大兴安岭北部寒温带针叶林表层土壤冻融变化特征

基于2009—2019年地表土壤温度和积雪数据，分析了近10 a来我国大兴安岭北部多年冻土区土壤冻融变化特征，包括冻融循环次数和天数、冻融开始和结束时间、持续时间、变动幅度等。表层土壤春季融化过程期主要发生在4月中下旬至5月中旬，秋季冻结过程期主要发生在9月中下旬至10月中旬，平均每年发生冻融39次或41 d。春季融化过程期相比秋季冻结过程期，平均冻融循环次数或天数相差并不大，研究期间内大于、小于和相近年份均有出现。但冻结期冻融循环变动幅度(主要在2.6～15.0℃)大于融化期(主要在2.6～12.5℃)。春季融化期开始时间与积雪结束时间基本吻合，而积雪开始时间均发生在秋季冻结期结束之后。因此，两个冻融期很少有积雪覆盖，冻融循环主要受气温影响。本研究为深入理解大兴安岭多年冻土对气候变化的响应、制定适宜的气候变化对策提供参考依据。     

青海湖流域高寒草甸季节冻土土壤温湿变化特征

根据2018—2020年青海湖流域高寒草甸野外定点监测的温度、降水、土壤水热数据，分析了高寒草甸生态系统土壤冻融特征以及不同冻融阶段土壤温度、水分的日变化和季节动态过程。结果表明：(1)基于土壤温度变化特征分析，可将冻融循环过程划分为始冻期、完全冻结期、解冻期和完全融化期。各阶段持续的天数长短依次为：完全融化期>完全冻结期>解冻期>始冻期。从表层到深层土壤，完全融化天数持续增大，完全冻结天数趋于减小，0～180 cm土层完全融化期持续天数超过半年以上。(2)冻土表现出单向冻结、双向融化的规律，土壤融化速率(5.45 cm/d)快于土壤冻结速率(2 cm/d)。整个冻融过程，不同深度土壤水分的变化比温度的变化更复杂。(3)随着冻融循环过程，土壤温湿度呈现出周期性的季节变动特征。土壤温湿度日变化具有一致性，表层日较差大，随着深度的增加，日较差变小并趋于稳定。土壤剖面的结构特征对土壤水分异质性分布具有较强的解释性。     

农田黑土季节性冻融过程及其水分分布特征

秋冬、冬春季节转换过程中0~10 cm农田黑土温度日较差较大,土壤经历着反复的冻融交替过程,大于20 cm的土壤温度日较差逐渐减小,冻融作用对深层土壤的影响逐渐减弱。融冻期土壤融化过程是由地表向下和由季节冻结层底面向上两个方向同时进行;而冻融期土壤冻结过程由土壤表面向下单方向进行。冻融过程中土壤水分发生迁移而重新分布,冻结期上层土壤首先冻结并聚集水分;融化期冻层融化水分向冻结锋面迁移,越靠近冻结层水分含量越大。     

草甸土冻融环境与春季解冻期降雨侵蚀模拟研究

以我国东北草甸土为研究对象,采用人工模拟降雨方法,分析试验区冻融环境及春季解冻期室外降雨侵蚀过程。结果表明:温度大体经历了降温、稳定和升温3个阶段,对应地表土壤经历了冻结、稳定冻结和融化3个过程;表层土壤在冻结和融化的两个过程中都经历了冻融作用,其中10月末至12月初和2月中下旬至3月上中旬均是地表土壤经受冻融交替作用强烈的时期,特别是融化阶段是控制春季解冻期土壤侵蚀的关键时期;冻融前后土壤含水率减小19%、土壤容重减小8.9%;整体土壤侵蚀速率表现为增加趋势;小雨强解冻深度浅的处理,侵蚀速率增加幅度不大,坡面细沟以宽浅型为主;大雨强侵蚀速率波动性增强。     

近50年长三角地区季节的气候变化特征

根据长三角地区31个站点1961-2010年逐日气温资料,按照国家标准进行季节划分,在研究四季长度和起始时间变化特征的基础上,利用Mann-Kendall检验、等值线等方法对季节的时间变化趋势和空间分布特征进行研究。结果表明,时间变化上,长三角地区夏季长度有极显著的增加趋势(P0.01),春、夏两季的起始日期有显著的提前趋势(P0.01和P0.05)。空间分布上,春、秋季节长度由内陆向沿海增加,夏季长度由北向南递增,冬季长度由北向南递减。四季长度变化趋势的空间结构为:春、夏季以延长为主,秋、冬季主要表现为缩短,其中夏季长度的延长最为显著(P0.01)。四季起始时间空间分布为:春、夏季南部入季早,秋、冬季北部入季早;起始时间变化趋势的空间结构为:春、夏季为一致的提早趋势;秋、冬季以延后为主。     

春季解冻期降雨对黑土坡面侵蚀影响研究

为开展我国东北地区关于冻融作用对春季降雨与未完全解冻土壤侵蚀关系的定量研究,对东北黑土室外冻结,室内表层融化下部冻结,在此冻融条件下对其进行室内模拟降雨试验,研究了春季解冻期黑土在不同含水率、不同解冻深度及降雨量条件下的侵蚀特征.结果表明:在春季解冻期,由于冻融作用,黑土坡面土壤解冻不完全、渗透能力差.此时降雨的侵蚀能力较强,导致这一时期坡面土壤侵蚀严重,土壤坡面侵蚀量受到含水率、降雨强度和解冻深度等因子的综合影响,并随三者变化呈现不同的侵蚀规律.     

