水文和气候的区别_气候与水文的关系

1.水位变化与气候的关系 如题

2.水文 生物 土壤 地貌 气候 间关系如何相互影响

3.区域气候与水文环境演化

4.为什么自然地理环境具有整体性和差异性

5.中国地形和气候对河流的走向,水量结冰期等特征的影响

我国水现状及面临形势的分析报告

壹） 我国水现状

我国是一个水短缺的国家，水时空分布不均。近年来我国连续遭受严重干旱，旱灾发生的频率和影响范围扩大，持续时间和遭受的损失增加。目前全国 600多个城市中，400多个缺水，其中100多个严重缺水，而北京、天津等大城市目前的供水已经到了最严峻时刻。与此同时，由于人口的增长，到2030 年我国人均水占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米，需水量接近水可开发利用量，缺水问题将更加突出，因此，节约水，强化水稀缺意识已刻不容缓，大家得从我做起，从自身做起，节约每一滴水。 此外，我国水开发中还存在着其他问题： (1) 洪水灾害对国民经济发展和社会安定存在潜在威胁 (2) 水分利用效率不高 (3) 水普遍受到污染 2003年，淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池，其主要水污染物排放总量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水质污染严重，海河、辽河生态用水严重缺乏，其中内蒙古的西辽河已连续五年断流。太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质，总氮和总磷等有机物污染严重。以黄河为例，工业污染是黄河水污染的主要原因，占废污水排放总量的73％，每年由于水污染造成的经济损失约115亿元至156亿元。同时，令人担忧的是，沿黄地区许多农田被迫用污水灌溉，给区域内居民健康带来危害。据初步测算，区域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。黄河水污染同时还带来水价值损失、城镇供水损失，并增加了处理污水的市政额外投资，每年总损失近60亿元。地球上的水虽然看上去很多，然而在当今经济技术条件下，可供人类开发利用的水并不多。据专家估计，地球上的13.86亿立方公里水总量中，其中 96.7％的水集中在海洋里，目前还无法利用。而大陆上所有淡水总储量只占地球上的水量的3.3%，这3.3%里的85％集中在南极和格陵兰地区的冰盖和高山渺无人烟的冰川中，在现阶段内也难以利用。地球上实际上能为人类开发利用的水主要是河流径流和地下淡水。地下水占地球淡水总量的22.6%，为8600万亿吨，但一半的地下水处于800米以下的深度，难以开，而且过量开地下水会带来诸多问题。河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%，为 230万亿吨，是陆地上的植物、动物和人类获得淡水的主要来源，可是由于水体污染，这一部分可以利用的水又在急剧减少。大气中水蒸气量为地球淡水总量的0.03%，为13万亿吨，它以降雨的形式为陆地补充淡水。目前能够为人类开利用的河流径流和地下淡水一般只能达到40％。我国多年平均降水总量为6.2万亿m3,除通过土壤水直接利用于天然生态系统与人工生态系统外,可通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水总量为 2.8万亿m3，水总量居世界第六位,仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚。按19年人口统计,我国人均水总量为2200m3, 人均占有量仅有世界平均数的?，居世界第121位 ,被列为世界上12个贫水国之一。随着工农业生产的发展，从1980年到1999年，我国社会经济总用水量增加了约四分之一，从4437亿立方米增加到 5591亿立方米。其中农业用水占70%，工业用水占20%，生活用水占10.1%。

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贰）我国水面临形势

a）新世纪面临的重大水问题

当代人口、和环境的协调发展已成为国际社会共同关注的重大战略问题，中国是世界人口大国，但人均淡水却是贫国。我国水可利用量、以及人均和亩均的水数量极为有限，降雨时空分布严重不均，地区分布差异性极大，这是我国水短缺的基本特点。目前水短缺问题己成为国家经济社会可持续发展的严重制约因素。但我国水可利用量是有限的，从目前现状来看，就全国而言，人均占有淡水量只有2200 立方米，从地区来看，水总量的81%集中分布于长江及其以南地区，其中40%以上又集中于西南五省区，这是先天决定的水情。从人均占有量来看，人均占有淡水量南方最高和北方最低可以相差十倍，西部比东部可以高达五、六百倍。这是我国北方属于型缺水的根本原因，南方地区水虽然比较丰富，但由于水体污染，水质型缺水也相当严重。目前全国性的干旱缺水越来越严重，尤其北方地区发生水危机已不是危言耸听。

(一) 主要灾情

进入90年代，中国水旱灾害和水污染频繁发生，水多、水少、水脏与水环境恶化问题越来越严重。

(1)洪涝灾害：累计的直接经济损失超过了1.1万亿元，约相当于同期财政收入的1/5。直接经济损失超过1000亿元的年份有1994年(17亿元)、1995年(1653亿元)；直接经济损失超过2000亿元的年份有1996年(2208亿元)、1998年(2684亿元)。世界银行曾测算，中国每年洪涝灾害损失100多亿美元。

(2)干旱灾害：由于供水不足每年直接影响工业产值2300亿元，正常年份和较旱年份，粮食减产在100～250亿kg(正常年份，如1996年减产100亿kg，较旱年份，如1994年、1995年减产粮食250亿kg)，但遇到严重干旱年份粮食减产曾高达近500亿kg(如19年，北方一些地区干旱持续时间长达100多天，黄河下游发生了有史以来，断流天数、断流河长均创历史记录。这一年因旱粮食减产476亿kg，对粮食生产造成的损失是新个中国成立以来最严重的年份)。世界银行曾测算，中国每年干旱缺水造成的损失约为350亿美元。

(3)水环境：一是水土流失，区域性、局部性的治理成效较大，但面上的水土流失治理进程缓慢，边治理、边破坏的现象还很严重，特别是开发建设项目人为造成新的水土流失急剧增加。全国平均每年因开发建设活动等人为新增的水土流失面积达1万平方公里，每年堆积的废弃土石约30亿吨，其中20％流入江河，直接影响防洪保安。二是水体污染严重，由于工业废污水排放量的急剧增长，并未经处理直接排放到河道里，导致了以淮河、太湖污染为代表的水环境恶化。世界银行发表的中国环境报告测算，中国仅水和大气造成的污染，年损失为540亿美元，占中国年GDP的8%。这就表明，水环境质量在继续恶化，造成的经济损失也十分巨大。

