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生态相关水文指标的优选及其演变归因分析
引用本文:周乐,王瑞,江善虎,王孟浩,刘亚婷,任立良. 生态相关水文指标的优选及其演变归因分析[J]. 生态学报, 2022, 42(17): 7068-7079
作者姓名:周乐  王瑞  江善虎  王孟浩  刘亚婷  任立良
作者单位:河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学水文水资源学院, 南京 210098;香港科技大学土木与环境工程学院, 香港 999077
基金项目:“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFA0601504);国家自然科学基金项目(51979069);中央高校基本科研业务费项目(B200204029)
摘    要:河流生态系统健康是流域可持续发展的基础,水文情势自然变化是维持河流生态健康的关键因素,因此需进行变化环境下水文情势演变归因研究。以老哈河流域为例,基于1964-2016年水文气象资料,利用趋势及突变检验方法,确定径流序列突变点,划分研究期,并结合可变下渗容量模型重建天然径流;通过主成分分析法确定生态最相关水文指标(ERHIs),并利用变化范围法评估水文指标的改变程度;基于"观测-模拟"对比分析法,定量评估气候变化和人类活动对河道径流和ERHIs的影响。结果表明:流域年径流序列呈现显著减少趋势,突变点为1979年和1999年,将研究期划分为基准期、变化期Ⅰ和变化期Ⅱ;筛选出7个ERHIs,分别为2月流量、6月流量、最大7日流量、年最小流量出现时间、低流量年内发生次数、高流量年内平均历时、上升率; 7个ERHIs中,大部分表现为下降趋势,综合改变度在变化期Ⅰ和变化期Ⅱ分别为0.45和0.74;定量归因结果表明,人类活动是影响ERHIs变化的主要因素,其在变化期Ⅱ对水文情势的影响较变化期Ⅰ更为剧烈。研究提供了生态相关水文指标优选及其演变归因的综合方法,揭示了不同时期流域ERHIs变化的主要驱动因子,为河流适应性管理提供科学依据。

关 键 词:气候变化  人类活动  水文改变指标  主成分分析  演变归因
收稿时间:2021-08-23
修稿时间:2022-03-15

Optimal selection of the most ecologically relevant hydrological indicators and their evolutionary attributions
ZHOU Le,WANG Rui,JIANG Shanhu,WANG Menghao,LIU Yating,REN Liliang. Optimal selection of the most ecologically relevant hydrological indicators and their evolutionary attributions[J]. Acta Ecologica Sinica, 2022, 42(17): 7068-7079
Authors:ZHOU Le  WANG Rui  JIANG Shanhu  WANG Menghao  LIU Yating  REN Liliang
Affiliation:State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;College of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing 210098, China;Department of Civil and Environmental Engineering, the Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong 999077, China
Abstract:
Keywords:climate change  human activity  indicators of hydrological alteration (IHA)  principal component analysis (PCA)  variation attribution
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