近54年新疆地区水资源的气候特征分布

为了探究气候变化背景下新疆地区水资源的气候特征,利用新疆地区50个站点1961—2014年的气象数据,通过陆面蒸发经验公式估算蒸发量及相应的降蒸差,并结合Mann-Kendall非参数检验方法分析探讨近54年新疆地区水资源的气候变化特征及时空分布。结果显示:(1)近54年来新疆地区降水量、平均气温、蒸发量自发生突变以来呈显著上升趋势;(2)北疆的降水量最高,东疆降水量最低并且未通过显著性检验;(3)新疆各区域年平均气温变化趋势均以0.03℃/a持续增加;(4)北疆降蒸差量接近全疆水平,南疆大部分地区与东疆区域降蒸差均小于0,表明该地区水资源严重不足,常年处于干旱;(5)降水量、蒸发量和降蒸差空间分布主要表现在由北至南,由西至东呈减少的趋势,平均气温呈增加的趋势。     

瓦房店地区近50年水资源趋势分析

为了瓦房店地区农业经济发展和粮食生产的需要,为防灾减灾提供科学依据,研究在气候变暖环境下水资源变化趋势具有重要意义。使用大连瓦房店1961-2010年的月平均气温、降水量序列资料,用高桥浩一郎陆面蒸发经验公式估算蒸发量;采用Mann-Kendall秩次相关检验法、线性趋势等统计方法,分析了降水量、蒸发量和降蒸差水资源变化特征。结果显示：降水量、蒸发量和降蒸差年变化趋势呈一致性,其中1月最小,7月最大。夏季水资源丰富,秋季次之,春季和冬季最少。农作物生长季降水量、降蒸差近50年呈减少趋势,蒸发量变化平稳,气候倾向率分别为-6.588 mm/10 a、-7.684 mm/10 a和1.096 mm/10 a。年降水量、年降蒸差呈减少趋势,年蒸发量变化趋近于0,气候倾向率分别为-9.537 mm/10 a,-8.741 mm/10 a和-0.796 mm/10 a。年降蒸差缩小,极比达13.1,说明水资源在减少的同时,干旱、洪涝频率增加,提醒人们应注意水资源变化,做好农业结构调整。     

青海湖水位波动对流域气候暖湿化特征的响应研究

为了揭示青海湖水位变化及农牧业特征对气候暖湿化的响应,通过分析流域气象、水位以及草地NDVI变化、建立水位评估模型,计算各因素贡献率,定量评估各要素对湖水位和农牧业的影响。结果表明,流域气候呈显著暖湿化趋势,降水量总体呈弱的增加态势,但近15年增加显著并在2003发生突变;流域内平均气温、最低气温和最高气温均呈显著的升高趋势（P<0.01）。湖水位从1961年开始下降趋势显著,速率为-0.5 m/10 a（P<0.01）;2004—2015年的近10年连续上升,上升速率达1.44 m/10 yr（P<0.01）并在2004年发生了突变。前一年降水量、流量及蒸发量对水位影响大,贡献率大小依次为流量、降水量和蒸发量。因此,近15年降水量增加及其导致的河流径流量增加可能是水位上涨的主要原因。     

高寒地区春油菜生育期对气候变化的响应

为了得到春油菜生育期对当地气候变化的响应特征,利用1991—2017 年高寒地区贵南县气象局观测的春油菜生育期和气象观测资料,采用线性回归方法分析高寒地区春油菜生育期对气候变化的响应规律。结果表明：（1）1991—2017 年间高寒贵南地区春油菜生育期内平均气温、最低平均气温、稳定通过0℃的积温均呈不显著升高趋势。累积降水量和平均风速呈显著升高趋势,而累积日照时数则呈显著减少趋势。（2）高寒地区春油菜出苗期无明显响应外,成熟期、播种期、抽苔期、五真叶和现蕾期等生育期均表现为随年际的延长而显著延迟的响应特征。开花期延迟趋势不显著。（3）高寒地区春油菜全生育期天数增加趋势不显著,全生育期天数年际间变化幅度大。全生育期天数与同期平均气温、平均最高气温和平均最低气温之间存在极显著的负相关关系,与稳定通过0℃的积温、日照时数和累积降水量正相关极显著。     

