青海三江源同德地区1961-2000年蒸发量变化特征及原因分析

利用青海省同德县1961-2000年小型蒸发皿蒸发量资料,采用气候倾向率和Mann-Kendall非参数趋势检验法分析了同德蒸发量的变化趋势及引起蒸发量变化的因子。结果表明：同德1961-2000年40 a平均蒸发量呈显著增加趋势,气候倾向率为34.5 mm/10 a,四季蒸发量均呈增加趋势,但仅秋季蒸发量增加趋势显著。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均气温呈现显著的上升趋势,平均相对湿度、降水量表现为下降趋势,平均风速变化微弱,平均日最低气温的升温速率（0.23℃/10 a）明显比平均日最高气温的升温速率（0.14℃/10 a）大,导致气温日较差减少（-0.10℃/10 a）。因此,同德地区平均气温、日照时数的显著上升,以及年平均相对湿度和降水量的明显下降,可能是年蒸发量显著上升的主要原因。     

江西省近46年蒸发皿蒸发量变化特征及其影响因素分析

利用江西省79个常规气象站1960-2005年的观测资料,综合分析了蒸发皿年蒸发量的变化特征及其与相关环境因子包括日照百分率、云量、气温(日平均温度、日较差、最高温度、最低温度)、10m风速、饱和水汽压差、年降水量和相对湿度的相关关系,试图找出蒸发皿年蒸发量变化的主要原因。结果表明:(1)江西省西部及中部年蒸发量较小;南部及鄱阳湖周边地区年蒸发量较大。在过去46a中,蒸发皿年蒸发量呈显著下降趋势,其速率为-4.57mm/a;79站中,有68站蒸发皿年蒸发量下降趋势显著;(2)以日照百分率为代表的能量供给因子与蒸发皿年蒸发量的相关系数最大,其次为动力因子(10m风速),以相对湿度为代表的湿度因子相对较小,三者的完全相关系数分别为0.37、0.33、0.23;(3)空间上,整个江西省受日照百分率影响均比较大,风速、相对湿度对江西省的影响在鄱阳湖附近、西南部分地区更大,日照百分率、风速的降低以及相对湿度的增加导致了蒸发皿蒸发量的减小;(4)利用日照百分率、风速、相对湿度拟合的蒸发皿年蒸发量多元回归方程,能够反映该地区平均年蒸发量的情况,精度较高。     

近65年朝阳地区气象要素趋势演变及其与蒸发皿蒸发的相关性分析

结合朝阳气象站1950—2016年近65 a气象要素数据,应用M-K非线性趋势检验方法分析了朝阳地区气象要素的变化趋势,并探讨各气象要素与蒸发皿蒸发的相关性。研究成果表明:从1950—2016年,朝阳地区年气温呈现明显上升趋势,年风速和年气压呈现明显下降趋势,各要素M-K统计值分别为5.272 7(气温)、-3.392 6(风速)、-3.617 4(气压),均通过99%的显著检验,相对湿度未发生明显变化;春季气温上升较其他季节更为明显,而风速和气压在春季下降趋势最为显著;气温和相对湿度与蒸发皿蒸发年相关系数分别为0.286 7和0.473 8,均低于0.5为中等相关,而风速和气压与蒸发皿蒸发相关性较差,为弱相关;在夏季,气温、相对湿度和蒸发皿蒸发可达强相关,相关系数分别为0.646 7和0.653 5,是夏季蒸发影响主因,相对湿度是朝阳市冬季蒸发变化的主要影响因子。     

吉林省蒸发皿蒸发量时空变化特征及其成因定量化分析

为了分析气候变化背景下吉林省蒸发皿蒸发量时空变化特征及其成因,利用吉林省45个气象站1970-2014年的蒸发皿资料,分析45 a蒸发皿蒸发量的变化趋势,同时结合其他常规气象资料定量化分析了影响蒸发皿蒸发量变化的因素。结果表明:过去45 a中吉林省年蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势(-22.49 mm/10 a)。四季中,春季蒸发皿蒸发量减少的最多,而其他3个季节中虽有小幅上升,但并不显著。影响吉林省地区年蒸发皿蒸发量变化主导因子是风速和水汽压差,由于负贡献超过正贡献,导致45 a中年蒸发皿蒸发量呈下降趋势。影响春季蒸发变化的主导因素是风速,而夏、秋、冬3个季节中的主导因素则是水汽压差。空间上,影响吉林省西部和中部蒸发年变化的主导因子是风速和日照时数,而南部地区则是水汽压差。四季中,风速和日照时数是影响多数气象站春季蒸发变化的主导因子,其他季节中水汽压差的正贡献是影响蒸发变化的主导因子。     

