典型喀斯特高原湖泊气候变化特征分析——以贵州草海为例

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191200941

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (35): 92-98.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191200941

所属专题：农业气象

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

典型喀斯特高原湖泊气候变化特征分析——以贵州草海为例

毛天旭¹(), 赵庆霞²()

¹贵州大学林学院,贵阳 550025
²贵州大学新农村发展研究院,贵阳 550025

收稿日期:2019-12-12 修回日期:2020-04-18 出版日期:2020-12-15 发布日期:2020-12-18
通讯作者: 赵庆霞
作者简介:毛天旭,男,1984年出生,甘肃武威人,讲师,博士,研究方向：生态水文和土壤物理。通信地址：550025 贵州省贵阳市花溪区贵州大学西校区林学院,Tel：0851-88298015,E-mail： maotianxu0214@163.com。
基金资助:
贵州省科技计划项目“气候变化对喀斯特地区树木径向生长及解剖构造的影响”(黔科合LH字[2017]7277号);贵州大学人才引进项目“草海高原湖泊水体稳定同位素和水化学特征研究”(贵大人基合字201621号)

Characteristics of Climate Change in Typical Karst Plateau Lake: A Case Study of Caohai in Guizhou

Mao Tianxu¹(), Zhao Qingxia²()

¹College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025
²Institute of New Rural Development, Guizhou University, Guiyang 550025

Received:2019-12-12 Revised:2020-04-18 Online:2020-12-15 Published:2020-12-18
Contact: Zhao Qingxia

摘要/Abstract

摘要：

威宁草海是贵州省内最大的天然淡水湖泊,是喀斯特高原湖泊的典型代表。本研究基于威宁县1951—2016年逐月气温和降水资料,采用累积距平法、Mann—Kendall非参数检验、Sen’s斜率估计及Morlet小波分析等方法分析了草海地区气候变化特征。结果表明：1951—2016年草海地区气候向气温显著上升、降水明显下降的暖干化趋势发展;气温上升率为0.14℃/10 a,不同季节增温速率表现为秋季>冬季>夏季>春季,年降水量下降倾向率为21.46 mm/10 a,不同季节降水量下降速率表现为秋季>夏季>春季>冬季;从年代际变化来看,草海地区气温在20世纪50到70年代呈下降趋势,之后持续升高,不同季节表现为夏冬季开始变暖的时间要比春秋季开始变暖的时间早;年均气温在2002—2003年间发生突变,不同季节突变年份不一致,年降水量和不同季节降水量突变大多发生在1983年左右;Morlet小波分析表明,草海地区气温存在29、14、6年的尺度变化周期,年降水量存在30、20、9、4年的尺度变化周期。研究结果可为草海湿地生态环境保护和可持续发展提供科学依据,同时也为喀斯特高原湖泊区制定应对全球变暖策略提供数据支撑。

关键词: 气候变化, Mann-Kendall非参数检验, 突变分析, 小波分析, 贵州草海

Abstract:

Caohai is the largest natural freshwater lake in Guizhou Province as a typical representative of the lakes in the Karst Plateau. In this study, monthly temperature and precipitation data from 1951 to 2016 of Weining were collected and accumulated anomalies analysis, Mann-Kendall test, Sen’s slope estimation method and wavelet analysis were used to reveal the characteristics of the regional climate change. The results showed that the climate of Caohai has developed into a warmer and drier trend from 1951 to 2016, the annual mean temperature increased significantly at the rate of 0.14℃/10 a, the increase rate in different seasons followed the order of autumn > winter > summer > spring, the annual precipitation declined obviously at the rate of 21.46 mm/10 a, the order in different seasons was autumn > summer > spring > winter. The temperature of Caohai showed a downward trend in the 1950s to 1970s and then continued to rise from the point of decadal variability, the beginning of warming in summer and winter was earlier than the beginning of warming in spring and autumn. The abrupt change of annual mean temperature occurred in 2002 to 2003, which were inconsistent in different seasons, and the abrupt change of annual and seasonal precipitation occurred around 1983. The Morlet wavelet analysis showed that the annual average temperature of Caohai had three evident characteristic time scales, with 29, 14 and 6 years, while four evident characteristic time scales in precipitation with 30, 20, 9 and 4 years. These results could provide a scientific basis for ecological and environmental protection and sustainable development of Caohai, and also provide data support for formulating strategies addressing global warming for the lake region on the Karst Plateau.

