作物残茬覆盖对农田土壤风蚀的影响

为定量评价干旱半干旱地区农田土壤抗风蚀效果,采用移动式风洞及其配套测试系统对内蒙古武川县上秃亥乡农田地表进行了原位测试研究。结果表明,不同风速下土壤风蚀量随作物残茬盖度的增加呈指数规律减少;40%以上残茬盖度可明显提高土壤颗粒起动风速并减少风蚀量;当风速为14~18 m/s时,地表作物残茬盖度为60%~80%具有较好的抗风蚀效果。     

北非埃及地区风蚀沙尘时空变化研究北大核心CSCD

通过分析1990—2020年北非埃及气象观测数据和卫星遥感资料,研究风蚀沙尘的时空变化特点,并阐明主要影响因素。结果显示:埃及近30 a沙尘天气发生频次在20~65 d·a^(-1)之间变化,整体呈现出逐渐降低的变化趋势,总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulates,TSP)年均浓度在400~1200μg·mg^(-3)之间波动,在全球干旱区处于较高强度水平;扬沙天气发生频率最高,其次是浮尘、沙尘暴和强沙尘暴天气,其中春、夏两季扬沙天气日数占全年沙尘天气总日数的60%以上,环境TSP浓度与沙尘天气发生频次高度相关;近30 a埃及地面风速呈现减小趋势,风力侵蚀作用是影响地区空气质量的关键因素;沙尘天气频率与大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)指数显著负相关,相关系数约为-0.67。本研究为全面了解北非埃及地区风蚀沙尘的时空变化特征和预防沙尘暴灾害提供理论依据和数据支持。     

基于风蚀模型的准东地区土壤风蚀研究

文中选取准噶尔盆地东部(准东)为研究区,以土地利用类型、气象数据为基础,结合实地监测与调查,基于中科院寒区旱区环境与工程研究所的大田推广模型,定量计算各类地表在不同植被和风力条件下的土壤风蚀模数,分析准东地区土壤风蚀状况。结果表明:准东地区土壤风蚀模数呈现未利用地(风蚀模数6456.17t·km~(-2)·a~(-1))>林草地(风蚀模数3437.32t·km~(-2)·a~(-1))>耕地(风蚀模数758.71t·km~(-2)·a~(-1));土壤风蚀主要发生月份为4月和5月,占全年风蚀量的52%。模型模拟的准东地区年风蚀总量达10194.28万t,平均风蚀模数4571.43t·km~(-2)·a~(-1)。为验证模型模拟的准确性,用测钎法实测准东地区土壤风蚀模数,模型模拟值与实测之间的误差分析表明模型的精确性达84%以上,证明该模型可用于该区域土壤风蚀监测。     

聚乙烯醇对临界切力速度及风蚀的影响

在干旱半干早地区风蚀是一个严重的问题,特别是在砂土和砂上耕作种植作物的地区更是如此。土表留残茬能减少风蚀,但是在干旱半干旱地区作物残茬很少,有些又用于饲料,燃料等,不能满足要求。由于风蚀的分拣作用能使粉粘粒随风移动,砂粒含量增高引起很大的风蚀,因此,风蚀对砂土危害就更大。     

农田耕作方式与土壤风蚀强度关系的风洞模拟实验

以土壤风蚀严重的河北坝上康保县为研究区,采用风洞试验的技术手段,对农田耕作方式与土壤风蚀强度的关系进行研究。结果表明,农田留茬与翻耕、农田垄向及农作物残茬高度的差异对土壤风蚀强度有较大影响。垄向平行主风向的风蚀强度大于垄向垂直主风向的风蚀强度。风速越大,垄向不同造成的风蚀强度的差异越大,尤其是当风速≥15m/s时,风蚀强度的差异表现得较为明显;风蚀强度与留茬高度呈负相关;翻耕地的风蚀强度大于任何留茬地的风蚀强度;风蚀强度与风速变化呈现出指数函数变化规律。因此,农田垄向垂直主风向、作物收获后不进行翻耕、留有适度茬高、优先种植残茬硬度较大的莜麦作物,这样的耕作方式可有效降低土壤风蚀强度,缓解河北坝上地区农田土壤风蚀状况。     