以上这三大灾害合计年均经济损失达1000亿美元，占全国年GDP的15%左右。从这三大灾害损失来看，进入21世纪这三大灾害，水源的短缺和水环境恶化将上升为主要矛盾。

(二)主要矛盾

1. 水短缺形势严峻

五十年来，全国水开发利用率已达到21%。特别是近20年来，由于供水能力增长缓慢，18～1998年全国供水能力年增长率约为1%左右，而同期国民经济以8～12%的高速度增长，同期人口又增加了约2.5亿，更加剧了缺水矛盾。值得注意的是，由于人类活动的影响，降雨与径流关系，产流与汇流条件都在发生变化，有些江河的天然来水量己呈现衰减的趋势。黄河下游频频发生断流、海河成为季节性河流，以及内陆河部分河流干枯，2000年发生的旱灾，经济损失严重，充分暴露了我国城市供水系统和农村抗旱能力的脆弱性，是水供需矛盾的集中表现。

目前，全国每年缺水量近400亿m3，其中，农业每年缺水300多亿立方米，平均每年因旱受灾的耕地达4亿多亩，年均减产粮食200多亿公斤；城市、工业年缺水60亿立方米，直接影响工业产值2300多亿元；农村还有2400多万人饮水困难；在全国668座城市中，有400多座缺水，其中100多座严重缺水。天津市由于连续四年遭受华北干旱影响，为天津供水的潘家口水库水位已接近死库容，于桥水库已无水可供，直接威胁到天津市的生活和生产用水，尽管取一系列限制用水措施，但今冬明春用水水源仍难以保证。为此，院批准了水利部制定的“引黄济津”应急输水工程的实施方案。

进入21世纪，随着我国人口的增长、生活质量水平提高、城市化进程加快，人均水占有量将进一步减少，而用水量却进一步增加，水供需矛盾更加突出，缺水已成为影响我国粮食安全、经济发展、社会安定和生态环境改善的首要制约因素。维护生态环境安全的

2.水已成为维护生态环境安全的严重问题

全国现有土壤侵蚀面积367万平方公里，占国土面积的38%，其中水蚀面积179万平方公里，风蚀面积188万平方公里，其中黄河中上游和长江上游地区，以及海河上游地区水土流失最为严重。严重的水土流失使我国每年平均损失耕地100多万亩，流失土壤50多亿吨，导致生态环境恶化，河湖泥沙淤积，加剧了洪、旱和风沙灾害。我国自然生态脆弱，加之不合理的人类活动，进一步加剧了水土流失、土地退化和水体污染。

全国地下水由于长期超，又不能得到回补，目前年超量达80多亿立方米，已形成了56个区域性地下水位下降漏斗，导致部分地区地面沉降、海水入侵。部分干旱和半干旱地区由于不合理的水开发利用，导致下游河道断流、河湖萎缩，下游有些尾闾与湖泊消亡，生态环境严重恶化，胡杨林大面积枯死；草场退化，荒漠化加剧，沙尘暴发生频率增加；此外，有些灌区和绿洲，由于大水漫灌、排水不畅，导致严重的土壤次生盐渍化，土地质量下降，农业生产能力衰减。

1999年全国年排放废污水总量606亿吨(不包括火电直流冷却水)，其中工业废水占67%，生活污水占33%。根据1999年水质监测资料，对全国11.36万公里河长进行评价的结果，Ⅰ、‖类水河长只占30%，Ⅲ类水以上的河长占70%(其中Ⅰ类水河长占 5.5%，‖类水河长占24.5%，Ⅲ类水河长占32.4%，Ⅳ类水河长占12..6%，Ⅴ类水河长占7.8%，劣Ⅴ类水河长占17.2%)。

b）十大挑战

同志指出：“要善于从战略上看问题，要研究下世纪前五十年的发展战略和规划。取有力步骤，使我们的发展能够持续、有后劲。”水利发展面临着严峻的挑战，我们要抓住机遇迎接挑战，把水利建设作为保障经济社会持续发展的一项重大战略措施来抓。

(一)人口增长出现峰值，人均水量降到低谷。我们面临的是庞大的人口基数，如果2030年人口增长达到峰值总人口就达到16亿，人均占有水将下降到1750立方米。人口的增长不仅增加对水的需求，而且增加对和生态环境的压力，对水的有效利用会带来负面影响。因此，未来50年中国人口的增长是对水和水环境最大的挑战，也是对可持续发展最大的挑战。

(二)水的供需矛盾更加尖锐，开发利用更加艰难。中国水总量为2.8万亿立方米，专家们根据国际上评估的标准认为，中国水的可利用量大约为 10000-11000亿立方米，19年，我国年总用水量达到了5623亿立方米。按照21世纪中叶中国达到中等发达国家水平的战略目标，初步估计，我国未来水需求将达到7500-8000亿立方米，在现有基础上再增加1500-2200亿立方米的供水能力。鉴于区域发展的不平衡，可经济开发的水源不仅受到区域性的限制，而且可开发利用的水的难度也越来越大，因此，中国未来水的开发利用将更加艰难，供需矛盾将会更加尖锐。

(三)经济快速增长相应废污水排放量将急剧增长。未来50年，这种发展趋势对供水基础设施建设提出了挑战。基于目前废污水的处理和回收利用偏低的现状，如果未来50年工业用水成倍增加、城市化水平成倍上升、小城镇快速发展，废污水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加，势必加剧水环境的恶化。因此，中国将面临解决水短缺和废污水处理、水环境治理的巨大压力。

(四)全球气候变化的影响，北方地区水紧缺矛盾更加尖锐，南方地区洪涝灾害可能更加严重。目前全球气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、沙化、海平面升高、匮乏等将造成一系列的全球性的环境问题，已引起全世界的关注。全球气候变暖对中国降水、水和地区性的分配，以及可利用量势必会带来影响，尤其是北方地区将会带来不利的影响。因此，可以预见未来50年内，水旱灾害防治任务更加繁重，尤其北方地区水短缺的矛盾将会更加尖锐。