Key words: climate change, Mann-Kendall nonparametric test, abrupt change, wavelet analysis, Caohai in Guizhou

中图分类号:

P423
P426

毛天旭, 赵庆霞. 典型喀斯特高原湖泊气候变化特征分析——以贵州草海为例[J]. 中国农学通报, 2020, 36(35): 92-98.

Mao Tianxu, Zhao Qingxia. Characteristics of Climate Change in Typical Karst Plateau Lake: A Case Study of Caohai in Guizhou[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(35): 92-98.

图/表 6

参考文献 32

[1]	IPCC. Climatechange 2013:The physical science basic[M]. Cambridge:CambridgeUniversityPress, 2013.
[2]	陈隆勋, 周秀骥, 李维亮, 等. 中国近80年来气候变化特征及其形成机制[J]. 气象学报, 2004,62(5):634-646.
[3]	方修琦, 张学珍, 戴玉娟, 等. 1951—2005年中国大陆冬季温度变化过程的区域差异[J]. 地理科学, 2010,30(4):571-576.
[4]	李栋梁, 魏丽, 蔡英, 等. 中国西北现代气候变化事实与未来趋势展望[J]. 冰川冻土, 2003,25(2):135-142.
[5]	段安民, 肖志祥, 吴国雄. 1979—2014年全球变暖背景下青藏高原气候变化特征[J]. 气候变化研究进展, 2016,12(5):374-381.
[6]	贺伟, 布仁仓, 熊在平, 等. 1961—2005年东北地区气温和降水变化趋势[J]. 生态学报, 2013,33(2):519-531.
[7]	贾文雄, 何元庆, 李宗省, 等. 近50年来河西走廊平原区气候变化的区域特征及突变分析[J]. 地理科学, 2008,28(4):525-531.
[8]	李静, 何清, 姚俊强, 等. 内蒙古西部地区气候变化特征及影响因子分析[J]. 干旱区资源与环境, 2014,28(5):186-191.
[9]	Mao T, Wang G, Zhang T. Impacts of climatic change on hydrological regime in the Three-River Headwaters Region, China, 1960—2009[J]. Water resources management, 2016,30(1):115-131.
[10]	郑景云, 方修琦, 吴绍洪. 中国自然地理学中的气候变化研究前沿进展[J]. 地理科学进展, 2018,37(1):16-27.
[11]	袁淑杰, 谷晓平, 缪启龙, 等. 贵州高原复杂地形下月平均日最低气温分布式模拟研究[J]. 高原气象, 2010,29(2):384-391.
[12]	王钧, 蒙吉军. 西南喀斯特地区近45年来气候变化特征及趋势[J]. 北京大学学报:自然科学版, 2007,43(2):223-229.
