近45年来新疆≥10℃期间积温和降水量的变化特征

利用新疆1961-2005年86个气象站点系统的气象观测资料,分析新疆日平均气温稳定通过10℃的积温、积温期间降水的空间变化、年际变化、初终间日数、1961-1986年与1987-2005年差值变化。结果发现,全疆及各区域日平均气温稳定通过10℃的积温变化不一,北疆总体增幅高于南疆;≥10℃积温期间降水总体呈增加的趋势,山区多于平原,北疆多于南疆。西部多于东部;全疆1987-2005年与1961-1986年平均初终间日数的差值、积温的差值规律性差,南疆只有51%、59%的站增加;两个时段≥10℃积温期间降水增幅明显,南疆增幅≥50%的站明显高于北疆。     

苏州市酸雨特征及其与大气环境的关系分析

为了解苏州市酸雨现状及其与大气环境的关系,应用统计分析、相关分析和数值模拟等方法对352个酸雨观测样本进行分析研究。结果表明:352个酸雨观测样本中,平均pH值4.5;pH值>5.6的非酸雨所占比例仅8%,其余92%为酸雨,pH值<4.5的强酸雨出现频率高达67%;pH年均值变化不大,存在一定的月际差异;电导率K值在11.9～284μS.cm-1间剧烈变动,表明大气降水中离子总量差别很大;不同降雨强度时,pH值、K值存在明显差别:大雨和暴雨逢雨必酸,小雨和中雨少数样本pH值>5.6,为非酸雨;K值随雨量增大而减小,说明小雨滴对大气环境中污染物的吸附作用更明显;pH值与大气污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5质量浓度负相关;选取了2010年3月一次酸雨过程应用数值模拟方法模拟北方沙尘水平和垂直传输路径,印证了大气中污染物质可以远距离传播,沙尘中离子成分含量高,可导致降雨K值增大,酸度降低。     

新疆近54年气温和降水变化特征

利用新疆50个气象站1960—2013年的月、年的平均气温和降水量资料,采用线性倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall法等方法,对新疆近54a来的气候变化和突变现象进行了研究,利用反距离插值法分析新疆气温和降水的空间分布。结果表明:近54a来,新疆年平均气温变化在6.2~9.0℃,年平均气温在波动中逐渐上升,气候倾向率0.32℃/10a,其突变发生在1965年和1977年。新疆各站点多年平均气温为0.95~14℃,整体上表现为由南向北降低的趋势,南疆的气温最高,依次为天山山区,北疆的气温最低。新疆年降水量变化在93.20~205.80mm,整体上呈现上升趋势,气候倾向率为8.23mm/10a,新疆年降水量突变发生在1963年、1975年、1978年和1980年。新疆各站点多年降水量为34.20~261.00mm,整体上表现为由南向北增多的趋势,北疆的降水量最多,其次为天山山区,南疆的降水量最少。     

气候变化对新疆膜下滴灌花生适宜播期的影响

为探索气候变化条件下新疆不同区域膜下滴灌花生适宜播期,该研究利用北疆和南疆试验区实测地温数据与同期平均气温数据确定了花生播种前日平均地温与日平均气温之间的关系,并基于新疆51个气象站点1951—2020年气象资料,分析了气候变化条件下新疆不同产区膜下滴灌花生播期的变化规律。结果表明：播种前农田表层土壤温度与日平均气温呈较强的线性相关性,当春季连续5 d日平均气温维持在14.00和16.10℃时,同期表层土壤温度维持在12和15℃;播前连续5 d表层土壤温度维持在12℃时播种,东疆、南疆和北疆花生产区播期日序数多年平均值分别为106.94、108.53和121.09;播前连续5d表层土壤温度维持在15℃时播种,东疆、南疆和北疆花生产区播期日序数多年平均值分别为114.39、117.02和128.58;近70年新疆绿洲花生适播期平均日气温呈上升趋势,东疆、南疆和北疆地区花生适播期分别提前了1.44～1.75、1.13～1.43和1.05～1.88 d/10a;根据播前农田耕层土壤地温与播后根区土壤地温的变化规律,新疆膜下滴灌花生适宜播期,东疆花生产区比南疆早2 d左右,南疆比北疆早12 d...     

