山西汾河流域及其邻近地区树轮气候及水文学研究

在生态环境日趋恶劣的汾河流域及其邻近地区采集合适树种开展树轮水文学研究，通过树轮宽度指标的研究，建立该地区过去几百年来的树轮宽度年表，在此基础上进一步结合气象，水文及历史文献等资料，重建该地区过去几百年来的气候及水文演变历史，分析该地过去气候环境和水文环境的历史演变规律，及干旱等自然灾害的发生历史，研究汾河流域生态环境与水文的关系，以及人类活动对水文变化及生态环境的影响等，为未来开展有效的水资源统筹规划与管理提供参考。

根据青年科学基金的研究目标，项目在执行过程中研究重点主要集中在认识汾河流域过去气候环境和水文环境的历史演变规律上，完成了项目预设的研究目标。在项目执行的前两年，根据国际树木年轮学研究标准，在汾河源头管涔山地区进行了三次野外调查和采样，选择了近10个采样点进行野外采样，共采集300多个树轮样芯（油松，落叶松）。建立了6条长度为200多年的树轮宽度年表。在分析这些树轮宽度年表与气候及水文资料响应关系的基础上，重建了汾河流域过去200多年来的干旱以及径流演变历史。分析重建的干旱序列，发现重建的研究区干旱具有大范围的区域代表性，对我国北方及华北大范围地区的干旱情况具有一定代表性。另外，我们首次在我国将重建的干旱序列与粮食产量进行了进一步分析，结果表明重建的干旱指数与山西省夏粮单产显著相关。分析重建的过去200多年来汾河地区径流变化序列发现，汾河径流在有仪器记录以前存在跨度超过10年的持续干旱事件，而观测时段内仪器实测的径流变化则低估了这种持续干旱事件发生的可能性，未来如果汾河流域发生持续10年以上的严重干旱，现有的应对策略很有可能无法应对，因此，汾河流域甚至整个华北地区的水资源调配策略的建立，不能再像以往那样仅依据50年左右的观测径流数据，而应该考虑长期水文变化历史以及规律。另外，我们在青藏高原东北缘也开展了部分树轮水文学研究工作，该地区工作的开展对本项目的研究方法以及研究思路提供了很大帮助。