珠江流域蒸发皿蒸发量的变化特征及其原因分析

为探讨珠江流域蒸发皿蒸发量的时空变化特征,该文利用1960－2001年65个气象站的小型蒸发皿观测资料,采用Mann-Kendall趋势检验方法、完全相关系数法以及GIS 空间分析技术分析了蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明：近42 a来整个珠江流域年蒸发皿蒸发量呈显著的减少趋势,减少速率为2.79 mm/a。四季中,夏季（6－8月）与秋季（9－11月）蒸发皿蒸发量变化趋势不显著,冬季（12月－次年2月）和春季（3－5月）均呈现明显下降趋势,其中春季下降最为显著;就各月份而言,除6、11、12月     

吉林省蒸发量的时空分布特征

利用吉林省1971—2010年的45个地面气象站逐日气象观测数据,应用累计距平、气候趋势系数、气候倾向率、高桥公式计算并分析吉林省年蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空分布特征。结果表明:吉林省1971—2010年的蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,其中春季蒸发下降速率最大,在夏、秋、冬三季中存在上升的趋势,但不显著。空间上看,全省蒸发皿蒸发量呈东部减少、中部部分减少、西部增加的趋势,但不同季节的影响范围存在一定的变化。吉林省年实际蒸发量占蒸发皿年蒸发量的25%,实际蒸发量随时间呈微上升趋势,但不显著。在影响蒸发皿蒸发量的气象因子中,风速和温度日较差是主要因素。实际蒸发量与降水量和温度日较差之间的相关性显著,其中温度日较差是实际蒸发量的主要影响因素。     

大范围灌溉及不同灌溉水源对蒸发皿蒸发量的影响

基于山东省济宁市6个典型气象站20 cm蒸发皿逐月蒸发量、逐年降水量和气象站所在区域的灌溉面积发展资料,研究中国中纬度地区大面积人工灌溉对蒸发皿蒸发量的影响,以揭示人工灌溉发展与蒸发皿蒸发量减少之间的内在关系。分析结果表明：不同时段的蒸发皿蒸发量变化与灌溉面积发展呈现极显著的相关关系,且灌溉期相关程度高于全年和非灌溉期相关程度;地下水为主要灌溉水源区域的蒸发皿蒸发量降幅大于地表水为主要灌溉水源区域的蒸发皿蒸发量降幅。大面积、高强度的农田灌溉引起近地表面的气象因子变化是导致所在区域蒸发皿蒸发量减少的重要原因。     

农业活动对中国区域“蒸发悖论”规律的影响

1960－2001年间,中国范围内气温增加显著、蒸发皿蒸发量呈下降趋势,存在“蒸发悖论”现象。该文根据中国土地利用数据划分的251个受农业活动影响较小地区和165个受农业活动影响显著地区气象站的气象数据,计算了1960－2001年两类站点蒸发皿蒸发量和气温的变化趋势,分析了不同农业活动影响地区“蒸发悖论”规律的差异及影响因素。结果显示受农业活动影响显著地区的气象站气温升高的站点比例和平均趋势弱于受农业活动影响较小地区的气象站点,而蒸发皿蒸发量下降的站点比例和平均趋势明显强于受农业活动影响较小地区的气象站点,且在比较干旱的北方地区差异更为显著。由此可以推断灌溉等农业活动对区域“蒸发悖论”规律具有显著影响。     

近50年气候变化对内蒙古典型草原净第一性生产力的影响

基于典型草原区的锡林浩特气象站1953-2003年的逐月平均温度和降水资料,应用自然植被的净第一性生产力（NPP）模型,计算得到1953-2003年以锡林浩特为代表点的典型草原区净第一性生产力。结果表明：1）利用温度和降水建立的NPP模型在典型草原区模拟结果与实测地上生物量的变化趋势相一致。2）近50 a来,典型草原区植物主要生长季气候的变化特点为：春季明显增温,夏秋季降水减少。但降水和温度的变化对NPP的影响趋势并不明显,而是更多的影响到具体年份的NPP变化,表现在从50年代至今NPP变幅增大。3）对于地处半干旱区的典型草原来讲,影响净第一性生产力的主要气候限制因子为降水量,合理的水热配置最有利于牧草的生长。     