柳州市中心酸雨化学特征与成因分析

对柳州市1996－2001年降水的化学特征进行了连续6年的监测。结果表明：柳州市中心降水的pH值平均为5．31，年度变幅为4．33－5．82，出现的酸雨频率平均为62．3％，变幅为41．7％－89．7％，其酸雨频率的年度变化呈跳跃式，且这一趋势相当剧烈。其降水酸度季节变化明显，春、夏两季较高，冬季次之，秋季较低。其酸雨化学特征受SO4^2-离子的影响最大，SO4^2-浓度占降水中离子总浓度的63．8％。酸雨出现的月频率随大气硫酸盐化速率的增大而增大，相关系数达0．98，属典型的硫酸型酸雨。减少SO2的排放量，是控制和治理柳州市酸雨污染的基本途径。     

基于GIMMS-NDVI的新疆植被覆盖时空变化

利用1982—2006年的GIMMS NDVI数据,采用最大值合成法、平均值法、时间序列分析、T值检验等方法等以年数据研究了新疆的植被覆盖动态变化情况,并结合气候等相关因素综合分析了其时空分布特征。研究表明:（1）新疆的植被覆盖有明显的南北差异,北疆优于南疆,西北优于东南。（2）研究区近25 a间植被覆盖呈现增长趋势的区域有20.33万 km²,占总面积的12.4%;呈现减少趋势的区域面积为11.75万km²,占总面积的7.0%;面积无变化或变化不大的区域占总面积的80.6%。（3）新疆1982—2006年间植被覆盖主要是呈现出波浪式上升的良好增长趋势,并且相对较为稳定。     

1955-2012年南北疆气温、降水及相对湿度趋势分析

利用新疆境内的12个国家标准气象站1955—2012年温度、降水和相对湿度数据,通过气候趋势分析、气候突变分析及Morlet小波分析等方法,研究近60a来南北疆气候变化特征。结果表明:1)近60a来南北疆的温度总体呈上升趋势,并以北疆增温幅度较南疆明显;不同温度指标的增幅大小排列为:年平均最低温度(Tmin)年平均温度(Tmean)年平均最高温度(Tmax);2)南北疆的年平均温度(Tmean)、年平均最高温度(Tmax)、年平均最低温度(Tmin)均有突变发生。其中,北疆的突变时间均在1987—1989年,南疆的突变时间均在1993—1994;3)南北疆年降水量的变化趋势不如气温变化明显,总体上呈增加趋势,北疆降水量变化相对稳定,而南疆呈增加趋势;南疆的年均降水量在1981年发生突变;而北疆的正反序列曲线均未超过95%置信度线,未出现突变点;4)北疆年均相对湿度总体上呈减少趋势,而南疆总体上呈增加趋势;南北疆相对湿度总体经历了"增加—减少—增加—减少"的变化。从全区来看,进入21世纪南北疆相对湿度均急剧减少;5)Morlet小波分析结果显示,南北疆的气温均存在4a和8a的明显周期,降水量、相对湿度均存在3a,6a和16a左右的周期变化规律。     

基于GIMMS-NDVI的新疆植被覆盖时空变化附图1新疆1982—2006年植被NDVI平均值分布

利用1982—2006年的GIMMS NDVI数据,采用最大值合成法、平均值法、时间序列分析、T值检验等方法等以年数据研究了新疆的植被覆盖动态变化情况,并结合气候等相关因素综合分析了其时空分布特征。研究表明:(1)新疆的植被覆盖有明显的南北差异,北疆优于南疆,西北优于东南。(2)研究区近25a间植被覆盖呈现增长趋势的区域有20.33万km2,占总面积的12.4%;呈现减少趋势的区域面积为11.75万km2,占总面积的7.0%;面积无变化或变化不大的区域占总面积的80.6%。(3)新疆1982—2006年间植被覆盖主要是呈现出波浪式上升的良好增长趋势,并且相对较为稳定。     

2006—2007年南昌市城郊地带的酸雨特征

为了解南昌地区酸雨现状,通过对南昌农区、郊区、市区布设观测点,根据有关监测数据资料,对2006—2007年酸雨pH值、酸雨频率、酸雨成分、空气污染状况进行了统计分析。结果表明,3个测点观测的南昌地区酸雨年均pH值处强酸性标准,3测点酸雨发生概率为88%～97%,9—4月酸雨较重、5—8月减弱,酸雨pH值与空气污染物浓度有极显著相关关系。酸雨呈硫酸性酸雨,主要阴离子为SO4^2-、NO3^-、Cl^-,阳离子为NH4＋、Ca^2＋、K^＋,且SO4^2-/NO3^-比值较小。农田保护区因处于城市及工业污染源下风向,降水总离子及SO24-浓度较高,酸雨强度不亚于城市。在新设工业园及迁出企业布局上,应考虑设于较小风频方位,以减轻南昌农田保护区及城市污染,建议选择城市西北、东南侧安排新设排放源。     