(五)北方地区缺水形势严峻，黄河及其以北地区河道断流情况加剧。中国北方地区水短缺是随着人口、经济社会发展而逐步加剧的。黄河断流、天津城市用水告急就是北方地区水供需矛盾的集中表现。黄河断流的原因虽然有许多因素，但主要因素是经济发展导致用水量急剧增加，管理不善和用水浪费造成的，还包括区外引水等因素。专家们分析认为，在未来10-30年内，黄河每年将缺水40-150亿m3，如果未来50年，黄河流域干旱频率增高，黄河中下游泥沙淤积量增加，有可能加重水短缺和治黄的难度。黄河以北紧邻的海河流域，尤其是京、津两大城市早在70年代、80年代就出现用水危机。进入21世纪如果北方缺水不能未雨绸缪，我国北方地区缺水问题将直接影响国家经济发展和社会稳定。

(六)粮食增长主要在北方，产粮区与水不相匹配的矛盾更加尖锐。在中国历史上水利与经济区的形成和转移密切相关，盛唐时期生主要经济区在北方，当时水利设施的数量的比重占全国41%，到宋朝主要经济区转移南方，北方水利建设被忽视，这时水利设施的数量只占7%，到清朝北方又成为政治经济中心，水利设施的数量又上升到占全国49%。

新中国成立以后，我国的粮食生产主要在南方，曾形成“南粮北运”格局。然而，随着南方经济的发展，粮食生产比较效益下降，水利建设力度减小，粮食增长主要转移到北方，产粮区与水不相匹配的矛盾更加尖锐，导致北方旱灾更加严重。在1985年以前，中国长江以以南地区的粮食生产总量占全国粮食生产总量的比重略高于人口占全国人口的比重，南方地区人口占全国总人口的57.1—57.8%，粮食产量占全国粮食总产量的57.2—61.5%，50年代、60年代、70年代前期，南方粮食在低消费水平下，自给有余，余粮调给北方，1953—1959年年均南方净调给北方粮食332.万吨，1960—1969 年年均净调给北方粮食174.54万吨，10—15年均净调给北方粮食192.82万吨，从而形成“南粮北调”的格局。

由于经济发展，南方粮食生产比较效益下降，农田水利建设比北方明显减缓。1998年南方地区有效灌溉面积358万亩，比1980年只增加1679万亩,仅增加了4.9%，其中，东南沿海地区还减少了912万亩，减少了12.4%。而北方地区有效灌溉面积由309万亩增加到40554万亩，增加9575万亩，增加了30.9%，其中，东北地区有效灌溉面积由3242万亩增加到6533万亩，增加3291万亩，增加了一倍多。蒙宁新区和华北地区灌溉面积也有很大的增加。

随着南方农田水利建设的减缓，粮食播种面积的减少等因素的影响，导致粮食增产在全国的贡献率大幅度减少。表8—17中列出了南北方1985年前后在我国粮食总产增产中贡献率的变化。1952—1985年我国粮食增产量中，南方占61.4%，北方占38.4%。1985年以后，粮食生产地区格局发生了巨大逆转，北方地区的粮食生产的增量比重已上升到69.4%，其中华北地区占25%，而南方粮食生产增量却下降为30.6%。全国粮食总产量中，北方地区由1985年占40.7%上升到48.4%，南方地区由59.3%下降到51.6%。人均拥有粮食，北方由表1985年的349公斤增加到1998年的484公斤，增加了38.7%；而南方地区由372公斤只增加到377公斤，几乎没有增加。

随着南方粮食生产的减缓，导致了南方粮食总量不足。根据国家委员会农村经济司、国家统计局农调总队研究，18—1990年平均南方粮食自给率100%以上，1991—1994年平均粮食自给率下降至95.2%，19年南方粮食自给再下降到95.9%,每年需要从北方调运粮食1400万吨以上。粮食产销地区格局逆转为“北粮南运”，这种格局的急剧变化，对未来50年粮食生产总量的增长将产生严重的影响。目前，北方地区水短缺的矛盾己十分尖锐，如果未来年粮食生产总量的格局不发生根本性的变化，那么，未来北方，尤其是华北地区水短缺的矛盾将更加尖锐。

(七)水利工程将进入百年期，巩固改造任务繁重。我国水利设施目前面临着两大威胁：一是现有水利基础设施面临着萎缩衰老的“危机”，二是工程保安、维修、更新、配套任务大，这是历史遗留下的问题。到21 世纪中叶这些水利基础设施将逐步进入百年期。由于种种历史原因，当时对自然规律认识不足，按经济规律、按照基本建设程序办事不够，设计标准普遍偏低，再加上重骨干、轻配套，重建设、轻管理。因此，许多水利基础设施配套差、尾工大、设备老化失修、管理水平低，运行状态不良，至今没有能充分发挥应有的效益。如果未来50年，现有水利基础设施不能巩固、提高和充分发挥效益，那么现有水利基础设施存在的问题很可能成为经济社会发展最大的制约因素。因此，随着水利基础设施逐步进入百年期，巩固改造任务愈加繁重。

(八)科技含量和管理素质低，提高科技和管理水平任务艰巨。从目前来看，我国科技水平与发达国家相比，存在着很大的差距。因此，未来水利基础设施效益和水利用率的提高，缓解水短缺矛盾，都取决于科技水平和管理水平的提高。在水利领域，目前水利科技贡献率只有32%左右，水的有效利用和节水技术的应用没有引起高度的重视，在水利建设的指导思想上，重建设、轻管理，管理机构不健全，管理人员素质普遍较低。因此，进入21世纪，依靠科技进步，提高水利科技水平和管理人员素质的任务十分迫切，也十分艰巨。

