东北地区极端大风时空分布特征及其对风蚀量的影响

doi:10.13287/j.1001-9332.202401.024

应用生态学报 ›› 2024, Vol. 35 ›› Issue (1): 87-94.doi: 10.13287/j.1001-9332.202401.024

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东北地区极端大风时空分布特征及其对风蚀量的影响

李方昊, 范昊明, 石昊^*, 许秀泉

沈阳农业大学水利学院, 沈阳 110866

收稿日期:2023-08-08 接受日期:2023-11-29 出版日期:2024-01-18 发布日期:2024-03-21
通讯作者: * E-mail: shihao@syau.edu.cn
作者简介:李方昊, 男, 1999年生, 硕士研究生。主要从事土壤侵蚀区域分布规律研究。E-mail: 2021220048@stu.syau.edu.cn责任编委王安志
基金资助:
国家重点研发计划项目(2021YFD1500701)

Spatial and temporal distribution characteristics of extreme wind and its effect on wind erosion in Northeast China

LI Fanghao, FAN Haoming, SHI Hao^*, XU Xiuquan

College of Water Conservancy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China

Received:2023-08-08 Accepted:2023-11-29 Online:2024-01-18 Published:2024-03-21

摘要/Abstract

摘要： 气候变化背景下东北地区极端大风事件频发,由极端风蚀事件造成的水土流失逐渐引起了相关学者的广泛关注。本研究使用线性分析、Sen+Mann-Kendal趋势分析、Kriging插值法对2005—2020年东北地区极端大风时空特征进行分析,并使用RWEQ风蚀估算模型计算典型风蚀站点的全年土壤风蚀量和极端大风条件下的风蚀量。结果表明: 2005—2020年间,东北地区极端大风频次呈显著上升趋势,上升幅度为2.9次·a^-1。东北地区极端大风频次的年均值在1～49次·a^-1,频次高值区分布在锡林郭勒西北部、呼伦贝尔高原西部及长白山东北部等地。4个典型风蚀点(锡林浩特、新巴尔虎右旗、嫩江、通榆)极端大风对土壤风蚀量的平均贡献率为31%。

关键词: 极端大风, 贡献率, 时空分布, 东北地区

Abstract: Under the background of climate change, extreme wind events occur frequently in Northeast China, and the soil erosion caused by these extreme wind events has attracted progressively more attention from scholars. We used the methods of linear analysis, Sen+Mann-Kendal trend analysis, and Kriging interpolation to analyze the spatial and temporal characteristics of extreme wind in Northeast China from 2005 to 2020, and used the RWEQ wind erosion estimation model to calculate the annual soil wind erosion of typical wind erosion sites and wind erosion under extreme wind conditions. The results showed that the extreme wind frequency in Northeast China presented a significant upward trend from 2005 to 2020, with an increase of 2.9 times·a^-1. The annual average extreme wind frequency in Northeast China ranged from 1 to 49 times·a^-1, and the high frequency areas were distributed in the northwest of Xilin Gol, the west of the Hulunbuir Plateau, and the northeast of Changbai Mountain. The average contribution rate of extreme wind to soil wind erosion in four typical sites (Xilinhot, New Barhu Right Banner, Nenjiang, and Tongyu) was 31%.

Key words: extreme wind, contribution rate, spatial and temporal distribution, Northeast China

李方昊, 范昊明, 石昊, 许秀泉. 东北地区极端大风时空分布特征及其对风蚀量的影响[J]. 应用生态学报, 2024, 35(1): 87-94.

LI Fanghao, FAN Haoming, SHI Hao, XU Xiuquan. Spatial and temporal distribution characteristics of extreme wind and its effect on wind erosion in Northeast China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2024, 35(1): 87-94.

