新疆精河气温、降水与径流量近51 a变化分析

[目的]针对气候和水的变化研究已成为世界瞩目的热点,新疆属于干旱半干旱地区,对于新疆来说水资源极其重要,利用1957～2008年精河流域的气温、降水、河流年径流量数据对该流域的气候、降水、河流年径流量进行研究分析,为流域经济今后更好的发展提供服务.[方法]应用Excel软件和DPS软件对精河流域1957～2008年的气象数据及水文数据做数理统计分析.[结果]径流与降水的相关性较大,而气温对径流的影响较小,三者的年变化表现出一定的规律性.[结论]该区(1)年平均气温变化大,20世纪80年代后呈明显的上升趋势,气温时间序列的6 a周期较突出.(2)降水量波动变化大,年降水变化趋势呈波浪状分布,1957～2008年可分为三个阶段.(3)年径流量的年际变化大,与年降水量的变化趋势相似,呈波浪状.同时,年径流量会出现周期为4～5 a的稳定期.     

新疆天山北部气候变化及其对径流的影响

[目的]研究新疆天山北部气候变化及其对径流的影响。[方法]利用新疆天山北部16个气象站和肯斯瓦特近51年的气象、水文实测资料,运用非参数Mann-Kendall单调趋势及突变检验、小波分析、R/S分析及周期性叠加趋势模型,对新疆天山北部气候变化及玛纳斯河的时间序列进行了分析,探讨了近51年来新疆天山北部气候及径流变化的趋势、突变、周期、未来变化趋势及气候变化对源、干流年径流的影响量。[结果]新疆天山北部气温、降水量皆呈显著性增加趋势,且其Hurst指数均大于0.5,表明未来的一段时间内仍将保持这种走势;从年代际来看,1957～1959年气温偏低,降水量偏多,为低温多雨期,60和70年代为低温少雨期8,0年代气温接近多年平均值,降水量偏少,进入90年代以后为高温多雨期,并在2000～2007年尤为显著;气温、降水量分别在19951、996年发生了1.1℃和30.2mm的显著性增多突变;气温在112、2年处周期性显著,降水量存在5、81、42、2年的主周期。玛纳斯河流域年径流量与气候因子均存在周期性与趋势性,且呈周期性波动上升趋势;该流域年径流量和气候因子存在显著的相关关系,气温与年径流量的关系比降水量更密切。[结论]该研究为新疆天山北部的水资源合理配置、生态保护和农业生产提供科学指导。     

近50年来玛纳斯河流域气候变化对可利用降水量的影响

选择1961～2009年逐月降水和温度资料,计算出玛纳斯河流域年平均蒸发量及可利用降水量。在详细分析了近50年来玛纳斯河流域降水、气温、蒸发及可利用降水量变化特征的基础上,采用灰色预测分析法对降水、气温和可利用降水量进行了模拟,并对未来5年上述要素进行了预测。结果表明,近50年来玛纳斯河流域温度、降水和可利用降水量变化基本呈上升趋势,而蒸发量则呈现出下降的变化特征。建立灰色预测GM(1,1)模型对玛纳斯河流域2010～2014年的年降水、气温及可利用降水量进行预测,发现今后5年该流域温度将继续升高,而降水量和可利用降水量将出现减少的趋势。因此,为保证水资源能满足该绿洲干旱区可持续发展的要求,必须合理规划,注重水资源的保护和合理利用。     

