1961-2013年东北地区夏季降水变化趋势分析

选取东北地区84个气象站1961—2013年逐日降水资料,利用Mann-Kendall统计检验方法、线性回归、气候倾向率和变异系数方法分析了近50年东北地区夏季降水日数、降水量和降水强度的时空变化特征,讨论了夏季不同等级降水日数和降水强度变化趋势和变异场特征。结果表明:近53年,东北地区夏季降水日数呈显著的下降趋势,其变化总体呈现出60年代 > 70年代≈80年代 > 90年代 > 21世纪前13年（2001—2013年）的特征,而降水量和降水强度的升降变化并不显著。东北地区夏季小雨雨日总体呈下降趋势,其中,东北地区东南部降幅最大,平均为-2.5～-1 d/10 a;中雨雨日倾向率也以下降为主;大雨、暴雨雨日倾向率的下降区域位于黑龙江中部、吉林西北部和辽东半岛,而在辽宁中部、黑龙江西部和内蒙东北部为大雨和暴雨雨日上升区。东北地区夏季小雨雨强倾向率在东北地区东南部以上升为主,升幅为0～0.1 mm/10 a,而西北部主要以下降为主,降幅为-0.1～0 mm/10 a;东北地区夏季大雨和暴雨日数波动较大,尤以暴雨日数的波动最为显著,相比于大雨和暴雨,小雨、中雨雨日和雨强的变化都要更稳定。     

新疆天山山区近51年来降水变化特征

利用1959-2009年天山山区11个站点的降水量数据,通过累积距平、回归分析、EOF、Mann-Kendall(MK)检验、最大熵谱分析等,分析了近51a来天山山区降水的时空分布特征.结果表明:山区降水量呈增加趋势(降水气候倾向率为1.134mm/a),且以20世纪90年代和21世纪初前10a尤为明显,增湿趋势在逐渐增大;山区年降水量的变化表现出一致性增加的趋势,降水气候倾向率具有很强的区域特点,其中天山中部和南部的变化趋势均大于西部;降水空间分布主要以山区一致型和东西反相位变化为主;在95％的置信概率下,山区降水分别在1992年、1978年和2006年发生突变,3个主分量场分别表现出2.1,2.8,2.6,5.6a的周期;山区年降水和冬季降水在不同海拔高度上没有明显的一致变化,夏季降水幅度随海拔高度的增加而增大.     

华北区域近50年气候态类型变化分析

应用1961-2009年近50a华北区域均一化观测资料,分析该地区气候变化趋势,并结合柯本气候分类法,研究该地区气候态类型变化特征。结果表明:1961-2009年,华北区域平均增温幅度为0.44℃/10a,降水量呈减少趋势,减少幅度为9.3mm/10a。空间变化趋势表明,华北区域全区均呈增温趋势,其中,内蒙古中部和东部、河北南部的部分地区升温最为明显,超过0.6℃/10a。华北区域年均温0℃和5℃等值线在2000-2009年较20世纪60年代有较明显的北移现象,尤其在内蒙古中部地区更为明显。近50a华北区域250mm降水分界线有较大波动,主要集中在内蒙古东北部锡林郭勒至呼伦贝尔地区,近10a等值线东移最为明显,表明降水明显减少。柯本气候分类法分析表明,1961-2009年,华北区域气候呈现了暖干的变化趋势,部分站点从非干旱-干旱气候类型变化到干旱-半干旱气候类型,主要集中在内蒙古中部和山西北部地区,但华北区域整体的气候带和气候类型没有发生根本性的变化。     