内蒙古京津风沙源治理工程土壤风蚀控制效益研究

2000—2013年内蒙古风沙源治理工程区风蚀模数整体呈现下降趋势,风蚀程度有所减轻。5个亚治理区风蚀模数差异较大,其中浑善达克沙地治理区风蚀模数最高,其他依次为科尔沁沙地南缘治理区﹥乌兰察布高平原退化草原、荒漠草原治理区﹥锡林郭勒高平原-乌珠穆沁沙地盆地退化草原治理区﹥华北北部丘陵山地水源涵养治理区。工程区土壤风蚀量明显减少,2001—2013年累计净减少1 370 446.65×104t,其中,乌兰察布高平原退化草原、荒漠草原治理区累计净减少风蚀量最大;其次为锡林郭勒高平原-乌珠穆沁沙地盆地退化草原治理区。风力是造成内蒙古风沙源工程区土壤侵蚀的最主要营力。2000—2013年,工程区风蚀模数与风蚀量的逐步降低说明,京津风沙源治理工程实施十余年以来,通过实施各类治理措施,工程区土壤风蚀得到初步控制,工程区生态状况趋向好转,随着森林资源总量与质量的提高,水土流失状况进一步改善,沙化土地治理初见成效。     

浑善达克沙地南缘风蚀量的研究

在对浑善达克沙地南缘多伦县沙漠化土地调查中,就其风蚀地貌进行了详细的研究,不仅论证了风蚀地貌的形成、类型和分布,而且实测了不同类型区的风蚀量数据。并采用克拉瓦洛维克的风蚀强度公式计算了该地区风蚀量的理论值。以测定数据为基础,研讨了增加地表粗糙度的方法及防止或减缓风蚀的有效途径,并且具有在同类地区示范推广作用。     

1981-2010年乌昌地区20 cm蒸发皿蒸发量变化原因分析

选用1981-2010年乌昌（乌鲁木齐-昌吉）地区20 cm蒸发皿蒸发量资料,采用气候趋势法分析其变化趋势,结果表明：30 a间中、高山带蒸发量呈增加趋势,其中高山带增加较明显;平原区、低山带蒸发量以减小趋势为主,其中平原区减小速率最大。四季中大西沟和天池蒸发量均为增加趋势,其中春季和夏季增加较显著,平原区、低山带蒸发量四季均为减小趋势,其中夏季减小最快,其次为春季和秋季,冬季减小趋势较弱。用累积距平法做突变检验,乌昌地区在过去30 a高山带蒸发量在20世纪90年代末发生了快速增加;中、低山带蒸发量突变不明显,平原区大部分站蒸发量80年代末发生突变性减少现象。[JP2]偏相关系数的显著性分析表明,高、中山带蒸发量增加的主导因子是气温升高;低山带蒸发量下降的主导因子是相对湿度增加;而平原区蒸发量减小的主导因子是风速减小。     

黄河上游玛曲地区近40a蒸发量变化特征分析

利用黄河上游玛曲气象站1969-2008年的蒸发量观测资料,用线性趋势分析、小波分析及突变分析等方法,分析了玛曲近40a蒸发量的变化特征。结果表明:近40a来玛曲年蒸发量呈较为明显的减小趋势,倾向率为-44.3mm/10a,其中90年代这种减小的特征更为突出。玛曲年蒸发量存在较为明显的准10a周期变化和25a较长周期变化特征。年蒸发量在1974年发生了由高向低的突变。40a中玛曲各季节蒸发量普遍呈减小的趋势,其中尤以夏季蒸发量减小的趋势最为明显,春季蒸发量变化较平缓,减少的趋势在各季节中表现最微弱。通过对蒸发量与环境因子之间的相关关系分析表明,气温日较差和风速是影响蒸发量的最重要的因子,气温日较差和风速的明显减小,可能是引起蒸发量下降的主要原因。     

对中国北方沙尘天气和气候的功率谱比较

通过对中国北方103个站1961-2000年的每月沙尘天气日数、月平均风速、月降雨量和月平均蒸发量等气象资料的功率谱分析,发现沙尘天气和气候的功率谱在1年和0.5年上有2个峰值;沙尘天气和风速在低频部分（周期大于2年）的谱上有个高值区;降雨量和蒸发量在低频区均没有高值区;40年中国北方沙尘天气的整体下降趋势与风速减小是...     