锡林郭勒地区近50年气候变化分析

为了解锡林郭勒地区对全球气候变化的响应程度,并为生态资源的开发利用提供可靠的基础依据。根据锡林郭勒地区15个气象站1960-2009年基本气象观测资料,运用一元线性回归、线性倾向估计、相关分析等数理统计方法,分析锡林郭勒地区近50年气候变化特征。结果表明,气温变化呈显著上升趋势,增温速率为0.43℃/10年,地表平均气温上升约1.6℃,气候生长期平均增加了7.1天。与全球、北半球、中国变化趋势基本一致,气温变化幅度大于全球。四季平均气温均呈上升趋势,其中冬季和春季上升趋势最为明显,秋季次之,夏季变化最小。地面风速呈显著减小趋势,变化速率为-0.28 (m/s)/10年。降水量、日照时数、蒸发量无显著变化趋势。锡林郭勒地区近50年的气候变暖趋势明显,全球变暖的大背景是影响该地区气温变化的主要因素,个别气象要素的变化趋势和速率具有区域性差异。     

辽宁西部干旱区蒸发量变化特征分析

为了给水资源的合理开发利用提供科学依据和气候变化背景,利用辽宁西部地区近58年气象资料,采用线性变化率及相关分析方法,研究蒸发量变化特征和影响蒸发量的主要气候因子。结果表明：蒸发量的变化表现为明显的下降趋势。其中,年蒸发量气候变化率为-110.54 mm/10 a,在58年间蒸发量趋势减少641 mm;春季、夏季和秋季蒸发量气候变化率分别为-45.92 mm/10 a、-47.98 mm/10 a、-14.76 mm/10 a,近58年蒸发量趋势减少为266 mm、278 mm、86 mm;冬季呈微弱的下降趋势。蒸发量变化受多因素的影响,日照时数、气温日较差、风速、相对湿度、水汽压、最低气温相关显著,而日照时数的变化则是影响辽西地区蒸发减少的最主要气候因子。     

新疆地区30余年水热因子变化特征分析

利用新疆地区过去30多年的气象台站气温和降水量观测数据,采用气候倾向线性估计和Mann-Kendall方法分别对气温和降水量的变化趋势与突变信息进行了分析。结果表明：（1）30余年,新疆地区年平均气温呈现较为明显的上升趋势,年均降水量呈现波动式的持续性增长趋势,总体上气候朝向暖湿化方向发展。在0.01的置信水平下,年均气温在20世纪90年代中期发生了明显的突变,年均降水量在同期的波动性增湿并非突变过程;（2）春、夏、秋三季气温倾向率呈现显著的上升趋势,而冬季气温倾向率没有表现出显著的趋势性气候特征。在0.01的显著水平下,春季气温在20世纪末或21世纪初发生了突变,夏季平均气温在1998年发生了突变,秋季的增暖突变发生于1994年,冬季气温没有表现出明显的突变特征;（3）春、夏、秋三季降水呈现波动式减少趋势,而冬季降水呈现显著的增湿趋势。在0.01的显著水平下,四季降水量并没有表现出突变趋势特征。这些结果有助于丰富西部干旱区气候变化研究的基础资料,也能够为新疆地区气候变化对社会经济的影响决策提供科学依据。     

陕西省气温降水的年际和季节变化特征

为了深入认识全球气候变化背景下区域气温、降水响应及变化趋势,通过采用距平分析、线性趋势法、5年滑动平均、Mann-Kendall突变检验以及滑动t检验方法,分析近50年陕西省气温降水的年际和季节变化特征。结果表明,陕西省1960—2009年气温的年际和季节变化以年平均气温、春季、秋季和冬季平均气温的显著升高、及冬季和秋季的较早增暖突变为特征;降水量的年际和季节变化以年降水量、春季和秋季降水量显著减少,夏季和冬季降水量显著增加,以及春季降水量的较迟减少突变、夏季降水量的较早增加突变为特征。近50年陕西省气温降水年际和季节变化趋势符合中国气候变化的总体趋势。     