基于GIS的三峡库区生态环境综合评价——Ⅳ.降水量变化（1951-2004）

根据三峡库区及周边地区1951-2004年33个气象站点的地面气象数据和1∶25万的地形图,利用线性趋势模型和＂回归分析＋残差修正＂插值法生成库区100m×100m的气候变化的时空分布图,定量评估三峡库区近54a来降水量的年和季节变化规律。结果表明：1951年以来,库区年和四季降水量变化趋势不显著（p〉0.05）。年降水量在50年代-80年代后期有增多趋势,随后年降水量有减少趋势,90年代后期以后降水变化幅度较大。在四季降水量的时间变化中,夏季降水量变化幅度较大,偏差一般在±80mm内;冬季降水量的变化幅度较小,偏差一般小于±10mm。50年代-70年代中后期-2004年,三峡库区春季经历了变湿-变干-变湿的过程;夏季正好相反,经历了变干-变湿-变干的过程;秋季气候在70年代中期前变湿,70年代中期后变干。同时,三峡库区的降水量变化也存在区域差异：春季的东部地区（-4- -2mm/10a）和秋季的西南部（-6.3- -4mm/10a）、中部地区（-4- -2mm/10a）减少最显著;而夏季降水量呈增加趋势,虽然冬季大部分地区降水量也有增加,但增加幅度不大。     

东北近60年盛夏降水特征及其与不同类型厄尔尼诺的联系

为了探讨东北地区盛夏降水的特征及其与不同ENSO的联系,利用1961—2019年国家气象信息中心整编的东北地区204个站日降水资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料和国家气候中心ENSO监测结果进行研究分析。结果表明:(1)盛夏降水20世纪90年代到21世纪初进入枯水期,21世纪10年代降水有所增加。1961—2019年降水以5.386 mm/10 a的速率减少,其主要原因是小雨和中雨减少,且近年来降水减少速率变缓;(2)空间上,降水整体呈减少趋势。小雨呈减少趋势,辽宁降水减少最显著,50个站均呈下降趋势,37个站通过显著性检验。中雨和大雨均呈减少趋势,但不显著。暴雨有超过60%的站呈上升趋势,黑龙江以上升趋势为主;(3)厄尔尼诺次年盛夏,中部型(CP型)降水量整体多于东部型(EP型)。EP型辽宁降水偏多,吉林呈西北—东南降水反相分布,内蒙古降水整体偏多,黑龙江整体偏少,且局部地区显著偏少。CP型辽宁降水亦偏多,且多于EP型,吉林为南北反相分布,黑龙江整体偏多,内蒙古整体偏少,且局部显著偏少。由此可以得出,厄尔尼诺可以作为次年东北地区盛夏降水的一个预测因子。     

安徽省近56年气候要素时空演变特征

基于安徽省17个气象站及周边9个气象站逐日平均气温和降水量数据,利用气候倾向率、Mann-Kendall检验、滑动T检验、交叉小波等方法分析了1960—2015年安徽省气候要素时空演变特征,并探讨其与ENSO之间的关系。结果表明:(1)年平均气温上升明显,春季变化幅度最大为0.3℃/10a,上升幅度最大月份分别为2月、4月、5月、10月份;年平均降水量略有增加,冬季和8月份降水增加达到显著性水平,其他季节、月份和年降水变化未达到显著性水平。(2)中部江南丘陵区气温高于淮北平原区和江南地区;江南地区为降水高值区,降水量随纬度增加而减少,冬季和夏季各地区变化趋势明显。(3)1994年年平均气温突变,突变后显著升高0.8℃;除夏季外其余季节均发生突变,春季平均气温变化最明显,突变后显著升高1.1℃;降水量在春秋两季发生突变,夏冬两季均无突变。(4)气温、降水量与ENSO有3~5a的显著周期,主要集中于20世纪60,80,90年代,年降水量周期比年均温周期在时间上相对滞后。     

近52年黑龙江省不同级别降水特征分析

利用黑龙江省28个气象站点1959—2010年逐日降水资料,采用气候倾向率、ArcGIS中的反距离加权插值等方法分析了黑龙江省不同级别降水日数、降水量和降水强度的气候特征及变化趋势。结果表明:近52a来,黑龙江省年平均降水量呈微弱的减少趋势,雨量的减少主要是由于夏季微雨和小雨雨量显著减少;降水强度呈显著减弱趋势,主要是源于微雨和小雨降水强度的减少;年雨日数及四季(夏季除外)的雨日数均呈增加趋势。雨日的增加主要是由于微雨、小雨及中雨日数显著增加;降水量空间分布特征总体表现为中部最多,南部其次,西部和北部相对较少。     

2017年夏季气候对农业生产的影响

2017年夏季(6-8月)全国平均气温为1961年以来第二高值,降水为1998年之后最多,夏季大部农区光温水匹配较好,墒情适宜,总体利于作物生长发育和产量形成.主要不利为南方农区频繁遭受台风影响,部分地区遭受暴雨洪涝灾害,农林渔业均遭受损失;北方局地出现区域性暴雨,突发性和极端性强;江淮、江汉和江南地区7-8月高温天气持续时间长,影响范围广,为1961年以来第三多年份,影响秋收作物生长发育和产量形成;6月上半月,内蒙古东部、辽宁西部、吉林西部和黑龙江西南部基本无有效降水,影响春播作物幼苗生长;7月上旬陕西局地受旱偏重.     