[13]	朱大运, 熊康宁, 董晓超. 贵州1960—2016年气温时空变化特征[J]. 水土保持研究, 2018,25(4):168-173,180.
[14]	张勇荣, 周忠发, 闫利会. 典型喀斯特生态脆弱区近25年来气候变化特征分析——以贵州中部为例[J]. 安徽师范大学学报:自然科学版, 2015,38(5):474-478.
[15]	马士彬, 张勇荣, 安裕伦. 典型喀斯特高原区气候变化特征分析——以贵州省西部为例[J]. 广东农业科学, 2013,40(16):164-166.
[16]	陈海, 朱大运, 陈浒, 等. 贵州省境内长江流域不同水系气候变化特征对比研究[J]. 水土保持通报, 2018,38(2):189-197.
[17]	姚玉璧, 张强, 王劲松, 等. 气候变暖背景下中国西南干旱时空分异特征[J]. 资源科学, 2015,37(9):1774-1784.
[18]	贺晋云, 张明军, 王鹏, 等. 近50年西南地区极端干旱气候变化特征[J]. 地理学报, 2011,66(9):1179-1190.
[19]	袁文德, 郑江坤. 1962—2012年西南地区极端温度事件时空变化特征[J]. 长江流域资源与环境, 2015,24(7):1246-1254.
[20]	常学礼, 赵学勇, 王玮, 等. 科尔沁沙地湖泊消涨对气候变化的响应[J]. 生态学报, 2013,33(21):7002-7012.
[21]	张娜, 乌力吉, 刘松涛, 等. 呼伦湖地区气候变化特征及其对湖泊面积的影响[J]. 干旱区资源与环境, 2015,29(7):192-197.
[22]	姜永见, 李世杰, 沈德福, 等. 青藏高原近40年来气候变化特征及湖泊环境响应[J]. 地理科学, 2012,32(12):1503-1512.
[23]	闫立娟, 郑绵平, 魏乐军. 40年来青藏高原湖泊变迁及其对气候变化的响应[J]. 地学前缘, 2016,23(4):310-323.
[24]	肖茜, 杨昆, 洪亮. 近30a云贵高原湖泊表面水体面积变化遥感监测与时空分析[J]. 湖泊科学, 2018,30(4):1083-1096.
[25]	马荣华, 杨桂山, 段洪涛, 等. 中国湖泊的数量、面积与空间分布[J]. 中国科学:地球科学, 2011,41(3):394-401.
[26]	徐婷, 徐跃, 江波, 等. 贵州草海湿地生态系统服务价值评估[J]. 生态学报, 2015,35(13):4295-4303.
[27]	张珍明, 林绍霞, 张清海, 等. 不同土地利用方式下草海高原湿地土壤碳、氮、磷分布特征[J]. 水土保持学报, 2013,27(6):199-204.
[28]	任婧宇, 彭守璋, 曹扬, 等. 1901—2014年黄土高原区域气候变化时空分布特征[J]. 自然资源学报, 2018,33(4):621-633.
[29]	魏凤英. 现代气候统计诊断与预测技术[M]. 北京: 气象出版社, 2007.
[30]	刘宇峰, 原志华, 吴林, 等. 基于湿润指数的近55年安康地表干湿变化趋势及周期研究[J]. 自然灾害学报, 2016,25(3):11-21.
[31]	丁一汇, 任国玉, 石广玉, 等. 气候变化国家评估报告(I):中国气候变化的历史和未来趋势[J]. 气候变化研究进展, 2006,2(1):3-8.
[32]	尹文有. 全球变暖背景下西南地区气候变化特征分析[D]. 兰州:兰州大学, 2010.