湖南年蒸发量时空演变特征及气象影响因子分析

利用湖南省地面气象站点1971—2012 年的地面气象观测数据,采用线性趋势、经验正交函数分 解、相关分析法和相对权重法,分析了湖南省蒸发皿年蒸发量时空变化及主要气象影响因子。结果表明：在过去的42 年,湖南全省年平均蒸发量呈不显著下降趋势;大部分地区年蒸发量有比较明显的年代际波动,在湘中及湘东大部分地区表现为显著的下降趋势,湘东南的东部地区表现为显著上升趋势,其余区域变化趋势不明显;蒸发量与日照时数、降水量、平均气温、气温日较差和饱和水汽压差等多个气象因子都存在显著的相关关系,与日照时数的正相关程度最大,与降水量的负相关程度最大;在年蒸发量下降的区域的主导因素是日照时数的减少,在年蒸发量上升的区域的主导因素是降水量的减少。     

1961—2013年青海湖南部地区降水变化特征分析

为了全面认识青海湖流域气候变化时空特征,深化了解近几十年青藏高原地区气候显著变化背景,青海湖南部地区降水量时间分布与量级变化的特征,弥补对青海湖流域及其周边区域气候变化动态过程认识不足的现状,针对该区域降水量变化问题展开研究。主要利用1961—2013年青海湖南部地区5个气象站逐日及月降水量历史资料,通过线性回归、滑动平均法,分析了青海湖南部地区近53年季、年降水量变化特征及不同降水等级降水日数,并用Mann-Kendall检验降水突变特征。结果表明：青海湖南部地区年降水总体呈微弱增加趋势,增长率为4.42 mm/10 a,主要来自于春、夏、冬季降水量增加的贡献。青海湖南部地区降水除秋季减小趋势外,春、夏、冬季降水均呈增加趋势,夏季降水增加较为明显,降水量的四季变幅表现为夏季>秋季>春季>冬季。夏半年雨量和雨强呈增大趋势,且小雨雨日减小,中雨雨日和雨量增加;而冬半年小雪雪日减小,小雪强度增大。不同量级降水中,中雨雨日与雨量增多、小雨雨日、雨量与雨强均有减少。降水突变检验表明,青海湖南部地区年平均降水出现2次突变,分别为1976年和2004年,1976年突变前后年平均降水相差158.4 mm,由多雨期转为少雨期;而2004年突变则表现为从少雨期到多雨期,突变前后年平均值相差95.5 mm。     

本溪山区主要气象要素对水面蒸发量影响程度的灰色关联分析

为了探讨本溪山区水面蒸发量的变化特征和影响水面蒸发的主要气象因子,利用本溪市草河口气象站1953-2010年E601小型蒸发皿蒸发量、气温、降水、日照时数、相对湿度、风速和水汽压等气候资料,运用灰色关联度分析法对影响蒸发的主要气象要素进行统计分析。结果表明,本溪山区水面蒸发与气温、降水和水汽压关系比较密切,与日照时数、相对湿度和风速相关较差。影响水面蒸发的主要气象因子从大到小的排列顺序为：气温＞水汽压＞降水量＞日照时数＞相对湿度＞风速。如果年平均气温升高1℃,年水面蒸发将增大66 mm;年降水量增大10 mm,水面蒸发将减少2.7 mm;年相对湿度增大1%,水面蒸发将减少16 mm;年平均风速增大1 m/s,水面蒸发量将减少154 mm。本研究揭示了主要气象因子对本溪山区水面蒸发量的影响程度,为山区水资源进一步合理开发利用提供科学的依据。     

基于GIS的咸阳石榴种植气候适宜性精细化区划

研究咸阳石榴种植的气候适宜性,充分利用气候资源,找出咸阳石榴种植的适宜区域。利用咸阳12个国家气候观测站1988—2017年最新气象观测资料,采用GIS技术对咸阳石榴栽培进行气候适宜性精细化区划,以期为咸阳石榴生产及农业结构调整提供科学依据。通过分析影响生长和产量的主要气候因子,筛选出咸阳石榴从现蕾至果实成熟需≥10℃的有效积温、年生长期内需≥10℃的有效积温、年日照时数、9月日照时数、7—9月降水量、日平均气温18~21℃时的日较差、年极端最低气温和旬极端最低气温等8个气候适宜性精细化区划指标。评估发现石榴种植优质区占咸阳市面积的14.9%,主要分布在三原、泾阳大部、渭城区西北部、礼泉东部、乾县北部;适宜区占21.3%,分布在兴平市、秦都区、渭城区、礼泉县南部、乾县南部及武功北部台塬区;劣质区占16.6%;不适区占47.2%。咸阳旱腰带以南除武功外都是石榴种植适宜区,该区域光、热、水气候资源满足石榴优质生产所需的全部气象因子,可以大力发展石榴栽培。     