参考文献

[1] Arias P, Bellouin N, Coppola E, et al. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group Ⅰ to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change: Technical Summary. Cambridge: Cambridge University Press, 2021
[2] Pandey RS, Liou Y. Typhoon strength rising in the past four decades. Weather and Climate Extremes, 2022, 36: 100446
[3] 吴淑梅. 1964年—2018年兴安盟大风日数变化特征. 内蒙古科技与经济, 2020(6): 52-53
[4] Wei X, Li KW, Zhao YM, et al. Spatiotemporal characteristics of high winds in Jilin Province during 1982-2021. International Journal of Climatology, 2023, 43: 4013-4032
[5] 邢丽珠, 张方敏, 黄进, 等. 1961—2018年内蒙古6级及以上大风日数时空变化特征. 干旱区地理, 2021, 44(5): 1290-1298
[6] 姜莹莹, 鄂崇毅, 侯光良, 等. 青藏高原东北部地面风时空分布特征研究. 青海师范大学学报:自然科学版, 2015, 31(1): 62-70
[7] Cusack S. A 101 year record of windstorms in the Netherlands. Climatic Change, 2013, 116: 693-704
[8] 朱朝云, 丁国栋, 杨明远, 等. 风沙物理学. 北京: 中国林业出版社, 1992
[9] 邢丽珠, 张方敏, 邢开成, 等. 基于RWEQ模型的内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化特征及归因分析. 中国沙漠, 2021, 41(5): 111-119
[10] 何文清, 赵彩霞, 高旺盛, 等. 不同土地利用方式下土壤风蚀主要影响因子研究: 以内蒙古武川县为例. 应用生态学报, 2005, 16(11): 88-92
[11] 董治宝, 钱广强. 关于土壤水分对风蚀起动风速影响研究的现状与问题. 土壤学报, 2007, 44(5): 934-942
[12] 邹学勇, 张春来, 程宏, 等. 土壤风蚀模型中的影响因子分类与表达. 地球科学进展, 2014, 29(8): 875-889
[13] 李玲萍, 李岩瑛, 孙占峰, 等. 河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制. 干旱区研究, 2019, 36(6): 1457-1465
[14] Jones BA. Dust storms and human well-being. Resource and Energy Economics, 2023, 72: 101362
[15] 郭茵, 雷加强, 范敬龙, 等. 近20a蒙古国土壤风蚀变化特征及主要影响因素分析. 干旱区研究, 2022, 39(4): 1200-1211
[16] Woodruff NP, Siddoway FH. A wind erosion equation. Proceedings of the Soil Science Society of America, 1965, 29: 602-608
[17] Fryrcar DW, Chen WN, Lester C, et al. Revised Wind Erosion Equation. Annals of Arid Zone, 2001, 40: 265-279
[18] Hagen LJ. Evaluation of the Wind Erosion Prediction System (WEPS) erosion submodel on cropland fields. Environmental Modelling & Software, 2004, 19: 171-176
[19] Fryrear DW, Bilbro JD, Saleh A, et al. RWEQ: Improved wind erosion technology. Journal of Soil & Water Conservation, 2000, 55: 183-189
[20] 廖超英, 李靖, 郑粉莉, 等. 国外土壤风蚀预报的研究历史与动向. 水土保持研究, 2004, 11(4): 50-53
[21] Wang YY, Xiao Y, Xu J, et al. Evaluation of Inner Mongolia wind erosion prevention service based on land use and the RWEQ model. Journal of Resources and Ecology, 2022, 13: 763-774
[22] 王蕾, 赵霞, 张琛悦, 等. 基于RWEQ模型的茫崖市防风固沙功能评估及敏感地类识别. 水土保持研究, 2023, 30(1): 144-153
[23] 杨雪琴, 丁锐, 谢骏锴, 等. 基于RWEQ模型的石渠县土壤风蚀评价及影响因素分析. 湖北农业科学, 2019, 58(15): 26-29
[24] 巩国丽, 刘鑫, 要玲, 等. RWEQ模型中风因子的改进及应用. 中国水土保持科学, 2021, 19(4): 143-148
[25] 杨维军, 王斌. 二参数Weibull分布函数对近地层风速的拟合及应用. 应用气象学报, 1999, 10(1): 119-123
[26] 朱韶峰. 韦伯(Weibull)分布参数估算风能的讨论. 浙江气象科技, 1985, 6(3): 41-43
[27] 郭中领. RWEQ模型参数修订及其在中国北方应用研究. 博士论文. 北京: 北京师范大学, 2023
[28] 水利部. 中国水土流失防治与生态安全: 东北黑土区卷. 北京: 科学出版社, 2010: 74-76
[29] 范昊明, 王铁良, 蔡强国, 等. 东北地区土壤侵蚀分异特征与分区治理模式研究. 水土保持研究, 2008, 15(2): 69-72
[30] 刘宝元, 张甘霖, 谢云, 等. 东北黑土区和东北典型黑土区的范围与划界. 科学通报, 2021, 66(1): 96-106
[31] 石淞, 李文, 丁一书, 等. 东北地区植被时空演变及影响因素分析. 中国环境科学, 2023, 43(1): 276-289
[32] 中央气象局. 地面气象观测规范. 北京: 气象出版社, 2003
[33] 张哲铭, 戴长雷, 王闯, 等. 1979—2017年东北地区气温与降水量的变化特征分析. 甘肃水利水电技术, 2022, 58(5): 1-6
[34] 庄立伟, 王石立. 东北地区逐日气象要素的空间插值方法应用研究. 应用气象学报, 2003, 14(5): 605-615
[35] 殷海军. RWEQ模型的改进及其在风沙区的应用研究. 硕士论文. 北京: 中国农业大学, 2007
[36] 申陆, 田美荣, 高吉喜. 等. 基于RWEQ模型的浑善达克沙漠化防治生态功能区土壤风蚀与主要影响因子分析. 水土保持研究, 2016, 23(6): 90-97
[37] 巩国丽, 刘纪远, 邵全琴, 等. 基于RWEQ的20世纪90年代以来内蒙古锡林郭勒盟土壤风蚀研究. 地理科学进展, 2014, 33(6): 825-834
[38] 杨雪艳. 中国东北地区风的气候变化特征及大风的成因研究. 硕士论文. 兰州: 兰州大学, 2008
[39] 高婧. 新疆大风时空变化特征及环流背景研究. 硕士论文. 兰州: 兰州大学, 2010
[40] Yang YY, Qu ZQ, Shi PJ, et al. Wind regime and sand transport in the corridor between the Badain Jaran and Tengger deserts, central Alxa Plateau, China. Aeolian Research, 2014, 12: 143-156
[41] Zhang ZC, Dong ZB, Li CX, et al. Wind regime and sand transport in China's Badain Jaran Desert. Aeolian Research, 2015, 17: 1-13
[42] Zu RP, Xue X, Qiang MR, et al. Characteristics of near-surface wind regimes in the Taklimakan Desert, China. Geomorphology, 2008, 96: 39-47