(九)水价过低，建立水市场经济体制任重道远。目前水价格偏低不利于节水和水的有效利用，也不利于各方面资金投入到水的开发利用上来。国内外经验表明，提高供水价格，可以促进节约用水和延长工程使用年限。因此，制定有利于水可持续利用的经济政策，对缓解水的供需矛盾至关重要。 30多年来，国家发布的收取水费和水价改革的文件，至今未能完全到位，很重要的一个原因，就是人们缺乏对水的认识，更缺乏水是商品的意识。加上农业一直是用水大户，它更难靠市场经济来调节。因此，从总体来看，水市场体制的建立任务十分艰巨。

(十)管理体制分割，影响水的统一管理。实践表明，水利涉及到农业、工业、水运交通、城镇建设、生态环境、以及人民的健康水平等等；水利用涉及到防洪、排涝、灌溉、水电、供水等等；水利是国民经济和社会发展第一位的基础设施。但是长期以来，无论是思想认识上、还是经济体制上，水利只作为农业的一个重要方面，一直没有作为国民经济的基础设施对待。目前水分地区、分部门的管理体制，既不利于水的有效利用，也不利于生产力的发展。因此，“多龙管水”的时代应当尽快结束，现

水位变化与气候的关系 如题

1、 气候干旱,降水少,大风日数多且风力强盛.

2、地面多沙质沉积物,风沙剱害严重.

3、地表径流少,河流欠发育.

4、植被稀少,地面缺少植被保护.

5、冬季吹干燥的西北风.

水文 生物 土壤 地貌 气候 间关系如何相互影响

主要与当地的降雨有关系

降雨丰富时 水位高

降雨少时 水位低

不同是气候有很大差异

比如年降水量平均的地区 水位稳定

年降水量季节差异大的地区 水位就随季节变化而变化

区域气候与水文环境演化

这是一个系统性很强的问题，系统间的各因子相互影响，构成一定功能的系统。其详细的关系，每一个都是科学家无法完全解决的课题，因为他们互相的影响是一种完美的组合，无法拆分。比如，水文肯定影响生物生长，影响土壤发育，影响气候也是肯定的，水文改造地貌也显而易见。如果你有兴趣可以仔细研究。一般，我们只能说在一组关系中，只有某一个或有限个因子不同时才能比较，比如两个地区其它条件都差不多，只有水文不同时，如果这两个地区的植被有很大差别，明显跟水文条件相关，那么就说水文影响了植被。

为什么自然地理环境具有整体性和差异性

西北区域气候演变是黑河流域总水变化、地下水循环演化的驱动力之一。本节通过对考古、树木年轮、历史文献和古水文与古地理等前人不同类型的资料分析，了解万年、数千年来黑河流域的气候、水文和水循环条件变化，揭示黑河流域地下水形成和循环演化历史过程，进而奠定研究现代水循环变化、识别与剥离人类活动对地下水循环影响状况的基础。

一、万年尺度水文环境

根据测年资料，末次冰盛期（记作LGM）位于距今2.1万～1.6万年间，那时青藏高原冰川面积为350000 km2左右，是现代冰川面积的7.5倍（王绍武等，1995）。其中青藏高原东部的横断山系和东昆仑山，LGM面积比现代大40～144倍（施雅风等，1996），西北部昆仑山西中段比现代大2.2～3.6倍（王绍武等，1995）。在末次冰盛期之后，气候转入波动升温时期，大陆冰盖消融，海平面上升，气候回暖。古里雅冰芯氧同位素测定表明，现代气温比LGM时期高5℃。大量冰融水和夏季降水增加，促进了湖泊扩张，在黑河流域下游区一度出现2600 km2的湖泊水域。

在黑河流域集的第四系深层承压水14C年龄表明，大部分深层地下水形成于距今14000～5000年期间，与上述的气候变化具有对应性。

二、千年尺度水文环境演化特征

在距今1.22万～1.08万年间，发生了新仙女木（YD）降温，δ18O从LGM时期的-16‰急剧降至-21‰，相当于降温12℃。在距今1.08万年前后，δ18O急剧上升至-14‰，相当于升温12℃（王绍武等，1995）。YD结束之后，随即进入间冰期，即全新世，出现新的冷暖、干湿交替时期。其中早全新世为升温期、中全新世为大暖期和晚全新世为降温期。

在距今8000～7000年的早全新世末期，气候由冷干变为暖湿，降水开始明显增加。

距今7000～4500年时期为中全新世气候最佳时期，气候温暖湿润、降水量大、湖泊发育、水草茂盛，期间出现过暂短的冷期。张掖东灰山遗址的孢粉研究也表明，距今4000年前黑河流域水文环境和生态环境较现代优越。在距今7000～3500年期间至少有4次明显的多雨期，经14C测定分别为距今6580年、5730年、4800年和4545年，这与印度拉贾斯坦多雨期、中国东部高海面及世界高海面的几个时期都很接近。根据曹兴山（1996）的研究成果，第四纪以来甘肃共有5次造炭期，最近的3次是距今8000～7000年、5800～4500年和3500～2500年。在全新世大暖期，气温比现代温度高2～5℃，降水量增多，青藏高原普遍出现湖水淡化与扩张，冰川大幅度后退。

距今5000～4000年期间在甘肃民乐东和西灰山地区出现小麦，表明原始农业在该时段有了很大的发展，同时森林植被遭到人为大范围的破坏。进入距今4000～3000年期间，气温波动下降，出现湖沼收缩，草原或半荒漠植被扩大。

中全新世晚期（距今3500～2500年）是向晚全新世过渡前的一次温暖湿润期，这一时期降水较多，动植物得到发展，普遍形成0.5米的泥炭层。

三、百年尺度水文环境变化

（一）3000年以来变化

晚全新世以来，黑河流域的区域气候持续干旱，致使湿地大面积萎缩，草地植被迅速退化和土地沙漠化。有文献记载，额济纳盆地的古居延海是西北最大的湖泊之一。早期居延海湖面曾达到2600 km2，至秦汉时期，其湖面仍有726 km2。

在距今3000～600年期间，北半球大部分地区曾迅速转冷，先后进入较严寒的新冰期。在西北干旱区亦有类似的气候波动。其中在距今2000～1230年期间气候冷暖、干湿变化持续的时间较短，转变较快，处于旱涝灾多发期。距今1230年以后，气候时段持续时间增长，转变次数变少，基本形成了西北气候干旱特点（施雅风等，1996）。