近49年新疆棉区≥10℃终日和初霜期的变化及对棉花生长的影响

利用新疆棉区22个站1961-2009年日平均气温和日最低气温资料,分析棉区≥10℃终日和初霜期的变化特征及对棉花生长的影响。结果表明,≥10℃终日和初霜期均以吐鲁番棉区最晚,南疆棉区次之,并由盆地东部向西部推迟,北疆棉区和哈密棉区最早。49年来,≥10℃终日在伊犁河谷和石河子地区变化趋势明显,呈显著性向后推迟,北疆其余棉区、东疆棉区、南疆棉区长期变化趋势不明显。初霜期北疆棉区大部变化趋势明显,呈显著性的推迟趋势,东疆棉区、南疆棉区长期变化趋势不明显。≥10℃终日变化吐鲁番棉区最为稳定,南疆棉区次之,北疆棉区波动幅度最大。初霜期变化东疆棉区幅度小于北疆棉区和南疆棉区。北疆棉区、东疆棉区、南疆棉区初霜变幅均大于≥10℃终日,尤以塔里木盆地东部棉区最为明显。全疆大部棉区90年代及2001-2009年≥10℃终日除少部分站点早于常年外,全疆大部棉区均晚于常年,尤其是北疆棉区、吐鲁番棉区、塔里木盆地西部棉区偏晚较多。初霜期全疆大部分棉区延迟趋势明显,且大部棉区2001-2009年平均初霜在各年代中是最晚的。这些对于棉花后期生长都是有利的,主要有利条件为热量多,棉花后期生长遭遇霜冻的风险减小,霜前花产量高,品质好。而且≥10℃终日和初霜日变化在很大程度上影响着棉花的种植界限,近年来新疆棉区向北向西扩展。因此生产上,各棉区可以根据该地的≥10℃积温和初霜变化状况选择合适的棉花品种,便于做到棉花生产的高产高效。     

基于GIS的云南早熟鲜食葡萄气候适宜性区划

为了研究云南早熟鲜食葡萄种植的气候适宜性,充分利用气候资源,找出早熟鲜食葡萄种植的适宜区域。以1981—2010年云南125个气象站观测数据为基础,结合早熟鲜食葡萄生长所需气候条件,筛选出5月≥10℃活动积温、1—5月≥10℃活动积温和4—5月降水量3个气候适宜性区划指标,采用GIS技术对云南早熟葡萄种植进行气候适宜性精细化区划。结果表明,最适宜区占全省面积的1.9%,主要分布在云南省干热河谷区,包括楚雄州的元谋、永仁东南部、双柏南部、大理州的宾川坝区、丽江市的华坪东部、永胜中部和南部、保山市的昌宁西部、怒江州的六库局部等地区;适宜区占8.9%,主要分布在红河北部、楚雄南部、昆明东南部、玉溪、普洱北部、大理南部、临沧东部、昭通北部和保山东部等地区;次适宜区占27.3%;不适宜区占61.9%。本研究将云南划分为4个早熟葡萄栽培气候区,对不同气候区进行分区评价,并对该地区葡萄的区域化种植提出建议,以期为云南葡萄产业的发展提供可靠的理论依据。     

农业气候资源变化对陇东塬区旱作粮食的影响分析

为了研究气候变化对陇东塬区旱作粮食的影响，利用陇东塬区1961—2020连续60年气候因子资料，采用线性回归、多项式函数、气候倾向率等方法，分析农业气候资源变化特征，进而分析80%保证率下农业气候资源变化对主要粮食作物冬小麦、玉米的影响。结果表明：日均气温稳定通过0℃和10℃的初日呈提前趋势，终日呈现推后趋势，初终日期间持续天数呈现极显著增加趋势；80%保证率下，日均气温稳定通过0℃和10℃初终日期间降水量随年代的增加呈现递减趋势，≥0℃和≥10℃积温随年代增加呈现增加趋势，日照时数随年代增加呈现递减趋势。农业气候资源变化造成小麦播种推迟，成熟提前，但生育期缩短主要体现在越冬期缩短上，有效生长期得到保证；夏季热量资源增加保证了玉米生长，成熟期提早为小秋作物收获后的秋播工作赢得了时间，有效扩大了作物种植面积。陇东塬区小麦、玉米气候产量与生育期内降水量呈显著正相关，水份影响着陇东粮食产量的生育全过程，水资源短缺是陇东塬区作物生长的制约因素；平均气温对小麦、玉米是不显著的负效应，温度是重要的影响因子；有效积温和日照时数对小麦、玉米的影响不一致，玉米受气候不确定性影响大于小麦。     