模拟酸雨对碱性农田土壤酸缓冲容量的影响

采用模拟降雨设备,用改进的酸碱滴定曲线法研究了pH值分别为3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的酸雨在降雨量达到120 mm,240 mm,360 mm和480 mm时土壤酸缓冲容量的变化情况.结果表明,酸碱滴定曲线法适用于天津碱性农田土壤,使北方碱性土壤酸缓冲容量降低的酸雨pH临界值可能在3.5左右.降雨量对土壤酸缓冲容量有明显影响,酸缓冲容量变化率K在120 mm处理时有最大值,并随降雨量增加有降低趋势.     

新疆意大利蝗适生区的气候变化特征分析

选取新疆境内意大利蝗（Calliptamus italicus L.）适生区14个气象站1961-2013年月降水量及平均气温资料,采用线性回归和趋势分析方法,分南疆地区、天山山区和北疆地区3个气候区对近53a（1961-2013）降水量和气温变化特征进行分析.结果表明,（1）南、北疆地区年平均降水量均显著增加（P＜0.05）,南疆以夏季增加为主,北疆以冬季增加为主,天山山区年平均降水量高于南、北疆地区,但其53a来变化不显著;（2）3个区域年平均气温均极显著升高（P＜0.01）,南、北疆地区以冬季增温幅度最大,天山山区秋季增幅最大;（3）3个区域年平均最高气温均极显著升高（P＜0.01）,且均以秋季升幅最大;各区年平均最低气温均极显著升高（P＜0.01）,南北疆地区冬季增幅最大,天山山区夏季增幅最大,其最低气温增幅高于最高气温.在全球气候变暖背景下,意大利蝗适生区近53a气候总体呈暖湿趋势,气候格局的显著变化,会导致蝗虫地理分布格局及灾变规律的重大改变.     

新疆绿洲城市扩展与空间形态变化分析

绿洲城市是绿洲内人类生产、生活的集聚中心,也是人地关系最为敏感的区域.绿洲城市的空间形态及其变化的动力机制都显示出与其它地区不同的特征.其复杂性和多样性对城市形态学的理论研究具有特殊价值.研究基于1990年、2000年和2007年Landsat遥感影像,借助GIS手段.以新疆18个绿洲城市为研究对象,定量分析了干旱区典型绿洲城市近20年城市扩展与空间形态变化的时空特征.结果表明:(1)新疆绿洲城市扩展速度与强度均较高的主要位于天山北坡地区,较低的主要集中在东疆和南疆.总体而言,扩展速度与强度值低于中东部城市.(2)乌鲁木齐等位于山前凹陷带、山前盆地或地形复杂老绿洲的城市具有较高的分维数;而年轻城市大多在平原地区,分维数较低,结构紧凑.(3)1990-2000年,城市扩展与非农业人口增长之间的关系协调度不足,2000年后得到有效改善.绿洲城市人均建设用地面积普遍略大于国家标准,弹性系数较低的城市应适度扩展;弹性系数较高的城市应放缓扩展速度.     

基于GCM的西北干旱区降水稳定氢氧同位素年际变化模拟

降水中稳定氢氧同位素（¹⁸O）和（D）是水循环过程的重要组成部分,也是气候的天然示踪剂。为了模拟不同时空尺度上降水稳定氢氧同位素的变化,大气环流模式（GCM）已经成为研究全球或区域水循环的有效途径。本文基于全球大汽降水同位素网络（GNIP）提供的实测数据和第2次稳定水同位素比较小组（SWING2）的模拟数据,运用回归分析法和同位素GCM对比分析了西北干旱区1986—2003年大气降水中稳定氢氧同位素的年际变化特征。结果表明:3个同位素监测站点乌鲁木齐、张掖和和田的年均δ¹⁸O_w线性倾向率分别为0.041,0.207,0.915‰/a,δD_w线性倾向率分别为0.767,0.026,0.120‰/a;如果只考虑暖季（5—9月）,则δ¹⁸O_w线性倾向率分别为-0.008,0.085,0.306‰/a,δD_w线性倾向率分别为-0.331,-1.390,-1.503‰/a。同时,采用SWING2中的GISS-E（MERRA）,GISS-E（NCEP）,isoGSM（NCEP）,LMDZ（free）,LMDZ（ECMWF）和MIROC（free）共6种同位素GCM模式得出的δ¹⁸O_w和δD_w的线性倾向率与回归分析法得到的结果相反。此外,分析了两种模拟方法得到的大气水线,发现各模拟结果中和田的大气水线斜率均高于乌鲁木齐和张掖。     