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Spatial and temporal distribution characteristics of extreme wind and its effect on wind erosion in Northeast China

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[1]	郭培龙, 王文龙, 李建明, 康宏亮, 娄义宝, 韦思瀚. 关中塿土工程堆积体坡面径流和产沙对坡长及砾石含量的响应 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 749-758.
[2]	王世豪, 徐新良, 黄麟, 赵广. 1980s—2010s东北农田土壤养分时空变化特征 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(4): 865-875.
[3]	袁兴伟, 姜亚洲, 高小迪, 杨林林, 刘尊雷, 程家骅. 黄海南部及东海黄鮟鱇时空分布 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(2): 519-526.
[4]	李俊, 盛菲, 刘士余, 张婷, 余敏琪. 赣南九曲水流域基流变化特征及其对降水的响应 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(8): 2251-2259.
[5]	江熳, 卜崇峰, 郭琦, 鞠孟辰, 庞景文, 莫秋霞, 王鹤鸣. 不同降水条件下生物结皮覆盖对沙地土壤有机碳的影响 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(7): 1764-1772.
[6]	朱光磊, 佟守正, 赵春子. 嫩江流域参考作物蒸散量时空变化及其气候归因 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(1): 201-209.
[7]	田茂辉, 沈李东, 刘心, 杨王挺, 金靖昊, 杨钰铃, 刘佳琦. 稻田土壤亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化菌群落结构的时空特征 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(1): 239-247.
[8]	雷享勇, 高路, 马苗苗, 党皓飞, 高建芸. 鄱阳湖流域极端降水时空分布和非平稳性特征 [J]. 应用生态学报, 2021, 32(9): 3277-3287.
[9]	刘冉, 余新晓, 蔡强国, 孙莉英, 方海燕, 贾国栋, 和继军. 黄土丘陵沟壑区黄土坡面侵蚀过程及其影响因素 [J]. 应用生态学报, 2021, 32(8): 2886-2894.
[10]	李轩, 过志峰, 吴门新, 何延波. 华北地区土壤水分的时空变化特征 [J]. 应用生态学报, 2021, 32(12): 4203-4211.
[11]	柳利利,韩磊,韩永贵,高阳,彭苓. 1989—2019年西北地区干燥度指数时空变化及其对气候因子的响应 [J]. 应用生态学报, 2021, 32(11): 4050-4058.
[12]	陈腊, 米国华, 李可可, 邵慧, 胡栋, 杨俊鹏, 隋新华, 陈文新. 多功能植物根际促生菌对东北黑土区玉米的促生效果 [J]. 应用生态学报, 2020, 31(8): 2759-2766.
[13]	杨建莹, 霍治国, 王培娟, 邬定荣. 江西早稻高温热害等级动态判识及时空变化特征 [J]. 应用生态学报, 2020, 31(1): 199-207.
[14]	郑鹏飞, 余新晓, 贾国栋, 刘自强, 张永娥, 朱栩辉. 北京山区侧柏人工林水分利用效率及其影响因素 [J]. 应用生态学报, 2019, 30(3): 727-734.
[15]	杨文莹, 孙露莹, 宋凤斌, 杨小琴, 张梦杰, 李书鑫, 朱先灿. 陆地农业生态系统丛枝菌根真菌物种多样性研究进展 [J]. 应用生态学报, 2019, 30(11): 3971-3979.