自公元6世纪以后，中国许多地区又逐渐进入一个较温暖的时期。在祁连山、河西走廊等地区，多有偏暖偏干的记载。

根据祁连山敦德冰芯记录（图3-2），1428～1532年、1622～1740年和17～1865年出现过3次冷期。小冰期以来，祁连山冰川面积减少338.4 km2，为17.5%，高于西部地区冰川面积平均减少值（13%～16%）。其中祁连山东部（石羊河流域）冰川面积减少比例大于中段黑河流域和西段疏勒河流域，西段减少比例最小（表3-6）。黑河流域上游区冰川面积减少100.8 km2，变化率为19%。

在西北地区，高山冰川经过小温暖期的退缩阶段以后，又重新向低海拔地区扩张，出现多次冰进。在祁连山、天山等地，普遍存在着这一时期的冰渍，最近几次冰进约距今400多年、200多年和100多年（图3-3），雪线高度较现代要低。这些都表明该时期气候是寒冷的。

图3-2 祁连山敦德冰芯气候记录曲线

表3-6 小冰期最盛期以来祁连山区冰川面积变化特征（km2）

图3-3 黑河流域百年尺度研究区水循环条件演化过程

据历史资料记载，在百年尺度气候变化过程中，公元1226年以来该区降水相对增多的时段为：1495～1557年、1652～1772年、1850～1890年和1919～1939年（施雅风，1995）。祁连山树木年轮资料显示的多雨期是：1428～1532年、1622～1740年、17～1865年和1924～1944年。近百年来的气候变化趋势是暖干。

近500年来，祁连山区气温升高约1～1.2℃，冰川面积减少33%～46%，冰川储量减少31%～51%，降水量减少50～80 mm，冰川融水减少35%～46%，陆面蒸发约增加7%，源头冰川消融速度加快，冰川面积仅存291 km2，冰雪水量持续减少，其中1940～1960年期间减少最明显。

据张祥松等（1996）研究表明，小冰期最盛期至1956年期间祁连山柳泉沟河流域冰川面积减少19.2%，条数减少9.3%，长度减少11.4%，冰储量减少30.1%，平衡线升高60 m，石羊河流域平衡线升高140 m。

这一时期内的降水状况，基本维持少雨干燥。根据树木年轮宽度变异可见，近300年来存在两个相对多雨期和3个相对少雨期（图3-4）。

图3-4 近200年以来西北不同地区旱涝动态变化过程对比

（二）近百年来变化特征

自19世纪末以来，西北内陆地区气候基本上维持较为温暖状态，西北地区的高山冰川普遍以退缩为主，雪线高度多有上升。例如天山西段木扎尔特冰川在1909～1959年的50多年内退缩了约750 m，平均每年后退15 m之多，上升约200 m。祁连山冰川亦大体如此（施雅风等，1995）。1956～年期间，祁连山水管河4号、“七一”和老虎沟12号地表性冰川分别减少0.81%、0.06%和0.04%。1960～1995年期间石羊河流域、黑河流域和疏勒河流域的冰川面积分别减少12.93 km2（占19.9%）、29.44 km2占（7.0%）和35.67 km2（占4.2%）。

1940年前的气温上升趋势是明显的，1940年后进入一个相对冷期（表3-7和图3-3），20世纪70年代开始回升（图3-5）。从各季情况来看，20～30年代突然增暖，夏季较其他季节明显，冬季则主要出现在30年代。

表3-7 20世纪以来每10年西北地区、黑河流域气候特征值

图3-5 近50年以来黑河流域年气温变化过程

近50年以来，西北区域气候变化总的特征是：湿冷→干暖→干冷→湿暖→湿冷，循环周期约40年，即50年代升温，60年代、70年代降温，80年代升温，90年代降温。从全国尺度来看，大部分地区的年气温差都在逐步下降，西北地区平均下降速度为0.83℃/10 a。在20世纪80年代后期，受“温室效应”影响，升温趋势加强（图3-6）。

从西北地区的延安、西安、兰州、西宁、张掖5个代表站的旱涝统计分析结果来看，20世纪以来各站干旱次数无明显上升趋势。在20世纪20年代，西北地区干旱频繁，而且影响面广，但是80年代以来各站的干旱次数都明显减少。

王绍武等（2002）研究表明，西北地区降水频率增多是明显的，普遍超过（5～10）%/10a。韦志刚等（2002）研究结果，西北地区20世纪60年代初多雨，70年代少雨，80年代又多雨，90年代少雨，并存在降水量变化的准8.5年和准3～4年周期。而黑河流域60年代降水偏少，80年代偏丰，进入90年代之后降水量再度偏少（图3-7）。丁永建等（1999b）对黑河流域山区和平原、东部与西部降水变化的研究结果，与图3-7规律相似（图3-8）。

图3-6 1951～1999年中国西部、东部气温变化对比

图3-7 黑河流域年降水量距平变化过程

四、近50年以来气候变化

（一）黑河流域大气水变化特征

王可丽（2003）研究表明，20世纪60～90年代黑河流域（37.5°～40°N，100°～102.5°E）大气水（整层大气水汽输送的收支情况）区域平均年输入水量为6678×108m3，输出水量为6502×108m3，净输入水量为176×108m3。输入的水汽量呈逐年减少的态势，尤其在20世纪70～80年代有明显的下降，而水汽的净输入量是波动式变化（图3-9），与区域水汽输入输出动态变化不具有线性相关关系，而是与当地水文循环条件有一定的联系。

图3-8 黑河流域年降水变化的时间序列

图3-9 1958年以来黑河流域（40°N，100°E格点）大气水汽含量动态变化

从图3-9可见，近40年来黑河流域大气水汽含量也具有明显减少的趋势，其中以20世纪60年代后期下降最为剧烈，80年代后期有所回升，90年代后仍呈下降趋势。据王可丽等（2003）研究结果，张掖地区大气水汽变化与图3-9规律基本一致，只是90年代水汽含量减少更为明显。张掖、临泽、高台和祁连站的年平均气温年际和年代际变化规律完全一致，其相关系数为0.73，超过0.001的信度，由此表明黑河流域平原区与祁连山山区属于同一个气候子系统，有着相同的影响因子和背景。

