对黄河上游自然环境要素协调性的几点科学探讨与思考

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2023.007

地球科学进展 ›› 2023, Vol. 38 ›› Issue (3): 320 -329. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2023.007

张强 ¹ ^, ²(

), 叶培龙 ³ ^, ⁴(

), 王健顺 ³, 张良 ², 甘泽文 ⁵, 王莺 ²

^1.甘肃省气象局，甘肃兰州 730020
^2.中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室，甘肃兰州 730020
^3.兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室/大气科学学院，甘肃兰州 730000
^4.兰州中心气象台，甘肃兰州 730020
^5.兰州市气象局，甘肃兰州 730020

收稿日期:2022-08-12 修回日期:2023-01-04 出版日期:2023-03-10
通讯作者: 叶培龙 E-mail:zhangqiang@cma.gov.cn;lzatmos3636@163.com
基金资助:
国家自然科学基金重点项目“北方干旱多发带环流多因子联动与陆—气多过程耦合对重大干旱协同作用”(42230611);甘肃省青年科技基金计划项目“黄河上游暖季强降水对暖湿化的响应规律及其形成机理研究”(22JR5RA750)

Scientific Discussion and Ponder on the Coordination of Natural Environmental in the Upper Yellow River Basin

Qiang ZHANG ¹ ^, ²( ), Peilong YE ³ ^, ⁴( ), Jianshun WANG ³, Liang ZHANG ², Zewen GAN ⁵, Ying WANG ²

^1.Gansu Meteorological Bureau, Lanzhou 730020, China
^2.Institute of Arid Meteorology of CMA, Key Laboratory of Arid Climatic Change and Disaster Reducing of Gansu Province, Key Laboratory of Arid Climatic Change and Disaster Reducing of CMA, Lanzhou 730020, China
^3.Key Laboratory for Semi-Arid Climate Change of the Ministry Education, College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
^4.Lanzhou Center Meteorological Observatory, Lanzhou 730020, China
^5.Lanzhou Meteorological Bureau, Lanzhou 730020, China

Received:2022-08-12 Revised:2023-01-04 Online:2023-03-10 Published:2023-03-21
Contact: Peilong YE E-mail:zhangqiang@cma.gov.cn;lzatmos3636@163.com
About author:ZHANG Qiang (1965-), male, Jingyuan County, Gansu Province, Professor. Research areas include arid meteorology, land surface processes and climate change. E-mail: zhangqiang@cma.gov.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China “Multi-factor linkage of atmospheric circulation and land-atmosphere multi-process coupling on the synergistic effect of significant droughts in the northern drought-prone belt of China”(42230611);The Youth Science and Technology Foundation of Gansu Province “Research on the response of heavy precipitation in warm season to warming and humidification and its formation mechanism over the upper Yellow River Basin”(22JR5RA750)

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黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养区及其产流与汇流区，大致贡献了全流域一半以上的产流量，对整个黄河流域生态保护及水资源安全和粮食安全有举足轻重的意义，科学认识黄河上游自然环境要素变化特征，并洞察该区域自然环境要素之间的协调性问题是当前推动黄河流域生态保护和高质量发展的核心问题。在宏观了解全球气候变暖背景下及国家生态保护工程和水资源管理政策实施过程中，黄河上游气候、水文及生态等自然环境要素6个方面重要特征的基础上，认识到黄河上游流域气候、水文、生态之间存在5个方面的非协调性。并且，从自然环境要素的协调性角度，对如何突破黄河上游生态与发展问题的传统思维和认识误区提出了5点探讨，也对怎样构建具有区域特色的生态保护和高质量发展模式给出了6条思考与建议。这对于在推进黄河上游流域生态保护和高质量发展过程中，科学打造气候、水文、生态与人类的和谐发展模式等具有重要的指导意义。