	年代	全年	春季	夏季	秋季	冬季
气温/℃	1950—1959	-0.13	-0.06	-0.19	-0.28	0.04
	1960—1969	-0.20	0.19	-0.34	-0.15	-0.54
	1970—1979	-0.42	-0.36	-0.32	-0.77	-0.34
	1980—1989	-0.35	-0.65	-0.17	-0.17	-0.26
	1990—1999	-0.04	-0.19	0.04	-0.13	0.07
	2000—2009	0.49	0.30	0.39	0.66	0.90
	2010—2016	0.65	0.81	0.63	0.83	0.14
降水/mm	1950—1959	64.68	5.79	70.15	-12.60	4.07
	1960—1969	29.71	14.02	-6.00	20.58	-1.15
	1970—1979	41.76	0.26	-22.55	61.23	3.09
	1980—1989	-16.29	-3.26	9.91	-20.86	-2.48
	1990—1999	-46.54	-17.34	-21.21	-10.56	4.68
	2000—2009	-96.02	-3.06	-65.14	-26.49	-4.24
	2010—2016	22.69	3.58	34.85	-11.33	-3.95

	年代	全年	春季	夏季	秋季	冬季
气温/℃	1950—1959	-0.13	-0.06	-0.19	-0.28	0.04
	1960—1969	-0.20	0.19	-0.34	-0.15	-0.54
	1970—1979	-0.42	-0.36	-0.32	-0.77	-0.34
	1980—1989	-0.35	-0.65	-0.17	-0.17	-0.26
	1990—1999	-0.04	-0.19	0.04	-0.13	0.07
	2000—2009	0.49	0.30	0.39	0.66	0.90
	2010—2016	0.65	0.81	0.63	0.83	0.14
降水/mm	1950—1959	64.68	5.79	70.15	-12.60	4.07
	1960—1969	29.71	14.02	-6.00	20.58	-1.15
	1970—1979	41.76	0.26	-22.55	61.23	3.09
	1980—1989	-16.29	-3.26	9.91	-20.86	-2.48
	1990—1999	-46.54	-17.34	-21.21	-10.56	4.68
	2000—2009	-96.02	-3.06	-65.14	-26.49	-4.24
	2010—2016	22.69	3.58	34.85	-11.33	-3.95

典型喀斯特高原湖泊气候变化特征分析——以贵州草海为例

Characteristics of Climate Change in Typical Karst Plateau Lake: A Case Study of Caohai in Guizhou

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 32

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	韩敏, 杨鹏武, 何雨芩, 胡雪琼, 朱勇. 阴雨寡照灾害对云南烤烟的种植风险预测[J]. 中国农学通报, 2022, 38(4): 69-75.
[2]	车可, 张谋草, 张俊林, 张红妮. 基于分期播种的庆阳市春玉米气候资源及其影响分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(24): 80-85.
[3]	张勇, 屈振江, 刘跃峰, 刘璐, 李艳莉, 潘宇鹰. 气候变化对不同产区苹果安全越冬的可能影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(21): 88-96.
[4]	王彦平, 金磊, 高健, 王志春. 气候变化对大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(20): 29-37.
[5]	白宇轩, 杜军, 王挺, 索朗旺堆. 2001—2020年藏东南苹果物候期变化特征分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(20): 89-96.
[6]	郭燕云, 王雪姣, 王森, 火勋国, 胡启瑞, 吉春容. 新疆棉花物候期对气候变化的响应及敏感性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(18): 113-121.
[7]	汪和廷, 张从合, 方玉, 褚进华, 严志, 周桂香, 王林, 杨韦, 申广勒, 王慧. 中国气候变化对农作物育种策略影响探究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(11): 64-74.
[8]	李蒙, 黄玮, 周建琴, 马思源, 杨鹏武. 云南不同气候带农业气候资源变化特征研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(34): 103-111.
[9]	解建强, 宁松瑞, 杜佩德, 魏天兴. 朔州市干旱特征及其对农作物产量的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(26): 117-123.
[10]	韩有香, 刘彩红, 李国山. 青海牧草对气候变化的响应[J]. 中国农学通报, 2021, 37(13): 77-83.
[11]	陈源源. 气候变化对中国粮食生产的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(12): 51-57.
[12]	刘华, 张珍平, 刘玉虹, 陈艳英. 未来烤烟种植对气候变化的响应与适应模拟[J]. 中国农学通报, 2020, 36(9): 69-74.
[13]	阮俊梅, 宋振伟, 王全辉, 王利. 中国农田减缓气候变化的潜力与技术途径[J]. 中国农学通报, 2020, 36(5): 98-102.
[14]	尹文书, 陈海燕, 李梅, 宋致书, 杨再学. 黔中地区气候变化对鼠类灾变规律的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(36): 100-105.
[15]	杨阳, 马绎皓, 赵鸿, 齐月, 王润元, 张凯, 王鹤龄. 气候变化对西北地区不同气候类型区春小麦生长的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(35): 78-87.