我國北方風(fēng)蝕區(qū)土壤風(fēng)蝕嚴(yán)重,戈壁沙漠廣布,沙塵源極為豐富。而風(fēng)作為土壤風(fēng)蝕的動(dòng)力因素對(duì)土壤風(fēng)蝕的發(fā)生和移動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。本研究利用北方風(fēng)蝕區(qū)186個(gè)地面氣象觀測站1970-2017年的觀測資料,采用氣候侵蝕力、空間插值、BFAST突變分析和小波分析等方法,分析該地區(qū)平均風(fēng)速的空間及多元時(shí)間尺度的變化特征和趨勢(shì)、周期性特征和突變情況;統(tǒng)計(jì)不同等級(jí)風(fēng)速日數(shù),分析每一等級(jí)風(fēng)速累計(jì)日數(shù)的時(shí)空特征,并分析不同等級(jí)風(fēng)速日數(shù)與平均風(fēng)速的時(shí)空相關(guān)性;利用風(fēng)蝕氣候因子指數(shù)計(jì)算該地區(qū)風(fēng)蝕氣候侵蝕力,分析風(fēng)蝕氣候侵蝕力的時(shí)空分布和變化特征,并采用時(shí)空相關(guān)性和敏感性分析等方法重點(diǎn)展開對(duì)我國北方風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)蝕氣候侵蝕力的驅(qū)動(dòng)力分析,主要得出如下結(jié)論:(1)1970—2017年間中國北方風(fēng)蝕區(qū)多年平均風(fēng)速為2.66 m/s,呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì),其下降速率為0.016 m/(s·a),不同年代不同季節(jié)風(fēng)速變化存在較大差異;整個(gè)北方風(fēng)蝕區(qū)年均風(fēng)速傾向率變化范圍在-0.084—0.104 m/(s·a)之間,風(fēng)速變化存在空間差異,北方風(fēng)蝕區(qū)內(nèi)的新疆西北部和東南部、青海、內(nèi)蒙古中部和東北部、黑龍江以及吉林為風(fēng)速降低較快的區(qū)域,甘肅東南部、寧夏、山西和陜西北部、遼寧、新疆的東北部和西部等地區(qū)是風(fēng)速降低不明顯的區(qū)域;風(fēng)速變化存在多時(shí)間尺度的周期結(jié)構(gòu)特性,28年時(shí)間尺度左右為風(fēng)速周期變化的主周期,平均變化周期為19年;BFAST算法處理北方風(fēng)蝕區(qū)逐月平均風(fēng)速結(jié)果顯示趨勢(shì)成分中出現(xiàn)兩個(gè)突變點(diǎn),時(shí)間節(jié)點(diǎn)分別為1988年6月和2011年3月。(2)我國北方風(fēng)蝕區(qū)Ⅰ等級(jí)(0-5 m/s)風(fēng)速日數(shù)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)Ⅱ等級(jí)(5-10m/s)和Ⅲ等級(jí)(10 