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近年来,随着全球变暖的日益显著,以气候变暖为代表的全球性环境问题已经越来越受到广泛关注。全球气候变化将会对降水的时空特征产生重要影响,从而影响流域的径流和侵蚀。黄河流域(特别是位于中游的黄土高原区)是世界上土壤侵蚀最为强烈的地区之一,全球气候变化导致土壤侵蚀的任何变化,均对黄河流域水土保持及其中、长期战略的制定具有重要的指导意义。
本研究选取了黄河流域上游区(河源-兰州),中游区(兰州-花园口)和下游区(花园口-利津)及沿上、中、下游分布的12条典型支流,根据降水、径流和泥沙1961-1990年的实测资料,分别建立了各干流区及典型支流降水-径流、径流-泥沙的统计关系。对英国的HadlyCM3模型和加拿大的CGCM1模型输出的未来不同时期的降水资料进行Delta降尺度处理,获得各干流区及典型支流未来不同时期的降水量,基于已建立的统计关系,系统分析了黄河流域在不同气候情景(A2、B2)未来不同时期(2010~2039、2040~2069、2070~2099)土壤侵蚀的潜在变化。
结果表明:HadleyCM3模型预测的侵蚀模数在A2情景下,未来3个时间段内黄河流域的平均变率分别为4.8%、34.9%和74%,在B2情景下分别为15.6%、34.6%和59.2%,可见未来100年内侵蚀模数随着时间而增加的,且在A2情景下的侵蚀模数增加的幅度大于B2情景。而CGCM1模型所预测的在A2和B2情景下得侵蚀模数都有所减少,其中在A2情景下未来3个时期黄河流域侵蚀模数的变率分别为-11.4%、-14.8%和-10.4%,在B2情景下分别为-10.1%、-15.2%和-13.2%,即在A2情景下侵蚀模数减小的幅度略大于B2情景。配对T-检验的结果表明,不同GCM模型以及不同气候情景所预测的侵蚀存在着显著差异。英国HadlyCM3模型预测得到的干、支流侵蚀模数大都呈现增加趋势,其中中游区的增加幅度最大。而加拿大CGCM1模型预测得到的侵蚀模数大体呈减小的趋势,且中游的减少幅度最大。因此,黄河流域中游地区土壤侵蚀对全球气候变化的响应最为剧烈,A2情景下的侵蚀对气候变化的响应略强于B2情景。因此,应加强黄河流域建设,重视气候变化对黄河流域的影响,特别是黄河中游地区的防洪减淤、水资源的充分合理调配等措施应有所加强。