正交经验函数在降水量年季变化分析中的应用

正交经验函数可综合考虑地理空间对降雨特征的影响。结合正交经验函数,基于阜新地区1964-2018年降水量数据,对其降水量年季变化特征进行分析。结果表明:阜新地区年降水量空间变幅为63%,总体呈现递增变化,但增幅较小。夏季降水空间变化最为明显,且东部递增幅度较大,南部呈递减趋势,空间上总体呈现相反变化。冬季各区域降水量总体递减,空间变化较为一致。研究成果对于阜新地区旱涝分析具有重要的参考依据。     

西北农牧交错带中部气候变化特征及其持续性

近年来西北农牧交错带增温明显且干旱事件频发,对生态系统和农牧业生产造成非常严重的影响,认识该区域的气候特征及持续性特征对防范未来可能面临的灾害及政策调整有重要意义。利用20世纪50年代到2014年的月气象观测资料,采用回归分析、Mann-Kendall检验、极差分析法对西北农牧交错带中部近60年来的气候特征变化进行了分析,主要包括温度和降水在年和季节尺度的变化特征及其持续性特征。结果表明:研究区内年和季节平均温度呈较强的增加趋势,夏季增加幅度最小,冬季最大。年降水量呈微弱的减少趋势,但秋季降水量呈增加趋势,年降水量的减少主要是由夏季的降水所导致。平均温度在90年代左右产生了明显的增加突变,降水的变化集中在60年代、90年代以及2010年左右。平均温度呈较强的持续性,降水量呈微弱的反持续性,表明研究区未来的气候短期内会向暖湿化发展。     

基于土地利用变化的东北地区碳排放效应研究

[目的]通过分析东北地区2000—2014年不同土地利用方式的碳排放效应,为东北地区土地利用结构的优化和碳减排提供参考。[方法]利用土地利用数据和能源消耗数据等,采用碳排放系数法,对东北地区2000—2014年不同土地利用方式的碳源/汇进行计算,并分析其区域差异和碳排放强度。[结果](1)建设用地是东北地区碳排放量的主要来源,对碳排放的贡献率超过88%,辽宁省的碳排放量最多。(2)东北地区森林碳汇资源丰富,黑龙江省是东北地区碳吸收的主要来源。(3)东北地区人均碳排放强度呈缓慢增长态势;地均碳排放强度先增长后降低;单位GDP碳排放强度在持续稳定下降,但是当前其下降程度还远远不足以使碳排放总量减少。(4)东北地区是一个不均衡的区域,黑龙江省对其他区域有贡献;吉林省碳排放造成的生态环境影响在内部区域已经自行承担;辽宁省则损害了其他地区的利益。[结论]黑龙江省和吉林省面临着一定的碳减排压力,辽宁省面临着较大的碳排放压力,综合来看东北地区面临着较大的碳排放压力。     

基于自然灾害风险理论的东北地区玉米干旱、冷害风险评价

为了分析干旱、冷害灾害对农作物生长的综合影响,全面评价其综合风险,该文利用东北地区35个农业气象站1961-2010年气象资料、1981-2010年玉米发育期资料、1961-2010年产量面积资料、近50 a东北三省的灾情资料以及近10 a东北三省各县的社会经济统计资料,以玉米出苗—抽雄、抽雄—成熟2个生长阶段发生的干旱及冷害为研究对象,基于水分亏缺指数和热量指数分别建立了干旱指标和冷害指标,对东北地区玉米干旱、冷害进行风险分析。建立了包括危险性、脆弱性、暴露性和防灾减灾能力4个方面的东北地区玉米干旱、冷害风险评价模型,指出危险性和防灾减灾能力是风险评价模型中最重要的两个影响因子。研究结果为,东北地区玉米干旱、冷害高风险值区位于黑龙江西南部和东北部,以及辽宁西部建平县一带,风险指标值在0.8以上;吉林西北部、东南部、辽宁东北部为次高值区,风险指标值在0.6~0.7之间;低值区位于辽宁中南部及辽东半岛,风险值在0.3左右。研究结果可为东北地区防灾减灾工作提供客观依据。     