气候变化与人类活动对博斯腾湖入湖径流影响的定量分析

[目的]研究气候变化和人类活动对新疆博斯腾湖流域的影响,将有助于提高气候变化条件下对水文过程的认识,对探讨流域资源的综合开发利用和开展建设节水型社会等都具有重要意义.[方法]基于博斯腾湖流域49年(1960～2008年)的入湖流量、温度、降水和大山口径流资料,利用Mann - Kendall秩次相关法进行趋势检验,同时应用滑动T检验及YAMAMOTO检验信噪比突变点检测方法对入湖径流量近49年的实测径流量进行突变点分析.[结果]研究发现流域降水、温度和大山口径流量增加趋势显著,而入湖径流量呈现不显著的增加趋势;1960～2008年间有两次突变发生,分别在1973年和1987年;将1973年之前作为基准期,并以之为界分为两部分,利用1960 ～ 1972年资料建立气候因子与径流量的多元回归关系,同时利用1973年之后的气象数据代入该关系式就能得到天然情况的径流序列,进而定量分离气候变化和人类活动对径流的影响并评估其强度.分析表明,人类活动对博斯腾湖流域的入湖径流量的影响强度呈增加趋势.[结论]为保证流域农业生态环境和入湖径流的稳定及可持续发展,应合理分配地表水资源,减少人类活动对地表径流的影响,确保人湖径流量.     

新疆北疆林区森林火灾与气象因子的相关性分析

[目的]探讨气候变化对新疆北疆林区森林火灾的影响,以期提高北疆林区森林防火适应气候变化的能力.[方法]利用北疆地区1994～2008年森林火灾资料、气象资料,采用相关分析方法,分析北疆林区近15 a年降水量、年平均气温变化特征和森林火灾变化规律.[结果]近15 a来,北疆林区森林火灾次数总体呈增长趋势,年际变化有明显的阶段性.[结论]气温升高、年降水量波动差异增大,导致森林可燃物积累增多和干燥易燃等因素是北疆林区森林火险等级呈增高趋势的主要气候原因.气候变化对北疆林区森林火灾有潜在增加的趋势,林区森林防火形势将更加严峻.     

西拉木伦河流域气候与径流关系

通过分析西拉木伦河流域1995—2012年气候资料,该流域内年平均气温、蒸发量、降水量均呈波动下降趋势,西拉木伦河流域降水主要集中在夏季。该流域4月、6月、7月、8月径流总量均在65.5×10~6 m~3以上,分别占全年径流量的15.3%,12.4%,25.5%,16.4%,从9月份开始径流量随降水量的减少而骤减,西拉木伦河流域径流量年际变化较为强烈,极值比悬殊。西拉木伦河流域年径流量呈波动减少趋势,年平均径流量变化倾向率为每10年-3.4×10~8 m~3。西拉木伦河流域年径流量变化与气候条件存在着明显的正相关性,即西拉木伦河流域年径流量随着年际气温、蒸发量、降雨量的增高(或降低)而增加(或降低)。     

气候变化对阿勒泰地区自然植被净第一性生产力的影响

[目的]建立阿勒泰地区自然植被净第一性生产力与年平均气温和年降水量的统计关系,在此基础上,估算未来气候变化对自然植被净第一性生产力的可能影响.[方法]利用新疆阿勒泰地区7个气象台站1961～2008年的历史气候资料对年平均气温和年降水量变化规律进行统计分析的基础上,采用周广胜等[1]的自然植被净第一性生产力模型,计算了近48年阿勒泰地区自然植被净第一性生产力的变化特征.[结果]48年来,阿勒泰地区年平均气温以0.475℃/10 a的倾向率上升,降水量以11.495 mm/10 a的倾向率增多,年平均气温和年降水量分别于1975和1986年发生了突变性的上升;受其影响,自然植被净第一性生产力以0.2 t/hm2/10 a的倾向率增长,并于1985年发生了突变性的增大.[结论]未来气候的"暖湿化"变化对提高阿勒泰地区自然植被净第一性生产力将产生积极影响,平均而言,在其它条件不变的前提下,年降水量每增多10;,自然植被净第一性生产力将增加7;～9;.年平均气温每升高1℃;自然植被净第一性生产力将增加0.06;～1.56;.     