（二）气温与降水变化过程

1.时空变化规律

根据自1935年以来酒泉站气象观测资料记录，20世纪30年代中期至40年代中期黑河流域处于高温期，其中1941年的年均气温达到10.0℃，40年代末开始强降温，至1967年达到5.8℃。以后，进入波动升温过程，至90年代达到7.4℃，但是仍低于30～40年代的气温（龚家栋等，2001）。

综合黑河流域不同区域的气温变化，在20世纪60年代初以来的升温过程中，下游尾闾段荒漠区的升温最为显著，其次为祁连山前的荒漠区，中游和下游上段的人工绿洲区气温升高幅度约为上述区域的1/2。但是中游绿洲面积较大，其上升幅度略低于下游上段的小型绿洲区，表现出与绿洲规模大小相关的效应。山区的气温升高幅度相对较小，中低山区因森林带的作用，升温幅度略低于中高山区（表3-8）。

表3-8 黑河流域不同区域气温变化（℃）

黑河流域西部山区的气温升幅远大于降水增幅，气温上升导致蒸腾量增加，加之西部山区下垫面本身要比黑河流域东部山区干燥，使得气温上升消耗的水量远大于降水增加对径流的贡献率。尽管春、夏季气温上升增加了融雪和冰川径流，但是两者相加对径流的贡献率只占1%左右，而气温变化引起径流量的增减约为多年平均径流量的10.4%，降水和冰雪融水的增加不足以抵消气温上升对径流强烈的负面影响。

降水对气温变化的响应，具有显著的地域特征。在黑河流域东部的扁都口（海拔3200 m）地区，降水量增加最为显著，平均每年增加3.49 mm，民乐地区为1.54 mm/a，双树寺为0.79 mm/a。但是在瓦房城地区降水量呈逐年下降过程，平均每年减少1.15 mm。在黑河上游山区，包括讨赖河上游区，年均降水量都呈增加趋势，其中野牛沟地区增加幅度最大，为1.58 mm/a，其他几个站平均增幅为0.80 mm/a。低山丘陵和平原区，包括绿洲区，降水量也表现为上升趋势，幅度在0.5 mm/a左右。在下游区上段，增加幅度介于0.2～0.5 mm/a范围。在下游尾闾端，降水量呈逐年下降的趋势，下降幅度为0.5 mm/a左右。

20世纪50～90年代，黑河流域山区和平原降水量呈增加趋势，如表3-9所示。20世纪60年代是黑河流域降水普遍偏枯水时期，80年代是偏丰水时期。

表3-9 20世纪50～90年代黑河流域山区、平原区降水量变化特征

从区域特征分析，黑河流域降水量总体上表现为由西向东增大的特点，但是在山区和山前平原区有所不同。在山区（约38.5°N以南地区）降水沿纬线方向的变化明显增大，由西向东增加。在38.5°～39.5°N之间狭长地带，主要为山麓和中低山区，受地形影响降水等值线由东向西平行展布，且与祁连山走向相同。在经线方向上，降水量由北向南增加，且山区降水的增加幅度比平原区大。在99.5°E经线以西地区，降水量沿经线基本上为单调向南增加。在99.5°E经线以东地区，这种变化较为复杂，在山区出现了最大降水带。在39.5°N以北平原区，降水量稀少，东西方向变化不大。但是在东部地区，降水梯度明显增加（丁永建等，1999）。

在纬向上（南北向），由于受祁连山走向的影响，黑河流域降水随高度的变化明显。在99.5°E经线以西，沿经线方向降水随高度而增加，降水增加梯度是非线性的。沿98°E经线平均降水梯度约为10.0 mm/100 m，沿99.5°E经线平均降水梯度17.0 mm/100 m。在99.5°E经线以东地区，由平原区向山区降水梯度明显增大，且在2400～3400 m的高度区间内出现最大降水带。若以99.5°E经线为界，则黑河流域西部地区降水呈现出较好的递增规律，平均降水梯度为15.9 mm/100 m；在东部地区，降水随高度呈现出非线性增加，最大降水高度带为2880 m，与森林带下限高度基本一致，反映了该地区的水汽凝结高度（丁永建等，1999a）。据计算（丁良福等，1996），祁连山水汽凝结高度平均约为3000 m，在此高度带以下，降水量随高度递增。

在经向上（东西向），黑河流域降水也表现出明显的地区性差异。以39°N线为界，在39°N以北的平原区，降水量随高度呈单调递增，增加幅度为10～12mm/100 m。在39°N以南的山区，降水量随高度递增的幅度明显增大。在最大降水高度带以下，山区降水增加幅度为17～20 mm/100 m。若以2000 m地形等高线为界，把黑河流域分为山区和平原区两部分，则在平原区降水量由西向东呈现出S形分布，先是由西向东降水量减少，在99°～99.5°E之间出现全区降水低值带，向东降水又逐渐增加，在100.5°～101°E之间出现降水高值区。再向东至流域东界，降水呈减少迹象。在山区，由东向西降水量基本上呈现出增加之势，只是101°E以东出现与平原区相似的变化特征，降水减少（丁永建等，1999b）。

丁永建等（1999a）研究表明，黑河流域年降水量（P）与高度（g）、纬度（φ）和经度（λ）之间存在下列量化关系：

西北内陆黑河流域水循环与地下水形成演化模式

即随地面高度的增加、经度增大和纬度减小，年降水量呈增加趋势。高度每增加100 m、经度每增加1°和纬度每减小1°，降水量分别增加14.9 mm、38.9 mm和20.1 mm。

2.降水季节性变化

从40多年以来黑河流域不同地区各季降水系列变化可见，尽管夏季降水量最大，但其Cv值却最小，这种相对稳定而集中的降水补给对黑河流域水循环过程和平原区地下水补给与更新具有重要作用。相对而言，春、秋季降水波动较大（表3-10）。山区降水系列Cv值小于平原区，东部Cv值小于西部。