全球变化背景下新疆和田地区近半个世纪极端气温变化特征分析

对新疆和田地区1960—2013年的极端气温进行研究,以期为该区短期气候预测、生态环境安全以及灾害控制提供科学依据。通过累计距平法、滑动平均、一元线性回归趋势法、Mann-Kendall突变检验法及Morlet小波分析法,对该地区极端气温变化特征进行了分析,以探讨该地区气温变化的事实。结果表明:近54年来和田地区极端低温、极端高温分别以0.48℃/10a(p0.01)和0.19℃/10a(p0.01)的速率呈明显的上升趋势。极端低温自60年代以来呈现波动上升趋势;极端高温变化幅度较大,自60年代前期下降后波动上升,70年代后期至80年代初下降,之后波动上升,90年代末以来先下降后波动上升。极端低温、高温四季呈明显的上升趋势,均为秋季变化幅度最大,对年变化的贡献最大。年均极端高温在1997年发生突变,年均极端低温突变现象不明显。该区极端气温上升明显,向暖湿化方向发展。     

新疆棉花播种-开花期低温冷害的初步判断

参考新疆不同棉区地膜栽培棉花的气候减产年方面的研究，结合各监测点的农业气象资料和单产资料，初步研究不同棉区棉花播种-开花期低温冷害判别的气象指标。结果表明：当北疆棉区6月月平均气温距平≤-0．5℃，南疆棉区5—6月气温持续偏低且月气温距平均≤-0．5℃、或棉花的开花日期滞后，其中喀什棉区棉花开花期比常年晚5d以上，石河子棉区、博州、巴州和阿克苏棉区晚3d以上时、或当6—8月中至少有两个月的月气温为负距平、且6—8月的平均气温距平在0～-0．4℃时，就可能出现一般气候减产年。而当6—8月各月的气温距平均为负值，且其平均气温距平≤-0．5℃时，就可能出现严重的气候减产年。研究结果为当地棉花生产防灾减灾提供参考。     

脱硫石膏改良盐碱土对水稻叶绿素荧光特性的影响

为揭示脱硫石膏改良盐碱土对水稻叶绿素荧光特性的影响,以水稻品种吉特605为试验材料,以不采用任何改良技术为对照(CK),设计4种脱硫石膏改良盐碱土技术集成模式,分别在水稻出苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期连续2年监测土壤电导率(EC)和pH值,测定水稻叶片叶绿素荧光参数和叶绿素含量,分析4种集成模式的改良效果。结果表明,随着处理时间的延长,与CK相比,各技术集成模式下土壤EC和pH值均极显著降低,水稻叶片叶绿素荧光参数Y、ETR、F_m、F_v/m等均显著增加(P<0.05),F_o呈下降趋势。除F_o、qP与叶绿素相对含量(SPAD)和叶片叶绿素含量(LCC)之间无显著相关性外(P>0.05),其他叶绿素荧光参数与SPAD和LCC之间均呈极显著正相关(P<0.01),其中NPQ与LCC之间相关系数最大,为0.771。各技术集成模式下qP的2年均值在4个生育时期均无显著差异(P>0.05),模式D和E下SPAD的2年均值均显著高于CK,模式E下LCC的2年均值也较CK显著升高。在各生育时期,各技术集成模式下叶绿素荧光诱导动力学曲线均表现出相同的变化趋势,但曲线中各特征点出现的时间不同,峰值也不同;随着技术集成模式的优化,斜率逐渐增大,各个特征点的相对可变荧光强度值均呈递增趋势。通过主成分分析,在水稻出苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期均提取到2个主成分,累积贡献率分别为96.285%、93.491%、91.285%和95.104%。利用隶属函数与权重对4种技术集成模式进行综合评价,获得了可综合评价改良效果的D值,排名依次为E>D>C>B>CK,说明模式E,即脱硫石膏22.5 t·hm^-2+改良剂7.5 t·hm^-2+有机肥30.0 t·hm^-2+黄沙30.0 t·hm^-2改良盐碱土的效果最佳。在此基础上,结合合理的灌排措施可有效缓解盐碱土对水稻幼苗的伤害,明显提高水稻叶片的叶绿素含量和光合电子传递效率,减轻盐碱胁迫对水稻生长过程中PSII系统的损伤。本研究结果为脱硫石膏改良盐碱土种植水稻提供了理论依据和技术保障。     