近60a来玛纳斯河流域气候变化趋势及突变分析

[目的]气候变化是21世纪人类面临的最大环境问题之一.其中以干旱区较为明显,而新疆是最为突出的地区之一.[方法]以中亚典型冰川融化区玛纳斯河流域为例,运用线性回归及Mann - Kendall趋势检验方法分析其1956 ～2010年气温及降水资料的变化趋势和突变点.[结果]近60a来玛纳斯河流域经历了一个增温趋湿的过程,增加幅度分别在0.44℃/10 a和12.6mm/10 a;春、夏、秋、冬四季增温幅度分别为0.50、0.21、0.52和0.52℃/10 a,降水倾向率分别为2.44、3.22、2.76和3.64 mm/10 a;趋势突变检验分析表明:流域内年平均气温在1980s明显的增温过程,突变点在1989年,四季突变点分别发生在1995、1986、1996和1987年.年降水量突变也发生在1980s后期,四季降水量M-K检验表明秋冬突变点分别发生在1983和1997年,春夏没有发生突变.[结论]研究结果对全面认识及预测干旱区年际及季节气候变化有一定借鉴意义.     

青海湖流域蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化特征

[目的]研究青海湖流域1961～2007年蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化特征。[方法]采用气候倾向率方法,对青海湖流域1961～2007年20 cm小型蒸发皿蒸发量及其影响气候因子的变化趋势进行了分析。[结果]近47年来,青海湖流域的蒸发皿蒸发量呈现出减少的趋势,倾向率为-47.75 mm/10a。各季节的蒸发量除秋季没有变化外,其他各季以7.33～19.57 mm/10a的速率减小,其中春季减幅最大,冬季减幅最小;就变化趋势的空间特征而言,青海湖流域各站的年蒸发皿蒸发量除刚察站外,其他各站均表现为不同程度的减少趋势,减幅为32.36～75.63 mm/10a。蒸发皿蒸发量的减少幅度随着经度的增加而减少。影响蒸发皿蒸发量的日照时数呈显著下降趋势,夏季降水量显著增加,平均气温显著升高,平均最低气温的升高速率比平均最高气温的升高速率大,导致气温日较差减小,对蒸发也会产生影响。[结论]该研究对更好地了解青海湖流域对气候变化的响应以及该区域的水资源管理均具有十分重要的意义。     

湟水流域降水量长期变化趋势的时空分布特征及与气温的关系

【目的】分析青海湟水流域降水量的时空分布特征及与气温的关系。【方法】以湟水流域7个气象站点1971-2007年近37年的实测降水及气温作为研究资料,分析降水量长期变化趋势的时空分布特征及气温对降水量的影响。【结果】1971-2007年湟水流域近37年平均降水量略有增加,降水主要集中在夏季(6-8月),而降水量增加主要发生在春季(3-5月)。降水相对变率在1971-2000年明显增加,可靠性降低;2001-2007年降水相对变率减小,可靠性增加。在降水量丰沛和偏少的地区,降水量增加幅度不明显;而降水量中等地区,降水量增加趋势明显。1971-2007年湟水流域气温呈增加趋势;气温与降水量间大致呈负相关。【结论】流域内近37年平均气温明显增加,降水量略有增加,气温与降水量大致呈负相关,气温低的地区降水相对较多,气温高的地区降水相对较少。气温与降水量变化的关系比较复杂。     

环塔里木盆地近55 a农业气候变化特征分析

[目的]分析环塔里木盆地农业气候因子的变化特征与趋势.[方法]利用1951-2005年的逐月气候资料分析.[结果]在全球变暖的大气候背景下,过去55 a中环塔里木盆地年平均气温显著升高,增温速率在0.22℃/10 a以上.各季节及生长季平均气温都有所增加,冬季最大,达到0.5℃/10 a.冬季和秋季最高温增加均较明显.冬季、年平均和春季平均最低气温增加显著.生长季的平均、最高、最低气温增温速率都不明显.对降水量的分析结果表明,春季降水量、年降水量和生长季平均降水量有明显增加趋势.[结论]通过分析该地区农业气候变化特征,以期为有效管理区域农业、水资源,改善生态系统和实现可持续发展提供科学依据.     