基于公平视角的耕地生态补偿标准量化研究

[目的]基于公平视角量化2011-2018年东北地区的耕地生态补偿标准和优先级,为东北地区耕地生态保护提供理论指引。[方法]从生态系统服务价值出发,在对耕地生态补偿行为和标准进行理论分析的基础上,构建当量因子和水足迹模型。[结果]①东北地区耕地生态系统服务价值呈现东高西低的特点,在2011-2018年,各省份均出现先上升后下降再上升的趋势。②在剔除耕地经营者自身消费的生态系统服务价值并结合不同地区支付能力后,黑龙江省、吉林省、辽宁省的耕地生态补偿标准近几年较之前偏低,2018年的额度分别应为5.73×10¹⁰,3.13×10¹⁰,1.33×10¹⁰元。③考虑各省份的经济发展水平,生态补偿优先级由高到低分别为黑龙江省、吉林省、辽宁省,应当率先向黑龙江省支付耕地生态补偿。[结论]在今后进行耕地生态补偿时,要科学合理地测度补偿标准并健全跨区域补偿机制。     

东北三省水稻干湿交替灌溉模式适宜性分区

为了研究不同灌溉模式下水稻耗水特征及水分利用效率,探讨节水灌溉模式在东北水稻种植区的适宜性,该文基于东北三省水稻种植区1981-2016年县域气象资料、水稻作物资料以及土壤资料,利用调参验证后的ORYZA(v3)水稻模型,模拟了过去36a淹水灌溉(flood irrigation,FL)和干湿交替灌溉(alternative wetting and drying irrigation,AWD)2种灌溉处理下水稻的产量、耗水量以及水分利用效率,并结合干湿交替灌溉模式产量的高产性和水分利用效率的高效性,综合分析干湿交替灌溉模式在研究区域适宜性。研究结果表明:1)1981-2016年2种灌溉模式下,研究区域水稻平均产量显著增加,呈由西南向东北减少空间变化特征;过去36a水稻耗水量整体呈显著下降趋势,空间上整体呈西高东低;水分利用效率整体呈显著提高趋势,淹水灌溉模式下分布南低北高,干湿交替灌溉模式下整体东高西低。2)与淹水灌溉相比,干湿交替灌溉模式下研究区域内水稻产量减少1%~19%,平均减少11%,但水稻耗水量可降低3%~26%,平均为15%,研究区域水分利用效率提高8%。3)干湿交替灌溉模式最适宜区集中分布在辽宁省辽河平原南部、吉林省扶余-蛟河一线及延吉地区、黑龙江省松嫩平原东南部,适宜区集中在辽宁省辽河平原南部凌海、海城等地区、吉林省中部的永吉-磐石-柳河口一线以及黑龙江省中东部的方正、富锦等地区,次适宜区位于辽宁省东部灯塔、开原等地区,吉林省镇赉、双辽地区及黑龙江省中东部铁力、饶河地区,较适宜区分布在辽宁省东北部铁岭、清原等地区,吉林省长白、洮南及黑龙江省西部富裕-林甸-安达一带。研究区域干湿交替灌溉模式对节约水资源及保证水稻高产高效具有重要意义。     