1957-2009年乌鲁木齐河径流与气候变化的对应关系

以1957—2009年乌鲁木齐河径流量、气温和降水量数据为基础,采用线性分析、Mann-Kendall检验方法、相关性分析和灰色关联度分析法等方法,研究乌鲁木齐河年径流量、气温和降水量的变化特征以及影响径流量的气象因子。结果表明:（1）50多年间乌鲁木齐河年径流量变化呈增加趋势,气温显著升高而降水量缓慢减少。从径流量的年际变化来看,乌鲁木齐河年径流量变化出现平水期（1957—1990年）、丰水期（1991—2000年）和平水期（2001—2009年）,总体呈现波动增加趋势;从年内分配来看,乌鲁木齐河年径流量主要集中在夏季和秋季,而春季和冬季较少;从月分布来看,6月、7月、8月份径流量最大,其他月份较少。（2） Mann-Kendall检验表明,1957—2009年乌鲁木齐河年径流量、春季径流量和冬季径流量均显著上升,而夏季和秋季径流量上升趋势不显著。（3）相关性分析和灰色关联度分析表明,乌鲁木齐河年径流量变化主要受降水的影响。     

成渝城市群城市土地-耕地利用效率时空耦合研究

[目的]评价成渝城市群城市土地利用效率及耕地利用效率,促进成渝城市群新型城镇化与农业现代化的共同发展。[方法]基于2005—2014年统计数据,建立城市土地利用效率与耕地利用效率的指标体系,综合运用Super SBM模型、重心转移模型及耦合协调度模型,分析成渝城市群城市土地利用效率、耕地利用效率的时空格局及二者的耦合协调水平。[结果](1)2005—2014年,成渝城市群城市土地利用效率呈波动向上发展,效率重心垂直向南移动幅度较大;(2)耕地利用效率整体上呈现V形波动,效率重心在水平方向上向东转移趋势明显;(3)研究区域内城市—耕地利用效率耦合协调类型数量呈"纺锤状"结构分布,高耦合中协调度型城市数量众多,南—泸一线城市耦合协调类型变化强烈。[结论]成渝城市群城市土地—耕地利用效率耦合协调度较高,呈良性发展态势。     

北疆地区生长季参考作物蒸散量的时空变化特征及其敏感性分析

基于北疆地区20个气象站点1966-2012年逐日气象数据,采用Penman-Monteith公式计算各站生长季逐日参考作物蒸散量(ET0),利用线性趋势分析、M-K突变检验、因子贡献率、敏感系数等方法,对该地区ET0的时空变化规律及其对气象要素的敏感性进行分析。结果表明,北疆地区生长季ET0多年平均值为939.43mm,47a间以16.30mm×10a-1的速率呈极显著下降趋势（P水汽压>风速>日照时数。水汽压升高、风速减小、日照时数减少对ET0的减小作用超过温度上升对ET0的增大作用,是导致近47a北疆地区ET0总体呈下降趋势的根本原因。     

长江经济带城市土地利用效率与生态系统健康耦合时空格局分析

为深入探究区域城镇化与生态环境协调发展水平,以长江经济带为例,基于城市土地利用效率与生态系统健康视角构建相关理论框架,综合运用SBM-Undesirable模型、VOR模型及耦合协调度模型测算长江经济带城市土地利用效率与生态系统健康,分析两者的耦合协调特征并识别了其协调发展问题区域。结果表明:(1)2005—2018年长江经济带城市土地利用效率年均值达0.746,整体上呈波动式缓慢上升的趋势,空间集聚特征较为显著。生态系统健康得分均值为0.473,整体呈现小幅波动的趋势,地理空间上则呈现显著的南北分异特征;(2)城市土地利用效率与生态系统健康耦合协调度均值在0.611～0.624区间内小幅增长,截至2018年,区域内实现协调发展的市域达92.62%,耦合结果在空间上表现为由“相对随机”向“南高北低”的分布转变;(3)城市土地利用效率与生态系统健康耦合协调问题区域主要存在于长江经济带中下游部分市域,主要原因在于城市土地利用效率或生态系统健康单方面滞后抑制了城市协调发展水平的提升。总体而言,长江经济带城市土地利用与生态系统之间相互影响、相互促进的程度正逐步深化,交互过程中形成的耦合系统基本实现了平稳发展。