近20 a新疆北疆天然草地植被覆盖度时空变化及其与气象因子的关系

【目的】研究新疆北疆1998～2018年天然草地植被覆盖度时空变化及其与气象因子的关系,为退化草地的生态修复提供技术支持。【方法】基于多年连续的MODIS–NDVI产品数据和气象数据,利用像元二分模型对近20 a新疆北疆天然草地覆盖度进行反演,分析该区域草地植被覆盖度的时空变化及与温度、降水相关性,研究北疆天然草地植被覆盖度与气象因子的关系。【结果】(1)近20 a来,北疆天然草地植被覆盖度总体上呈现为中部和东部较低,北部、西部和南部较高的空间分布趋势。(2)天然草地变化率呈增加趋势的占比为57.51%,天然草地变化率呈降低趋势的占比为42.49%。(3)近20 a来,北疆天然草地植被覆盖度与年均降水量呈正相关的比例为81.27%,呈负相关的比例为18.73%;北疆天然草地植被覆盖度与年均气温呈负相关性所占比例为39.48%,呈正相关的比例为60.52%。【结论】新疆北疆天然草地植被覆盖度与年均降水量的相关性高于年均气温。     

气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式和产量的影响

【目的】全球气候正以变暖为主要特征发生显著变化,探究气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植制度的影响,为制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】通过气象站点观测值的加权平均和一元线性回归分析黄淮海各省市地区1992—2013年来的气候变化特征。利用农业气象站点多年长期观察的夏玉米-冬小麦物候数据,通过加权求平均,分析气候变暖背景下夏玉米-冬小麦的生育期和茬口推移情况。采用一元线性回归分析1992—2013年来黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量变化。同时利用非线性回归分析法和面板数据敏感性分析法分析气候变化对黄淮海地区夏玉米-冬小麦周年产量的影响。【结果】1992—2013年来,黄淮海地区温度整体呈现波动上升趋势,降水总量变化趋势不明显,但区域差异显著。在气候变化的背景下,黄淮海地区夏玉米-冬小麦种植模式发生明显改变:冬小麦播种时间推迟,生育期存在缩短趋势,不同地区缩短2—5 d不等;夏玉米播种时间南部推迟而北部提前,收获时间总体呈现推迟趋势,整个黄淮海地区生育时长未发生明显变化。茬口时间因夏玉米-冬小麦生育期的推移呈现不同程度延长,造成了气候和土地资源的浪费。1992—2013年间黄淮海地区夏玉米-冬小麦单产呈显著上升趋势,多数省份达到显著水平。非线性敏感性分析表明,最低温度、最高温度和平均温度对夏玉米-冬小麦产量的影响基本表现为同时增产或同时减产的一致性。冬小麦产量受最低温度的影响最为显著,东南部的江苏省和山东省减产明显,而北部河北省和西部河南省表现为增产。温度升高除对河南省夏玉米有增产作用外,其他省份夏玉米产量均出现不同程度的降低,这可能与温度升高的幅度不同和降水的区域性差异有关。降水量对夏玉米-冬小麦产量影响存在地区差异。总体上气候变暖对周年单产影响表现为北部增产,而南部减产,因而选择适宜早播且生育期长的夏玉米品种对保障周年产量具有重要意义。【结论】气候变暖背景下,黄淮海地区冬小麦播种时间推迟,生育期缩短,夏玉米生育期北部延长而南部缩短,生育期的推移导致茬口时间延长,造成了气候资源和土地资源的浪费。1992—2013年间夏玉米-冬小麦周年产量显著提高。温度升高和降水增加对产量的影响存在区域差异,整个区域平均来看升温使夏玉米减产,冬小麦增产;降水增加有利于黄淮海北部地区夏玉米的产量形成,对南部地区夏玉米产量则存在不利影响,而对黄淮海大部分地区冬小麦的产量形成不利。     