3.降水变化动因

由于黑河流域地处内陆腹地，除东南季风输送来的夏季暖湿气流外，还受西风环流带来的大西洋冷湿气流和印度洋暖湿气团的影响，使得黑河流域降水年内分配差异较大。无论是山区还是平原区，从东向西，6月降水比例逐渐增大，最大降水月份为7～8月，由东向西，7月份降水比例逐渐增大，8月份降水比例逐渐减小，而9月份降水比例逐渐减小。这种情况正好反映了东亚季风对该地区影响向西逐渐减弱和西风环流逐渐增强的特征。在10月至翌年3月，西部降水比例明显较高，由西向东减小。这一变化在平原地区尤为明显，向东可延续到流域东部边界。

表3-10 黑河流域不同地区各季降水量主要统计值（mm）

祁连山呈南东-北西走向，有利于截获东来的水汽，加之夏季印度洋暖湿气流的影响，使得山区在6～8月降水集中。在黑河流域西部，无论从何种路径所获得的水汽都十分有限。另一方面，青藏高原对该地区环流也会产生影响（汤奇成等，1992），夏季在疏勒河地区形成降水较少的高压区，而在张掖地区形成降水相对较多的低压区，加之东亚季风和祁连山地形的综合影响，以至在99°～99.5°E之间的平原区形成降水低值带，使得黑河流域东、西部降水状况明显不同。

（三）气温变化对降雪量影响

黑河流域以海拔3600 m为高山冰雪冻土带和山区植被带的分界线，高山冰雪冻土带下垫面主要由冰川、积雪、多年冻土和高山草垫等组成，而山区植被带下垫面主要由草丛、灌木和水源涵养林等组成。按照积雪分布特征，可分为3个垂直高度带（表3-11）。

表3-11 黑河流域垂直高度分带

黑河流域气温上升并没有带来降水的强烈波动，但是降雪量变化目前正处在一个高值区波动。当气温变化主要集中在冬季的气温上升时，降雪量相应增加，其增加的幅度和过程与1～2月份的平均气温变化相关。据王建等研究结果（2002），气温上升引起的降雪量增加达7%～10%。

在黑河流域，季节性融雪径流是春汛期间河流的主要补给源，积雪消融对平原地下水补给具有积极作用。黑河流域西部是以冰雪融水补给为主，尤其在春季消融季节，降水稀少，60%以上的地表径流来源于积雪消融，而在3～6月降水补给地下水较少，农业开消耗地下水较大。

由于冬季气温的上升，也导致了季节性积雪消融在时间上相应的提前，融雪径流的开始时间已从传统的4月中旬前移10天左右（王建等，2002）。利用SRM（Snowmelt Runoff Model）模型研究表明，气温上升带来融雪径流变化情势，在时间上造成前移和消融前期流量的增加，以及后期流量的减少（王建等，2002）。

