氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)西遼河流域陸地水儲(chǔ)量變化的影響

摘 要：為探求西遼河流域陸地水儲(chǔ)量變化及影響因素，利用長(zhǎng)短期記憶（ＬＳＴＭ）模型填補(bǔ)２００２ 年４ 月至２０２０ 年１２ 月ＧＲＡＣＥ 和ＧＲＡＣＥ?ＦＯ 兩代衛(wèi)星之間的缺失數(shù)據(jù)，采用水量平衡方法，分析流域陸地水儲(chǔ)量時(shí)空變化特征，并定量分析氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)西遼河流域陸地水儲(chǔ)量變化的影響程度。結(jié)果表明：１）運(yùn)用ＬＳＴＭ 模型能夠較好地填補(bǔ)ＧＲＡＣＥ 和ＧＲＡＣＥ－ＦＯ 衛(wèi)星產(chǎn)品之間的缺失數(shù)據(jù)；２）研究期ＧＲＡＣＥ 衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的西遼河流域陸地水儲(chǔ)量以０．４１ ｍｍ／ 月的速度顯著下降，陸地水儲(chǔ)量具有顯著的空間差異性，南部顯著虧損；３）取用水對(duì)陸地水儲(chǔ)量變化的貢獻(xiàn)率最大，水庫(kù)蓄水的影響很小，氣候變化對(duì)陸地水儲(chǔ)量變化的貢獻(xiàn)率較大。

關(guān)鍵詞：陸地水儲(chǔ)量；ＧＲＡＣＥ；ＬＳＴＭ；水量平衡；西遼河流域

中圖分類(lèi)號(hào)：ＴＶ２１３．４ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２５．０３．０１２

引用格式：楊晶晶，江善虎，崔豪，等．氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)西遼河流域陸地水儲(chǔ)量變化的影響［Ｊ］．人民黃河，２０２５，４７（３）：７８－８３．

０ 引言

隨著全球氣候變化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，地下水超采問(wèn)題日趨嚴(yán)重［１］ ，陸地水儲(chǔ)量變化較大。當(dāng)前，我國(guó)利用重力反演與氣候?qū)嶒?yàn)（ＧＲＡＣＥ）衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)流域尺度的陸地水儲(chǔ)量變化開(kāi)展的研究涉及長(zhǎng)江、黃河、鄱陽(yáng)湖和海河等流域［２－５］ ，反演陸地水儲(chǔ)量的時(shí)空變化情況，可以為評(píng)估和預(yù)測(cè)氣候水文［６］ 、農(nóng)業(yè)生態(tài)［７］ 、洪水和干旱等極端事件提供科學(xué)支撐［８－１０］ 。崔立魯?shù)龋郏保保?對(duì)３ 家機(jī)構(gòu)提供的重力恢復(fù)與氣候?qū)嶒?yàn)后續(xù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)（ＧＲＡＣＥ－ＦＯ ＲＬ０６）模型進(jìn)行精度檢驗(yàn)，通過(guò)比較階方差、Ｃ２０ 項(xiàng)精度和陸地水儲(chǔ)量反演結(jié)果，發(fā)現(xiàn)美國(guó)德克薩斯大學(xué)空間研究中心、美國(guó)太空總署和德國(guó)航天局共同發(fā)布的ＧＲＡＣＥ－ＦＯ ＲＬ０６ 數(shù)據(jù)與全球陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)（ＧＬＤＡＳ）最為符合。Ｌｉ 等［１２］ 集成多源遙感、陸面模式數(shù)據(jù)和全球氣候模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)引起青藏高原陸地水儲(chǔ)量變化的主要因素是氣候變化，人類(lèi)活動(dòng)影響較小，氣溫升高導(dǎo)致冰川融化，陸地水儲(chǔ)量顯著減少，使青藏高原的供水能力下降。馮偉等［１３］ 采用空間約束法處理ＧＲＡＣＥ 衛(wèi)星數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)華北平原的陸地水儲(chǔ)量存在明顯的空間差異性，山前平原和中部平原地區(qū)虧損較為嚴(yán)重，地下水過(guò)度抽取導(dǎo)致華北平原的陸地水儲(chǔ)量明顯虧損。西遼河流域是半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，流域水資源短缺，氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)都會(huì)對(duì)水資源產(chǎn)生較大影響［１４－１６］ 。我國(guó)水利部高度重視西遼河流域的水資源衰減問(wèn)題［１７］ ，２０１９ 年出臺(tái)了“量水而行，以水定需”相關(guān)政策，協(xié)助統(tǒng)籌和管理水資源問(wèn)題［１８］ 。

目前，關(guān)于西遼河陸地水儲(chǔ)量和影響因子的研究較少。本文基于ＧＲＡＣＥ、ＧＲＡＣＥ－ＦＯ 衛(wèi)星數(shù)據(jù)和ＧＬ?ＤＡＳ 水文模型數(shù)據(jù)，利用長(zhǎng)短期記憶（ＬＳＴＭ）模型和水量平衡法，系統(tǒng)分析西遼河流域陸地水儲(chǔ)量變化和時(shí)空分布規(guī)律，并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，定量分析氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)西遼河流域陸地水儲(chǔ)量的影響程度，以期為西遼河流域生態(tài)保護(hù)和水資源適應(yīng)性管理提供參考。