新疆阿勒泰地区20cm蒸发皿蒸发量的变化特征

利用新疆阿勒泰地区7个气象台站1964-2001年连续38a的20cm口径蒸发皿资料,运用线性趋势法、Mann-Kendall法对该地区蒸发皿蒸发量的年代际变化趋势和突变情况进行了研究。结果表明:整个地区平均而言,20世纪70年代的年平均蒸发皿蒸发量最高,此后逐年代下降,大部分站点的年代际变化趋势与全区一致,东部有两站不同;夏季平均蒸发量最大、春季次之,冬季最少;除冬季外,平均季蒸发量与年变化一致。年平均及春、夏、秋季蒸发皿蒸发量呈波动变化状态,冬季呈显著的上升趋势。空间分析表明,夏秋季大部分站的蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,个别站呈显著上升趋势;冬季大部分站呈显著上升趋势,春季大部站变化不明显。突变检测表明,该地区年及夏秋季蒸发皿蒸发量80年代中期有一次明显的突变,春、冬季突变不明显。各站及不同季节趋势变化和突变时间的不同步,表明气候变化在不同的地区和季节会有不同的体现。     

内蒙古地区参考作物蒸散变化特征及其气象影响因子

为深入了解不同草原类型下参考作物蒸散特征及其对气候变化的响应,该文利用FAO Penman-Monteith公式研究了内蒙古地区46个站点1961－2010年参考作物蒸散量及其辐射项和动力学项的时空分布规律和变化特征,并对其主要影响因素进行了分析讨论。研究结果表明：近50a来内蒙古各站点参考作物蒸散量的年平均值均介于570～1 674 mm之间,该地区参考作物蒸散量及其构成项的值西高东低,而且从高到低的5个草原类型依次为：荒漠、草原化荒漠、荒漠化草原、典型草原、草甸草原。各区生长季内参考作物蒸散量约占全年的80%。内蒙古各站点年参考作物蒸散量的变化率在-48～50 mm/10a之间,荒漠、草原化荒漠、荒漠化草原和典型草原参考作物蒸散量变化均不明显,草甸草原参考作物蒸散量显著上升（P=0.001）。各区域参考作物蒸散量辐射项的年值和月值均呈显著的上升趋势,除草甸草原外各区域参考作物蒸散量动力学项的年值和月值呈下降的趋势。风速是影响荒漠、草原化荒漠、荒漠化草原和典型草原西部地区参考作物蒸散量变化的首要因子,风速下降导致该地区蒸散呈下降的趋势;日平均温度是次要因子,但气温升高对参考作物蒸散量变化的作用有限,参考作物蒸散量并未随气候变暖而显著增大;相对湿度是第三因子,与参考作物蒸散量呈负相关（P=0.006）;日照时数是第四因子,其值降低导致参考作物蒸散量的下降。典型草原东部和草甸草原地区各站点受气象因子综合影响使参考作物蒸散量呈上升的趋势。该研究探讨了内蒙古各类型草原参考作物蒸散对气候变化的响应,为内蒙古各类型草原的生态保护和可持续发展提供科学依据。     