m/s以上)風(fēng)速日數(shù)均呈現(xiàn)減少趨勢(shì)各個(gè)等級(jí)四季變化趨勢(shì)均與年變化趨勢(shì)一致,變化速度四季間有明顯差異;Ⅰ等級(jí)的風(fēng)速日數(shù)的空間分布與Ⅱ等級(jí)和Ⅲ等級(jí)具有較好的高低對(duì)應(yīng)性;在近48年來,隨著風(fēng)速等級(jí)的升高,年風(fēng)速日數(shù)減少,變化速度減緩,年際間的差異縮小,季節(jié)與地區(qū)間的差異減小;三個(gè)等級(jí)的風(fēng)速日數(shù)變化均存在多時(shí)間尺度的周期性特征,Ⅰ等級(jí)風(fēng)速日數(shù)變化的主周期為30年時(shí)間尺度,Ⅱ等級(jí)和Ⅲ等級(jí)日數(shù)變化的主周期均為29年時(shí)間尺度;BFAST算法檢測結(jié)果顯示三個(gè)等級(jí)風(fēng)速日數(shù)中均在趨勢(shì)組份中檢測到突變點(diǎn),發(fā)生突變后風(fēng)速日數(shù)的變化速度變緩。僅Ⅱ等級(jí)風(fēng)速日數(shù)在季節(jié)性組份中存在1個(gè)突變點(diǎn),突變后該等級(jí)風(fēng)速日數(shù)季節(jié)變化幅度縮小。(3)1970-2017年我國北方風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)蝕氣候侵蝕力呈顯著的下降趨勢(shì),下降速度為每年0.745。年內(nèi)變化趨勢(shì)顯示,從1月開始風(fēng)蝕氣候侵蝕力逐漸升高,在4月達(dá)到最高,隨后逐漸下降;整個(gè)北方風(fēng)蝕區(qū)年均風(fēng)蝕氣候侵蝕力變化范圍在2-698之間,氣候侵蝕力傾斜率在-11.78—32.05之間,雖然絕大部分年均氣候風(fēng)蝕力傾斜率小于零,但是風(fēng)蝕氣候侵蝕力降低的幅度存在著明顯的空間差異;風(fēng)蝕氣候侵蝕力變化存在10-14年、15-24年25-32和三個(gè)變化周期;29年時(shí)間尺度左右主周期,平均變化周期為19年;BFAST算法處理北方風(fēng)蝕區(qū)逐月風(fēng)蝕氣候侵蝕力結(jié)果顯示季節(jié)性組份中未出現(xiàn)突變點(diǎn),趨勢(shì)成分中在1993年8月有1個(gè)突變點(diǎn),突變發(fā)生的95%置信區(qū)間在1993年5月到1994年4月。(4)平均風(fēng)速與Ⅰ等級(jí)風(fēng)速日數(shù)都呈現(xiàn)較好的時(shí)空相關(guān)關(guān)系,Ⅰ等級(jí)風(fēng)速日數(shù)的時(shí)空變化基本可以反映平均風(fēng)速的變化。我國北方風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)蝕氣候侵蝕力與氣象要素的相關(guān)性分析顯示,風(fēng)速是影響風(fēng)蝕氣候侵蝕力變化的重要因素,平均風(fēng)速的降低直接導(dǎo)致了我國北方風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)蝕氣候侵蝕力在整體上呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。從風(fēng)速的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看,風(fēng)作為風(fēng)蝕氣候侵蝕力最重要的驅(qū)動(dòng)因子,風(fēng)速在10m/s以上的累計(jì)日數(shù)表現(xiàn)是最好的并且優(yōu)于平均風(fēng)速。
【學(xué)位單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S157.1
【部分圖文】：

