山东省多年平均降水量等值线图Fig.5SpatialdistributionofannualprecipitationofShandongProvince
【参考文献】：
期刊论文
[1]近10年中国地区地形对降水影响研究进展[J]. 王凌梓,苗峻峰,韩芙蓉. 气象科技. 2018(01)
[2]云凝结核浓度对不同弗罗德数下形成的地形云和降水的影响[J]. 郭欣,郭学良,付丹红. 气象学报. 2017(02)
[3]四川省降雨侵蚀力时空分布特征分析[J]. 王超. 地理空间信息. 2017(02)
[4]1960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究[J]. 钟科元,郑粉莉. 自然资源学报. 2017(02)
[5]雨滴击溅对耕作层土壤团聚体粒径分布的影响[J]. 付玉,李光录,郑腾辉,李柏桥,张腾. 农业工程学报. 2017(03)
[6]近50年来山东省极端降水指数变化特征分析[J]. 李胜利,巩在武,石振彬. 水土保持研究. 2016(04)
[7]雨滴动能对红壤地表溶质迁移特性影响试验[J]. 王辉,平李娜,沈紫燕,龚恩磊. 农业机械学报. 2014(12)
[8]山东省近50年来降水事件变化特征[J]. 董旭光,顾伟宗,孟祥新,刘焕彬. 地理学报. 2014(05)
[9]钟形地形动力抬升和重力波传播与地形云和降水形成关系研究[J]. 郭欣,郭学良,付丹红,牛生杰. 大气科学. 2013(04)
[10]1960-2009年中国降雨侵蚀力的时空变化趋势[J]. 刘斌涛,陶和平,宋春风,郭兵,史展,张超,孔博,何兵. 地理研究. 2013(02)
博士论文
[1]清代山东农业发展与民生研究[D]. 程方.南开大学 2010
本文编号：3411974
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