内蒙古地区草地类型分布格局变化及气候原因分析

利用内蒙古自治区48个气象观测站点50a（1962-2011）的月平均气温和降水量观测数据,基于Holdridge模型计算内蒙古气候区划指标划分不同类型草原区,模拟内蒙古草地类型50a的变化趋势。结合实际草地类型分布图,分析不同草原区1962-2011年的气候变化特征,并探讨气候变化对草地类型分布的影响。结果表明:内蒙古典型草原区的东部区域、荒漠草原区和草原荒漠区均属高温地带,而森林草原区和典型草原区的大部分区域属低温地带。50a间内蒙古草原区气温具有显著上升趋势（P<0.05）,各类型草地区的年平均气温均在1990年左右发生突变,同年呈显著升高趋势,而生长季气温在1995年左右发生突变,并于2a后呈显著升高趋势。内蒙古草原区降水分布格局具有明显的地带性,由西至东降水量递增且梯度差异明显。年降水量变化趋势表现为,森林草原区自1997年开始显著增加,至2002年回落;典型草原区自1992年开始年降水量显著增加,至2006年回落（P<0.05）;荒漠草原和草原荒漠区年降水量变化趋势不显著。生长季降水量的变化则表现为,森林草原和典型草原区在研究期内呈小幅减少-小幅增加-小幅减少趋势,其它类型草地降水变化与年降水量趋势一致。总体上,内蒙古草原区的降水变化,森林草原和典型草原区具有较大波动性,荒漠草原区于近年产生少许变动,而草原荒漠区相对较稳定。1962-2011年气温和降水量变化导致森林草原区面积在前30a呈增加趋势,后20a呈减少趋势;荒漠草原和草原荒漠区的边界逐渐向东扩展,典型草原区也将扩展至部分森林草原区域。总之,研究期内内蒙古草原区降水量在后期减少、气温持续升高,由于蒸散量加大可能导致土壤干旱,从而影响内蒙古草地生态系统分布格局的变化。     

内蒙古草地NPP时空变化格局及其与水热因子耦合关系

选取内蒙古作为研究区,基于卫星遥感数据、地面气象观测数据及其他统计资料,利用CASA模型估算了内蒙古草地净初级生产力（NPP）,分析了2001—2016年内蒙古草地NPP的时空变化格局及其与水热因子的耦合关系,结果表明:2001—2016年内蒙古草地NPP多年平均值为343.46 g C/（m²·a）,总体上呈现由东北至西南逐渐递减的分布格局;年均NPP总值约为0.218 Pg C,16年共计3.483 Pg C。大部分地区草地NPP呈波动上升趋势,年均增长率约为4.27 g C/（m²·a）。内蒙古草地NPP与年均温的偏相关系数为0.306,与年总降水量的偏相关系数为0.622;大部分地区草地NPP与年总降水量呈显著的正相关关系,而与年均温无显著相关。     

内蒙古典型草原区地表干湿状况变化趋势及影响因素分析

分析气候变化对典型草原区干湿状况的影响,对于了解草原退化原因、恢复草原生态环境有重要的指导意义。本文根据FAO推荐的彭曼一孟蒂斯方程,利用典型草原区1961—2008年25个地面气象站资料,通过计算潜在蒸发量、地表干燥度指数和水分盈亏量,分析了典型草原区地表干湿状况的空间分布规律及其年代际变化趋势,并探讨了它们与气候要素的相互关系。结果表明：（1）典型草原区牧草生长季干燥度指数均在2．0以上,水分亏缺量在400mm以上,属于地表干燥、水分亏缺状态。且整个牧草生长季4—9月,地表仍以干燥、水分亏缺为主。（2）典型草原区地表干湿状况存在着明显的阶段性变化特征。20世纪60、70年代水分亏缺多、干燥度大,属于气候相对干燥时期;80、90年代水分亏缺减少、干燥度降低;2001—2008年,水分亏缺量和干燥度指数逐渐增大,甚至达历史最大值,成为气候最为干燥时期,且变干倾向显著。（3）对典型草原区地表干湿状况影响最显著的因子为降水量和相对湿度（相关系数在0．8以上）,其次为日照时数（相关系数在0．6以上）,平均气温和平均风速对其影响相对较小。     

中国典型陆地生态系统水分利用效率及其对气候的响应

水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是陆地生态系统碳-水耦合的重要指标之一,也是研究陆地生态系统响应全球变化的重要参数。深入了解生态系统WUE的长时序变化特征及其影响因素,对生态系统碳水循环研究以及水资源合理开发具有重要意义。该研究基于2003—2010年中国8个碳通量观测站的通量数据、气象数据分析WUE的年内、年际变化特征及其与关键气候因子之间的响应关系。研究表明:1)处于热带季风气候区的千烟洲、西双版纳、鼎湖山3个站点的WUE全年波动较大,无明显规律,其余5个站点的WUE则表现出明显的季节变化特征,均表现为在4—7月份之间,呈现显著增加的特征,在7—8月份达到最高值,8—10月份,WUE逐渐下降,在11月至次年2月份,植被WUE接近于0;2)2003—2010年间,高寒草甸(当雄)年均WUE值最低(0.18 g/kg),热带雨林(西双版纳)最高(4.20 g/kg)。人工针叶林(千烟洲)、热带雨林(西双版纳)、落叶阔叶林和针叶混合林(长白山)植被WUE呈下降趋势,其余5个生态系统年均WUE呈增加趋势;3)8 d时间尺度上,高寒草甸、农田、草原生态系统WUE分别与气温呈正相关;森林生态系统WUE与气温呈负相关,其中人工针叶林生态系统WUE与气温的负相关系数(r=-0.607,P0.01)明显高于常绿阔叶林和针阔混交林;相比森林和农田生态系统,高寒草甸、草原生态系统WUE与相对湿度和降水具有较高的相关性;4)森林生态系统可通过土壤管理调控、冠层修剪等方式提高水分利用效率;农田生态系统需从灌溉方式、作物育种方面提高水分利用效率;高寒草甸及草原生态系统需采取人工种草、休牧以及划区轮牧等方式增强草原碳汇,从而提高水分利用效率。     