海河流域1961～2010年干旱化特征及其变化趋势分析

利用1961～2010年海河流域内及其周边51个站的降水、气温、相对湿度、风速、日照时数等气候因子日数据,采用相对湿润度指数方法揭示了流域50年不同等级干旱的时空演变规律,并剖析干旱与气候变化的关系;再利用小波分析法研究流域相对湿润度指数距平的周期变化规律,预测海河流域未来的干旱化趋势。结果表明:时间上,流域轻旱频率最高,年代际变化上总体趋向干旱化;空间上,东北部为轻旱频发区;西北部的中旱频率较高;重旱主要集中于张家口、忻州、邢台等周边地区;流域降水量和蒸发量的年代/年代际变化呈双降趋势,且后者减小速率相对较小,区域整体干旱化有减弱趋势。流域相对湿润度指数距平的时间序列存在10年尺度的显著变化周期,预计到2017年间海河流域总体仍处于干旱化阶段。     

东亚北风异常对西北东部春季降水的影响

利用1961-2008年NCEP/NCAR(2．5°×2．5°)再分析逐月500 hPa高度场资料和1961-2008年西北地区东部陕、甘、宁、青4省170个气象观测站的月降水量资料,计算春季东亚北风指数,分析研究区春季降水的历史演变规律、东亚北风指数的年代际变化及其与西北春季降水的关联。结果表明:50 a来降水演变特点是以黄河为界,黄河以西降水呈增多趋势,黄河以东降水呈减少趋势,降水减少的幅度明显大于增加的幅度;特别是近20 a,黄河以东广大区域降水减少的幅度越来越大,干旱化趋势明显,而青海南部、河西走廊则降水呈增加趋势。在此期间,春季东亚北风逐渐增强,特别是20世纪90年代中期以后明显增强。进一步分析表明,当春季东亚北风偏强（弱）时,除青海南部外,西北地区东部大部分地方降水偏少（多）,即春季东亚北风异常增强,可引起西北地区东部黄河以东干旱少雨,导致干旱化加剧。     

基于ITPCAS再分析资料中国近地面风速时空变化特征

准确分析中国近地面风速时空变化规律对区域气候变化、蒸散发的估算、雾霾预报等研究具有重要意义。本文利用1979-2015年ITPCAS再分析资料的近地面风速(10 m)与中国110个气象站点的风速资料,分析该数据集在中国区域的适用性,并对2011-2012年风速数据进行修正,分析该区域近地面风速的时空变化特征。结果表明:①ITPCAS再分析数据集风速资料基本满足应用要求,但部分数据需修正。修正后的风速数据模拟精度得到较大提高,具有较好的应用前景,特别是在西北高寒、干旱地区;②1979-2015年中国62.12%的区域风速为下降趋势,全国平均风速每10 a变化速率为-0. 073 m·s^-1,其中东南诸河流域每10 a变化速率最大(-0.202 m·s^-1);③除珠江流域外,其他各流域风速均呈下降趋势。中国各月平均风速呈单峰形,最大值出现在4月,最小值出现在12月;④年平均风速变化主要表现在3-6月下降速率最大,风速变化趋势在各个流域、各月份保持不变。     

50 a来内蒙古荒漠草原气候干燥度的空间分布及其演变特征

根据内蒙古荒漠草原11个气象观测站1961-2010年的日平均气温、降水量资料,采用改进的谢氏干燥度计算公式,并利用ArcGIS软件分析内蒙古荒漠草原50 a来气候干燥度的时空变化规律。结果表明：① 平均干燥度呈条带状自东南向西北逐渐递增,表明干燥程度由东南向西北逐渐加强;② 除中部偏西（海流图地区）干燥度减少、气候趋于湿润化外,其他地区干燥度指数呈增加趋势,说明内蒙古荒漠草原地区气候干旱化趋势明显;③ 20世纪70年代属于相对湿润期,21世纪初干旱程度明显加大。其结果导致干旱区面积随年代增加,至21世纪初干旱区面积增加了近3倍,从另一个侧面说明研究区域气候干旱化趋势显著;④ 干燥度4.0等值线向东南方向移动,逐渐侵入典型草原。以20世纪60年代为基点, 90年代前变幅相对较小,21世纪初的偏移范围最大。此外,该线在研究区域东部变化强烈,空间位移幅度大,西部相对变化较弱,空间位移相对较小。     

河北省干旱分布特征和变化规律分析

选取河北省有连续观测资料的72个观测站日降水量和日平均气温,利用干旱综合指数方法计算1970-2009年的每日干旱综合指数。应用干旱综合指数（C_i）对河北省干旱过程进行监测与诊断,分析河北省气候干旱的时空变化特征及其成因。结果表明：河北省各地都有干旱发生,中南部为干旱多发区;各地区均是4月和5月干旱发生频率最高,秋季干旱发生的频率也很高;过去40 a中,河北省年干旱日数、生长季干旱日数总体上没有显著增加或减少;从四季来看,春季干旱日数存在明显的减少趋势,夏、秋季有增加的趋势,冬季的变化趋势相对较小。      