关键词: 黄河上游, 生态保护和高质量发展, 自然环境, 非协调性与认识误区, 区域特色发展模式

The upper Yellow River is the most important water conservation area as well as the runoff and confluence area in the Yellow River Basin, and accounts for more than half of the runoff of the entire basin. Therefore, it is of great significance to the ecological protection, water resource security, and food security of the entire Yellow River Basin. Scientifically understanding the change characteristics of natural environmental factors and deeply exploring the coordination problem of natural environmental factors can promote ecological protection and high-quality development of the Yellow River Basin. Based on the macro understanding of the six important characteristics of natural environmental elements, such as climate, hydrology, and ecology, in the upper Yellow River under the background of global warming and the implementation of national ecological protection projects and water resource management policies, this study describes the natural disharmony among hydrology, soil, climate, and ecology in the upper Yellow River. Moreover, from the perspective of the coordination of natural environmental elements, this study puts forward five scientific ideas on how to eliminate the traditional thinking and misunderstanding of ecology and development problems in the upper Yellow River, as well as six scientific suggestions on how to build an ecological protection and high-quality development model with regional characteristics. This study has important guiding significance for the promotion of ecological protection and high-quality development of the upper Yellow River.

Key words: Upper Yellow River, Ecological protection and high-quality development, Natural environment, Incoordination and misunderstanding, Regional development model

中图分类号:

P901

图1 黄河流域及其上游区域分布

Fig. 1 The location of Yellow River Basin and its upper basin

图2 黄河上游流域海拔高度（a）、年平均降水量（b）、年平均气温（c）、土地覆盖类型（d）的分布及其总体分区
Ⅰ区为源头区，Ⅱ区为补流区，Ⅲ区为耗水区

Fig. 2 The distribution of altitude （a）， annual precipitation （b）， annual average temperature （c） and land cover types （d） in the upper Yellow River Basin and its sub-region
Ⅰ is the source area， Ⅱ is the supplementary area， Ⅲ is water consumption area

图3 黄河上游源头区、补流区及耗水区的年平均气温、降水和蒸散及其对应的水分能量分布概念模型

Fig. 3 Annual average temperature， precipitation， evapotranspiration， and their corresponding conceptual model on water-energy distribution over the source area， supplementary area and consumption area of upper Yellow River Basin

图4 黄河上游流域降水、气温、蒸散的年际变化（a）及源头区、补流区和耗水区降水（b）、蒸散（c）、气温（d）的年际变化

Fig. 4 Inter-annual variations of precipitation， temperature and evapotranspiration in the upper Yellow River Basin （a）， different sub-region variation of precipitation （b）， evapotranspiration （c） and temperature （d）

图5 黄河上游唐乃亥水文站、兰州水文站年径流量和趋势变化以及下游利津水文站断流天数的年际变化
黑、蓝、红虚线分别为1980—2016年、1980—1998年和1996—2016年趋势

Fig. 5 Annual runoff and its trend change at Tangnaihe and Lanzhou hydrological station， and annual variation of cut-off days at Lijing hydrological station
Black， blue and red dotted lines are trends during 1980-2016， 1980-1998 and 1999-2016

图6 黄河上游流域源头区、补流区及耗水区NDVI指数的年际变化及其对应的线性趋势变化
黑虚线代表黄河上游，红虚线代表源头区，蓝虚线代表补流区，绿虚线代表耗水区

Fig. 6 Inter-annual and linear trend variations of NDVI index in the upper Yellow River Basin， the source area， supplementary area and consumption area
Black dotted line is the upper Yellow River， red dotted line is the source area， blue dotted line is the supplementary area， green dotted line is the consumption area

图7 黄河上游典型“水低地高”区域的河流水面与周边台塬地的海拔高度对比

Fig. 7 Comparison of the altitude between river surface and the surrounding tableland in the typical “low water and high land” area of upper Yellow River

图8 1980—2020年黄河上游流域不同站点大于等于10 ℃年积温日数与年降水量的分布

Fig. 8 Distribution of annual accumulated temperature ≥10 ℃ days and annual precipitation at different stations in the upper Yellow River Basin from 1980 to 2020

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