扎龙湿地降水变化非线性特征研究.pdfVIP

第30卷第3期 地理与地理信息科学 V01．30No．3 2014年5月 andGeo-InformationScience 2014 Geography May doi：10．3969／i．issn．1672—0504．2014．03．022 扎龙湿地降水变化非线性特征研究 柏林1’2，臧淑英h，张丽娟1，吴月祥3 (1．哈尔滨师范大学，黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室，黑龙江哈尔滨150025； 2．齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔161006；3．齐齐哈尔市气象局，黑龙江齐齐哈尔161006) 摘要：由于趋势、周期和随机因素的综合影响，降水时间序列往往呈现复杂波动的非线性特征，而分离三种因素在 降水时间序列中的贡献率是目前较难解决的问题，相应的研究对降水变化分析和预测具有重要意义。该文基于数 理统计原理、极大熵谱原理和分形原理对扎龙湿地1951--2008年的年降水时间序列进行分析，结果表明：该地区 a和6．4 存在2．4 a的降水短周期；拟合程度比较高的非线性回归模型说明该地降水具有循环波动趋势；盒维数揭 示了周期、趋势和随机因素是影响扎龙湿地降水变化的主要因素，其贡献率分别为76。97％、16．78％和6．25％，其 中周期是最主要的影响因素。 关键词：降水；周期；趋势；盒维数；扎龙湿地 中图分类号：P426．6文献标识码：A 文章编号：1672一0504(2014)03一0104一04 理论中的盒维数揭示了趋势、周期和随机因素对当 0引言 地降水的贡献率。 20世纪以来，在全球变暖的背景下全球环境发 1研究区与研究方法 生了明显变化，根据IPCC评估报告，1906—2005年 全球平均气温升高了0．74℃。气温的升高，引起了 1．1研究区概况 降水等诸多气候因子的变化，从而对全球及区域的生 扎龙湿地位于我国黑龙江省西部的松嫩平原， 100 态环境产生深远的影响，引起了广泛关注和研究。 面积约2 km2，是我国最大的以鹤类等水禽为主 降水从全国平均来看，近47年(1956--2002年)体的珍稀鸟类和湿地生态类型自然保护区。降水是 降水量呈小幅增加趋势[1]，但各地情况不同：李春强扎龙湿地主要补给水源，由于气候变暖和农业开发 等[2]采用线性回归和M—K检验方法研究了河北省的影响，扎龙湿地面积逐渐减小，为保证扎龙湿地核 近41年降水趋势，发现下降的趋势并不明显；姜晓 心区面积不再减小，近年来兴建了引水工程对其进 艳等[3]采用小波分析方法发现东北地区年降水量呈行人工补水。因此，研究和分析扎龙湿地降水变化 现较明显的下降趋势，并具有多个降水周期；国世友 的特征和规律，不仅为预测扎龙湿地降水和制定引 水规划提供科学依据，而且对扎龙湿地珍贵鸟类及 等[4]采用降水趋势系数方法分析了黑龙江省40年 降水变化，结果表明，年降水量呈现东部减少、西部 其生存、繁衍环境的保护具有重要意义。 增加的趋势；杜海波等[5]采用小波分析方法分析了 扎龙湿地中心位置位于齐齐哈尔市东南26km 近42年来黑龙江各地的降水周期；胡江玲等[6]采用处，所以采用齐齐哈尔市气象局1951—2008年降水 趋势系数和小波分析方法分析了艾比湖流域近48 观测数据进行计算。 年的降水变化，表明该流域降水呈明显的上升趋势。 1．2主要研究方法 DarioE7]采用谱分析和非线性回归方法分析了意大(1)非线性回归分析。该方法利用数理统计原 Echer 利P