主要草原生态系统生产力对气候变化响应的模拟

利用历史气候数据(1961-2010年)和气候情景数据(1961-2100年)驱动CENTURY模型模拟高寒草甸、温性草甸草原、温性草原和温性荒漠4类主要草原生态系统的地上净初级生产力(ANPP),分析考虑和不考虑大气CO2浓度增加的直接效益(以下简称“CO2增益”)未来气温和降水量变化对ANPP的影响.结果表明:(1)1961-2010年,高寒草甸的ANPP呈极显著增加趋势(P＜0.01),与生长季内最低气温上升密切相关;温性草甸草原、温性草原和温性荒漠的ANPP变化趋势不显著,但年际波动较大,均与同期降水量具有极显著的正相关(P＜0.01),而与同期气温的相关性较弱.(2)若不考虑大气CO2增益,在A2和B2情景下2020s(2011-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2100年)时段该4类草原生态系统的ANPP相对于基准时段(1961-1990年)的平均增幅分别为4.9％、12.0％、18.6％和3.0％、6.6％、8.9％,其中温性草原的ANPP增幅最大,其次是温性荒漠,而温性草甸草原和高寒草甸的ANPP有增有减,变幅较小.(3)若考虑大气CO2增益,在A2和B2情景下2020s、2050s、2080s时段该4类草原生态系统的ANPP较不考虑大气CO2增益均有显著增加(P＜0.05),平均增幅分别为20.0％、31.8％、45.6％和9.0％、13.7％、18.0％,其中温性草原的ANPP增幅最大,其次是高寒草甸和温性荒漠,而温性草甸草原的ANPP增幅稍小.     

基于降水蒸发指数的1960－2015年内蒙古干旱时空特征

内蒙古地区农业以草原畜牧业和旱作农业为主,容易受到自然灾害,特别是干旱的影响。在气候变化的背景下,研究该地区干旱时空格局特征,对当地采取适应气候变化对策具有重要意义。为了明确内蒙古地区不同时间尺度干旱特征及其对气候变化的响应,该文选取1960-2015年内蒙古地区46个气象站点逐月气象观测数据,计算不同时间尺度标准化降水蒸散指数SPEI,结合Mann-Kendall检验、经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解、旋转经验正交函数(rotated empirical orthogonal function,REOF)分解、干旱评价指标等方法,分析了内蒙古地区56 a来干旱时空格局特征,讨论了干旱特征与太平洋年代际震荡(pacific decadal oscillation,PDO)指数的关系。结果表明:从时间变化来看,内蒙古地区干旱逐渐减轻,1976年发生突变;四季均呈变湿趋势,春季显著;全区干旱强度基本为轻旱和中旱,主要为局域性干旱和全域性干旱。从空间分布来看,内蒙古地区整体上呈西部干旱缓解、东部干旱加剧的趋势;夏季整体干旱显著加重,秋季次之,春季和冬季以减轻为主。按照干旱区域敏感性强弱可将内蒙古地区分为西部区(I区)、中部区(II区)、东北部北区(III区)和东北部南区(IV区),其中I、II区干旱逐渐减轻,III、IV区呈偏干趋势。56 a来SPEI与PDO指数存在同相位关系,PDO指数冷相位时,内蒙古地区全区偏干,反之则偏湿。研究结果可为内蒙古地区水热状况的科学评估及干旱的监测预警和防灾减灾提供理论依据。