第 2 章 研究區(qū)概況與研究方法2.1 研究區(qū)概況2.1.1 研究區(qū)地理位置我國北方風(fēng)蝕區(qū)地處 33°～53°N，74°～125°E 范圍內(nèi)，包括黑龍江、吉林、遼寧的西部，河北、北京、山西、陜西的北部，青海省西北部以及內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、新疆的絕大部分地區(qū)，幅員遼闊，總面積達(dá) 340 萬 km2。東西跨度非常大，橫跨一、二、三大階梯，地貌種類復(fù)雜多樣，山地、平原、高原、丘陵、盆地、沙漠等交錯(cuò)分布[61]。植被類型從東到西為溫帶草原漸變成溫帶沙漠，內(nèi)蒙古東北地區(qū)進(jìn)入大興安嶺地區(qū)植被為寒溫帶針葉林，北疆最北部為溫帶草原植被。研究區(qū)河流湖泊較少，典型的有黃河和塔里木河，河流多有斷流現(xiàn)象，并且鹽堿度較高。能源和礦產(chǎn)資源富足，內(nèi)蒙古和山西煤炭資源為典型的富煤省區(qū)，且開發(fā)利用率較高。

圖 3.4 年與季平均風(fēng)速變化趨勢(shì)（a，b，c，d，e 分別表示年、春、夏、秋、冬）3.3 平均風(fēng)速的突變性與周期性研究3.3.1 基于 bfast 算法的平均風(fēng)速變化突變性檢驗(yàn)圖 3.5 為我國北方風(fēng)蝕區(qū)月平均風(fēng)速時(shí)間數(shù)據(jù)( Yt)通過 BFAST 突變檢驗(yàn)算法處理所得到的結(jié)果，月平均風(fēng)速的時(shí)間序列被分解成為三部分，其中 St 為周期組份、Tt 為趨勢(shì)組份、et 為余下組份。趨勢(shì)組份揭示了我國北方風(fēng)蝕區(qū)月均風(fēng)速的長期時(shí)間變化，并分析了風(fēng)速突變的狀況。在趨勢(shì)組份中表現(xiàn)出的突變情況中可以看出，BFAST 在 1988 年 6 月和 2011 年 3 月檢測到兩個(gè)突變點(diǎn)。在 1988 年 6 月，北方風(fēng)蝕區(qū)平均風(fēng)速降低速度突然減緩; 在 2011 年 3 月，北方風(fēng)蝕區(qū)平均風(fēng)速突然升高。第一次突變和第二次突變發(fā)生的 95%置信區(qū)間分別在 1988 年 2 月到 1988 年 8 月和 2008 年 7 月到 2011 年 4 月。在第一次突變發(fā)生前的 1970－1988 年間，北方風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)速以

我國北方風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)速時(shí)空特征及其對(duì)風(fēng)蝕氣候侵蝕力的影響現(xiàn)北低南高的空間變化趨勢(shì)，其中低值區(qū)位于錫林郭勒盟西部地區(qū)、烏蘭察布和包頭市北部，累計(jì)日數(shù)在 290 d 及以下，高值區(qū)位于新疆天山以南，累計(jì)日數(shù)在350 d 以上。整個(gè)區(qū)域Ⅱ等級(jí)累計(jì)日數(shù)（圖 4.3b）范圍為（0.4-176.9） d，與Ⅰ等級(jí)空間分布相反，呈現(xiàn)出東高西低、北高南低的空間變化趨勢(shì)，高值區(qū)除錫林郭勒盟之外，還有新疆東北和內(nèi)蒙古西北地區(qū)，累計(jì)日數(shù)在 65 d 及以上，天山以南和內(nèi)蒙古以南Ⅱ等級(jí)累計(jì)日數(shù)較少，低于 20 d。Ⅲ等級(jí)日數(shù)（圖 4.3c）空間分布圖顯示，該等級(jí)風(fēng)速日數(shù)的空間分布與Ⅱ等級(jí)較為一致，整個(gè)區(qū)域的累計(jì)日數(shù)范圍在（0-64.5）d 之間，新疆的東北部和內(nèi)蒙古的西北部為高值區(qū)，累計(jì)日數(shù)在 9 d以上，天山以南和內(nèi)蒙古南部及其以南為低值區(qū)，該等級(jí)風(fēng)速累計(jì)日數(shù)低于 1 d。
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4 N.W.Hudson ,魏相;發(fā)展中國家土壤保護(hù)的研究[J];水土保持科技情報(bào);1985年02期

5 楊興華;何清;李紅軍;霍文;丁國鋒;;塔里木盆地風(fēng)蝕氣候侵蝕力的計(jì)算與分析[J];中國沙漠;2012年04期

6 嚴(yán)冬;范建容;郭芬芬;郭祥;宮奎方;;西藏地區(qū)降水侵蝕力時(shí)空分布研究[J];水土保持通報(bào);2010年04期

7 宋根鑫;翟石艷;閆衛(wèi)陽;;層次分析法在黃土高原土地利用抗侵蝕力定量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J];水土保持研究;2009年05期

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9 張仁忠,冉啟良;長江上游中小流域產(chǎn)沙模型及侵蝕力分布[J];水利學(xué)報(bào);1992年01期

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