中国地形和气候对河流的走向,水量结冰期等特征的影响

自然地理环境是由地貌、岩石、大气、水、生物和土壤等地理要素共同组成的，它们之间相互联系、相互制约和相互渗透，构成了地理环境的整体性。典例分析如下： （1）气候与地貌相互影响。不同气候条件下形成不同的地貌；不同地貌条件下形成不同的气候特点。前者如云贵高原的熔岩地貌形成于湿热气位条件下，西北内陆的风沙地貌形成于干早气候条件下；后者如横断山区“一山有四季，十里不同天”与那里山高谷深，气温垂直变化大有关系。 （2）气候与水文相互影响。不同气候条件下具有不同的水文特征；水文条件不同的地方气候也有差异。前者如我国北方河流大多有结冰期，是因北方冬季最冷月气温在0度以下，温带海洋性气候区河流水位变化小，是因流域内降水均匀；后者如在湖泊、水库周围的地方，空气湿度大，昼夜温差小。 （3）气候和生物相互影响。一定气候条件下，生长着相应的植物，活动着相应的动物；植物也影响气候。前者如赤道附近为雨林，亚寒带则为针叶林；后者如森林茂盛的地方，周围的气候要湿润的多。 （4）气候和土壤相互影响。不同气候条件形成不同的土壤类型；土壤的干湿状况，通过蒸发对空气的湿度、温度也有一定影响。前者如东北平原气候冷湿，土壤有机质分解慢，形成肥沃的黑土；长江中下游地区，由于气候湿热，有机质分解速度快，形成贫瘠的红壤；内陆干旱地区，由于矿物质淋失速度慢，形成钙土。 （5）地貌和水文相互影响。不同地貌务件下水文状况不同；术文条件对地貌的影响更是深刻的。前者如刚国河向系与盆地地形直接相关，北欧高地上多湖泊是古冰川作用形成的冰川地貌积水而成的；后者如黄土高原的沟壑地形、长江三峡的峡谷地形都是流水切割的结果，一望无际的华北平原、河网密布的恒河三角洲、开阔的永定河冲积扇都是河流堆积作用形成的。 （6）地貌与生物相互影响。地貌影响生物；生物也影响地貌。前者如阴坡和阳植物是不同的，马尾松在阳坡，冷杉在阴坡分布；后者如生物对地貌的影响主要表现在：一方面加快岩石的风化过程，改变地貌形态，另一方面又具有保特水土、减少侵蚀的作用，保护了原始地表形态。 （7）水文和生物相互影响。不同水文条件下，生存着不同类型的生物；生物的出现也改变着水文状况。前者如骆驼刺生长在干旱环境，芦苇生长在水湿环境；具有不同的个体形态。后者如水生生物通过生命活动，不断地改变着水的化学成分。植被覆盖状况对地球上的水循环也产生一定的影响，如通过植物对水分的吸收和蒸腾，使土壤水、生物水、大气水构成一个互相联东的统一系统 （8）土壤和生物相互联系。 生物在土壤的形成过程中起着主导作用；土壤也影响生物的分布。前者如没有生物就没有土壤；后者如南方低山丘陵的酸性红壤就非常适宜茶树的生长。 二、自然地理环境的差异性 1、陆地自然带 （1）全球性的地域分异：温度带分异和海陆分异 （2）区域性的地域分异： 陆地环境的地域分异 （3）概念：陆地上不同的地区，由于所处的纬度位置、海陆位置互不相同，分别具有一定的热量和水分组合不同，形成不同的气候类型。不同的气候类型，又对应了与之统一的植被类型和土壤类型。相应的气候、植被和土壤共同形成了具有一定宽度、呈带状分布的陆地自然带。 2、水平地域分异规律地域分异规律 由赤道到两极的地域分异(纬度地带性) 从沿海向内陆的地域分异(经度地带性) 定义 自然带沿着纬度变化的方向作有规律的更替；或者说每个地带与纬线大体平行地伸展成条带状 自然带沿着经度变化的方向作有规律的更替并大致与经线平行地伸展成条带状 影响因素 主导因素 热量(太阳辐射) 水分(海陆位置) 成因总结 太阳辐射从赤道向两极递减即以热量为基础 水分条件沿经度变化的方向变化即以水分为基础 分布特征 延伸方向 纬线方向(东西方向) 经线方向(南北方向) 更替方向 纬度变化方向(南北方向) 经度变化方向(东西方向) 典型地区 低纬度和高纬度地区 中纬度地区 典型景观变化例证 误区警示热量差异并非是由赤道到两极地域分异规律的唯一因素由赤道到自然带和气候类型的分布(以北半球为例) 特别提醒自然带的分布并不完全与气候类型相吻合(1)相同的自然带对应的气候类型不尽相同如温带落叶阔叶林带对应温带海洋性气候和温带季风气候。(2)相同的气候类型对应的自然带不唯一如温带大陆性气候对应的自然带主要为温带草原带和温带荒漠带。(3)热带沙漠气候对应的自然带不是热带沙漠带而是热带荒漠带。（1）山地垂直地域分异是山麓到山顶水分和热量状况的差异共同作用的结果，山麓到山顶水热的变化与从低纬到高纬的变化类似，但并不完全致。 ①从山麓到山顶的热量差异很大一般地海拔每上升100米气温下降0.6 ℃。据此可知：从山麓到山顶的自然带分异类似于由赤道到两极的地域分异(下图)；纬度越低相对高度越大自然带类型越多。从山麓到山顶的水分状况差异明显一般来说从山麓到山顶降水量呈“少—多—少”变化。因此有些基带在草原或荒漠的高山由于山地降水增多可能出现森林带如天山。从山麓到山顶的自然带分异由赤道到两极的地域分异 （2）山地垂直带是在水平地带的基础上发展起来的，山麓的自然带与水平带一致。 （3）影响山地垂直自然带谱复杂程度的因素有三： ① 山体所在纬度：纬度愈低愈复杂，纬度愈高愈简单； ② 山体海拔：海拔愈高愈复杂（当然有极限），海拔愈低愈简单，甚至无； ③ 跟山顶与山麓之间的相对高度有关：相对高度大则复杂，相对高度小则简单。 （4）影响山地垂直自然带海拔的因素有二： ①山体所在纬度：纬度低，海拔高；纬度高，海拔低 ②坡向：同一山体，阳坡高，阴坡低。 注：实际自然带分布更为复杂，若考虑将水条件，自然带分布高度与坡向的关系是： <1>在基带热量盈余区，水分是决定自然带高低的主要因素。同一植被在迎风坡的分布高度比背风坡高。 解释：在热量盈余的地区，随着海拔的升高，空气中的水分逐渐减少，降水较少的坡向总是首先因缺水而不能满足植物的需要。 （位于热带的乞力马扎罗山南坡为东南信风的迎风坡，同一自然带分布比北坡高） <2>在基带热量非盈余区，土壤的水热状况是决定植被分布高度的重要因素。 1、在水分充足，两坡热量有明显差异的山区，同一植被在热量较好的坡向海拔较高（阳坡高于阴坡）。 2、在水分充足，两坡的热量差异不大的山区。降水较少的背风坡的植被分布高度比多雨迎风坡高。 解释：在热量非盈余区的山区，降水满足植物生长需要的条件下。随着海拔的进一步升高，气温降低，当该地热量条件就会接近某种植物生长的下限，由于气温降低，蒸发减弱，降水较多的迎风坡就会在某个高度，首先出现土壤中水分含量过多，土壤温度下降，土壤缺氧，影响某类植物生长的现象。于是这个高度就成了此类植物在此迎风坡的分布上限。而在背风坡相同的高度上，由于降水较少，土壤中的水分没有过多，土壤供给水分、养分、空气和热量能力较好，植物生长状况良好，反而没有达到该类植物的分布上限。 (位于暖温带的吕梁山（黄土高原），东坡是迎风坡，同一自然带分布东坡比西坡低) <3>水分短缺的地方，降水的多坡向能够较好的满足植物生长的需要，植被分布的高度较高。 （例位于西北干旱地区的天山北坡为西风的迎风坡，森林带高于南坡） （5）影响雪线的因素，从本质上讲是蒸发融化与降雪积雪的对比关系，具体因素有二： ①山体所在纬度：纬度低，雪线海拔高；纬度高，雪线海拔低。(雪线副热带地区最高) ②坡向：阳坡雪线海拔高，阴坡雪线海拔低，迎风坡雪线海拔低，背风坡雪线海拔高。

中国的地形呈阶梯状．第一级阶梯凭借其海拔优势，高处不胜寒，气温低，多高山冰雪融水和山地降水，冬季河流结冰，春夏出现汛期，因为春季气温回升，冰雪消融，夏季全国普遍高温．第一级阶梯是中国许多大江大河的发源地．因其海拔高，空气稀薄，髯日夜温差大，且大风．西高东低的阶梯使河流自西向东流，第二 阶梯也是如此．第阶梯地势低，离海近，有来自海洋上的湿润气流，气候温暖湿润．中部相对干燥，但位于盆地的地区四季如春，如位于四川盆地的昆明．河流的结冰期在冬春季节，且只有北方的河流才会结冰，象松花江，黑龙江．长江，珠江就不会．气候包括气温和降水，气温影响河流的结冰期，降水影响河流的流量．