水稻农业气候资源变化特征及影响分析

为了合理利用气候变暖背景下的农业气候资源,减缓和适应气候变化带来的不利影响,以江苏稻区为例,利用全省60个气象台站1961—2012年气象观测资料,应用估算模型和统计方法,评估了一季稻全生育期内农业气候资源的变化趋势以及对一季稻生长的影响。结果表明：1961—2012年,太阳总辐射在逐年代递减,苏北、苏中、苏南的下降速率分别为65 MJ/(m²·10 a)、43 MJ/(m²·10 a)、52 MJ/(m²·10 a),光资源的下降不利于一季稻的光合作用;2000年前后为苏中和苏南≥10℃年活动积温的突变点,21世纪后热量资源增加显著;日均气温稳定通过10℃的初日在逐年代提前、终日在逐年代推迟,使得一季稻旺盛分蘖期提前、安全齐穗期推迟;水分资源没有明显变化趋势,总体充足。因此,近52年,江苏农业气候资源总体呈现光能资源减少、热量资源增加、水分资源充足,气候变化的影响利弊并存。     

1961—2013年黑龙江省林业气候资源综合评价

针对黑龙江省气候资源特征和森林生长特点,选取年平均气温等12 个气象因子作为林业气候资源评价指标体系的要素,建立黑龙江省林业气候资源评价模型,并分析黑龙江省1961—2013 年各单项气候资源和综合气候资源时空变化特征。结果表明：从时间上看,黑龙江省光能资源存在显著减少趋势,突变年份在1983 年,有11 年左右的周期特征;热量资源存在显著增加趋势,突变年份在1986 年,有23 年左右的周期特征;水分资源存在微弱增加趋势,无突变年份和周期特征;综合气候资源存在显著增加趋势,突变年份在1985 年,无周期特征。从空间上看,黑龙江省主要林区光能资源的优势区位于东部山地和小兴安岭周边区域;热量资源的优势区位于东部山地和小兴安岭东部;水分资源的优势区位于小兴安岭和东部山地西侧;综合气候资源的优势区位于东部山地西侧,其次为东部山地东侧、小兴安岭中部和南部地区。研究结果可为黑龙江省林业部门应对气候变化,合理利用气候资源指导生态恢复提供科学参考。     

1950—2011年石羊河流域中、下游气候和农业水资源变化分析

为揭示石羊河流域中、下游用水矛盾的根源,利用1950—2011年石羊河流域中、下游人类活动、径流量和气象观测资料,比较气候变化过程中流域中、下游绿洲化推进对农业水资源利用与生态环境恶化的内在关系。结果表明:近60年来,石羊河流域8条河流合成年径流量呈下降趋势,中游降水变化倾向率为5.1 mm/10年大于下游2.5 mm/10年,下游年蒸发量却以11.6 mm/10年的速度增加,且流域中、下游气温呈持续上升趋势(P0.001),60年间气温分别升高了1.8和1.9℃,地表可利用农业水资源减少。中游人口以9.95万人/10年(P0.001)快速增长是下游的5.5倍,人均耕地面积减少倾向率中游0.119 hm2/10年(P0.001)大于下游0.036 hm2/10年(P0.01),但保灌面积增加速度下游0.637万hm2/10年(P0.01)大于中游0.451万hm2/10年(P0.01),机井数量增速下游1867.6口/10年(P0.01)大于中游884.3口/10年(P0.001),人类过快开发利用地下水资源直接影响了生态承载力和生态安全。随着气温持续升高、蒸发加剧、降水微弱增加和河流来水减少,保灌面积和机井数量迅速增加,对地下水资源的开发利用加剧,导致研究区出现农业向生态争水,中游向下游争水的恶性局面,这也是人类活动和气候变化同时影响的结果。