近49 a乌鲁木齐气候变化及其与EI Nino/La Nina事件的关系

利用乌鲁木齐气象站1961－2009年的逐月平均气温、降水量和风速以及EI Nino/La Nina事件统计数据,采用趋势线法和统计分析等方法,研究近49 a来乌鲁木齐气候变化与EI Nino/La Nina事件的关系。结果表明：49 a来乌鲁木齐降水量和气温均有所增加,风速具有一定的下降趋势;气候向暖湿化方向转变。1961－2009年共有16个厄尔尼诺事件年,13个拉尼娜事件年。EI Nino/La Nina事件影响乌鲁木齐季节降水量、年平均气温和风速。在厄尔尼诺年,乌鲁木齐冬季降水偏少、风速偏小、年平均气温偏高、容易形成暖冬,且易发生旱灾。在拉尼娜事件年,乌鲁木齐春季或夏季往往降水偏多、风速偏大、易遭遇洪水、寒潮和风灾。     

近50年东北地区的气候变化事实检测分析

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国东北地区1956年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明:东北近50 a来年平均气温变暖幅度约为1.5℃,增温速率接近0.3℃/(10 a),比北半球和全国同期平均增温速率明显偏高。气温增暖主要发生在最近的20余年。1956年以来东北平均降水量呈略减少趋势,降水变化的空间特征明显而相对稳定,黑龙江的漠河、内蒙古的海拉尔、赤峰的个别地区呈略增加以外,其他大部地区呈减少趋势,尤其黑龙江东部、吉林西部以及辽宁东南部地区降水减少明显。在降水量减少的同时,降水日数也同时减少。分析还发现,近50 a来东北平均的日照时数、平均风速、蒸发量、相对湿度等气候要素均呈显著下降趋势。各不同的气候要素都存在着年际和年代际变化振荡周期,对这些气候要素进行了突变检测,发现年平均气温在1988年发生了明显突变,气温突变首先是以最低气温突变开始的,说明气候变暖是以最低气温变暖开始的。降水量在1961年发生突变,降水量由多减少;降水日数在1994年发生了由多转少的突变;日照时数突变发生在1978年,之后日照时数呈变少趋势。     

青海东部干旱发生规律及其变化趋势

通过对青海东部地区干旱状况的调查, 结合气候变化,分析该地区的干旱特点、形成原因、时空分布及干旱的成灾和危害程度。结果表明：受全球变暖的影响,青海省东部地区自20世纪70年代以来,气温持续升高,降水量没有显著增加,河川径流略有减少,导致该地区干旱频繁发生,并且在今后一段时期内,干旱形势难以缓解。由此引发的地质灾害和农业生物灾害等会给该地区带来一系列环境问题。     

西北地区冬季地面风速特征及其与春夏季地表感热的关系

利用EOF、气候突变检测及相关统计方法,分析我国西北地区近37年（1970-2006）冬季地面风速的时空异常,并对近25年（1982-2006）西北干旱区春、夏季地表感热的时空异常变化及其与前期冬季风速的关系进行相应的研究。结果表明：近25年西北地区冬季风速下降趋势显著,20世纪70年代冬季地面风速普遍较大,80年代风...     

黄河源区气候变化及人为扰动的生态响应

利用黄河源区1959-1999年的气象和水文资料,分析了该区气温、蒸发量、风速、降水量、径流量以及多年冻土的演变规律,揭示了源区对气候变化和人为扰动的生态响应趋势。研究表明:近40年黄河源区气温升温趋势明显,源区升温高达0.58℃/10 a,成为全国升温最高的地区,但气温的升高并没有引起蒸发量的总体上升,反而有所下降,蒸发量下降可能与风速下降有关;气温的升高导致多年冻土层变薄植被失去保护,地表蒸发增强,同时冻土层上限下移,径流量也受到影响;降水有所减少,但其变化趋势并不是十分明显,这与西北地区整体的降水规律有着较为明显的不同,显示出黄河源区的独特的地域性;降雨量与径流量的变化趋势基本一致。气候变化和人为扰动共同造成了草原退化、水土流失加剧、自然灾害频发、冰川萎缩、冻土退化、水体减少等生态问题,气候变化是造成黄河源区生态退化和破坏的根本原因,大规模生态移民可能是保护黄河源区生态的根本办法。