西北地区植被覆盖变化及其与气候因子的关系

【目的】分析中国西北地区植被覆盖变化情况及其与气候因子的关系,为改善区域生态环境提供参考。【方法】利用GIMMS/NDVI数据,采用NDVI均值法、差值分析法以及相关分析法,对西北地区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系进行分析。【结果】植被覆盖增加的区域主要有：新疆的天山、塔里木河流域、青海的东南部、甘肃的中东部、宁夏部分地区以及陕西省等地区,植被覆盖减少的区域主要分布在：新疆塔里木盆地、昆仑山、甘肃西北部以及宁夏和甘肃交界处等地。植被NDVI与年际温度呈显著的正相关性,并且与年内气温、降水量和积温存在极显著的相关性,相关系数分别为0.890、0.900和0.442。【结论】1982-2006年西北地区植被NDVI呈增加趋势,增速为0.4%/10 a,植被覆盖变化与年内气温和降水量的相关性显著,并且植被变化对气温和降水的响应存在时滞。     

新疆沙尘暴源区塔克拉玛干空气真菌群落的T-RFLP分析

[目的]了解新疆塔克拉玛干沙漠周边地区空气真菌物种多样性及群落结构特征.[方法]应用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术分析和比较塔克拉玛干沙漠空气真菌多样性.[结果]塔克拉玛干沙漠周边且末地区的空气真菌物种多样性最高,尉犁地区最少,9个地区空气样品间相似性介于8.3;～41.9;,其中若羌和莎车地区的相似性最高,达到41.9;;尉犁地区与且末、叶城的相似性最低,为8.3;,与聚类分析结果大体上相一致.典型性相关分析(CCA)表明非生物环境因子(海拔、温度、风速等)影响空气真菌群落的多样性.[结论]塔克拉玛干沙漠周边9个地区空气真菌多样性较丰富,且各地区的优势真菌种群和丰度不同;限制性内切酶的种类对空气真菌群落信息的描述有较大影响.     

黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖时空演变分析

【目的】分析近25年来黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖的时空演变特征,为黄土高原生态极其脆弱区的环境发展方向及宏观决策提供依据。【方法】利用1982-2006年GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）8 km/15 d分辨率数据,统计检验年、季节及月等不同时间尺度上NDVI的演变特征,在ArcGIS软件中表达10年尺度间NDVI均值的空间分布差异,并用面积累积频率曲线表达研究区NDVI值的整体分布及演变状况;同时用时间相关及空间对应法分析研究区NDVI与降水量的时空联系。【结果】近25年来,黄土高原地区水蚀风蚀交错带植被NDVI总体呈显著（P<0.05）上升趋势,秋季及9-10月NDVI分别呈极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）上升趋势。在10年尺度上,研究区植被NDVI空间分布差异较大,持续性增加面积仅为22.3%,集中分布在陕北吴旗、志丹所在北洛河上游,安塞、延安所在延河地区以及西宁西南部。年降水量与年NDVI均值有较好的正相关关系,月尺度上则存在着明显的滞后效应;在10年尺度上,西宁西南部、吴旗-延安等NDVI持续性增加地区与降水量增加的空间分布比较吻合,而内蒙古东胜附近NDVI改善但降水量呈减少趋势,本区属于鄂尔多斯草原禁牧、退耕还林还草生态恢复区,说明生态环境建设产生了较好的生态环境效益。【结论】黄土高原水蚀风蚀交错带25年来NDVI整体呈显著改善趋势,但空间差异较大;其改善程度的空间差异性既有降水的作用,也有人为活动的影响。     

沈阳东陵区近58年农业气候资源趋势变化

对沈阳东陵区近58年农业气候资源趋势变化进行分析,结果表明,年日照时数趋势减少309h,气候跃变前后平均减少170h,4～7月是日照时数减少的主要时段。年平均气温趋势升高1.5℃,跃变前后平均升高1.1℃。平均最高气温升高1.2℃,平均最低气温升高1.5℃;在气温升高的过程中最低气温的贡献最大,上半年是升温的主体,趋势升高2.2℃。年降水量趋势减少155mm,气候跃变前后降水量平均减少53mm,多雨年在减少,少雨年在增多。春季降水量略有增加,夏季降水量趋势减少95mm,秋季降水量趋势减少50mm,冬季持平。