气候变化背景下播期对东北三省春玉米产量的影响

为探究气候变化背景下东北三省(黑龙江省、吉林省和辽宁省)春玉米适宜播期的变化程度,本文以东北三省春玉米潜在种植区为研究区域,基于1981—2015年气象资料,1981—2012年农业气象观测站玉米生育期、产量资料以及土壤资料,分气侯区对农业生产系统模型(APSIM)进行调参和验证,建立适用于东北三省10个不同气候区的模型相关参数,在各气候区利用调参验证后的APSIM-Maize模型设置不同播期,模拟各年代不同播期下春玉米潜在产量和气候生产潜力,综合高产和稳产性指标,明确了不同区域各年代不同条件下适宜播期范围。研究结果表明,APSIM模型对于东北三省7个春玉米品种开花和成熟两个关键生育期以及产量模拟结果与实测结果具有较好的一致性,表明APSIM模型能够较好地模拟研究区域春玉米生育期和产量。充分灌溉条件下,研究区域内适宜播期范围从4月16日至5月19日,空间上呈纬向分布南早北迟的特征; 20世纪90年代和21世纪00年代玉米适宜播期较20世纪80年代有提前趋势,其中20世纪90年代提前趋势更明显;第1、第3、第5、第7和第9气候区雨养条件下较充分灌溉条件下适宜播期有推迟趋势,推迟天数为3～6 d。雨养条件下各年代不同气候区理论上的适宜播期较目前生产中实际播期下的产量提高2.84%～9.96%。以上结果为进行未来气候变化对东北三省春玉米影响及其适宜播期等研究提供了技术支撑。     

吉林省植树造林的气候适宜性分析

从水分平衡角度对吉林省植树造林的适宜程度进行了分区，结果为西部地区不适宣大面积种植乔木林，应以灌木林为主，近水旁可种植乔木；中部地区大部分地方可种植乔木，但在山坡、岗地应以灌木为主；东部地区为林木种植适宜区。     

东北地区乡村旅游重点村空间分布及其影响因素分析

为了明晰旅游业在乡村振兴中的增长效应与发展作用,以东北地区36个市(州)范围内的87个乡村旅游重点村为研究对象,运用最邻近指数、核密度分析、空间自相关等空间统计方法,阐释了东北地区乡村旅游重点村空间分布特征及影响因素。结果表明:(1)东北地区乡村旅游重点村在空间上呈集聚分布态势。(2)在空间分布上呈现“南多北少”的特征,大体可分为辽宁中东部、吉林中部、吉林东北部和黑龙江中部4个“中心—外围”片区。(3)从乡村旅游重点村所在市(州)来看,延边州与本溪市是乡村旅游重点村数量最多的地区; 从空间关联来看,“高—高”集聚区在延边州,“低—高”集聚区在白山市,“高—低”集聚区在本溪市。(4)乡村旅游重点村空间分布受到地形、水资源、区位等多重因素的共同影响。综上,东北地区乡村旅游重点村空间分布具有集聚特征,各区域受自然条件与社会人文等因素影响显著。     

吉林省农作物生长季降水资源的时空分布特征

将5—9月作为吉林省农作物的生长季，利用吉林省47个气象站1961—2001年实测月降水数据，采用滑动平均、累计距平、EOF、REOF、Man—Kendall趋势分析和R／S分析等方法，研究生长季降水的时间序列、空间分布以及趋势性、持续性特征。结果表明：41a中，吉林省生长季降水表现为减少趋势（0．969mm／a）；从空间上看，生长季降水存在4个相关性大的次区域；全省大部地区的变化趋势都与过去相同，即未来生长季降水变化趋势仍为减少趋势。     

基于SPEI的1961-2012年东北地区干旱演变特征分析

基于1961-2012年东北地区65个气象站逐日降水、气温、相对湿度、实际水汽压、风速和日照时数资料,计算标准化降水蒸散指数（SPEI）,并对SPEI指数评价实际干旱的能力进行验证,采用M-K趋势检验和正交经验分解函数等统计方法,分析近52a东北地区年、季尺度的干旱演变特征.结果表明：SPEI指数可以表征东北地区的干旱特征;1961-2012年,全区年SPEI指数呈现明显的阶段性特征,20世纪60年代后半段、70年代后半段和90年代后半段-21世纪初的3个时段发生了连续干旱,中西部地区是干湿变化异常敏感的地区.东北地区春季干湿状况变化趋势不明显,但在2003年以后出现变湿态势,夏、秋季有不显著的干旱化态势,20世纪90年代中期以后秋季干旱化态势明显增强,黑龙江省西南部和吉林省西部地区秋旱加强态势较其它地区明显;冬季21世纪全区趋于变湿,变湿态势较明显的地区位于吉林省中西部和辽宁省北部.