白浆土春季解冻期降雨侵蚀模拟

地球上中纬度大部分地区都经受季节性冻融过程,而春季解冻期是土壤季节性冻融过程发生强烈的时期,一般极易发生侵蚀作用。有研究表明,土壤侵蚀在春季解冻期最严重[1],在温带地区土壤流失量的50%以上都发生在冻土层解冻时期[2],在美国俄勒冈东北部地区土壤流失中有86%侵蚀是由于融雪径流和冻融作用造成的[3],在美国南部库贝克观察的2a时间里春季土壤流失占每年土壤流失总量的90%[4],在美国和加拿大部分地区50%以上的土壤侵蚀发生在晚冬和初春季节[5],在我国东北漫岗黑土区春季融雪及强降水易造成强烈的浅沟侵蚀[6]。可见,春季解冻期是部分地区土壤侵蚀发生的主要阶段,而表层土壤含水率高和未完全解冻层的     

蒙古高原中部草地土壤冻融过程及土壤含水量分布

利用土壤剖面的温度、湿度观测数据,结合气象资料初步分析了蒙古高原中部典型针茅草原在季节转变过程中(2003～2004年)的土壤冻融过程和土壤含水量分布动态。研究表明,0～150cm深度范围的土壤完全冻结天数为154～160d。冻融日循环主要发生在表层0～5cm。0～30cm土层的土壤含水量变化剧烈,与地温有较好的一致性。0～10cm深度土壤含水量高于其他土层。随着深度的增加,土壤含水量季节波动性变小。冻结过程有利于保持土壤水分,有利于春季草地植被返青。     

秋浇条件下季节性冻融土壤盐分运动规律

针对内蒙古河套灌区春季地表反盐的问题,采用田间试验的的方法对秋浇条件下季节性冻融土壤的盐分运动规律进行了分析。结果表明,秋浇在短期内只是将上层土壤盐分淋洗至下层,冻结初期才是盐分从田间排走的主要时期;在冻结和排水的共同作用下,冻结期土壤盐分运动规律复杂,导致冻结层储盐总量变化不大,而主要的返盐过程则发生在消融期。在经历整个试验期后,0～100cm和0～150cm土壤储盐量均有不同程度增加,说明秋浇并没有完全达到淋洗盐分的目的。另外,良好的排水条件在一定程度上抑制了盐分的向上累积,这一点在冻结期表现最为显著。     

基于GIS的甘肃省土地沙漠化敏感性评价

以甘肃省为对象 ,选择了湿润指数、大风天数、土壤质地和冬春季地表植被覆盖度做为土地沙漠化敏感性评价因子 ,采用地理信息系统技术进行土地沙漠化敏感性评价。并对单因子敏感性和综合敏感性的空间分布格局进行了分析 ,结果表明河西地区以高度敏感为主 ,陇中、陇东黄土高原以中度和轻度敏感为主 ,祁连山地、陇南山地和甘南高原为轻度敏感或不敏感     

秋耕对北疆季节性冻融期土壤热状况的影响

为明确秋耕对季节性冻融土壤热状况的调控作用,对比分析了翻耕（FG）、免耕（MG）、垄沟（LG）、翻耕活性炭覆盖（FH）和翻耕秸秆覆盖（FJ）5种处理对土壤温度、冻融循环以及土壤温度梯度等影响的差异。结果表明：与传统FG处理相比,MG、LG、FH、FJ处理均减弱了土壤温度与气温的相关性,降低了整个冻融期土壤温度的升、降温幅度和不同冻融阶段土壤温度昼夜变化的变异性程度,维持土壤温度序列稳定的能力FJ>FH>LG>MG。FG处理最先冻结和融化,其余处理延缓土壤冻结和融化速度的效果为FJ>FH>LG>MG,且冻结速度和融化速度越小,冻融交替越频繁,冻融循环次数越大。各处理土壤温度梯度与气温均呈极显著的相关关系（P<0.01）,相关性程度为FG>LG>MG>FH>FJ,与土壤贮水量均呈极显著的负相关关系（P<0.01）,相关性程度为FJ>FH>LG>MG>FG,MG、LG、FH、FJ处理均加强了土壤水热资源的保持,其中翻耕秸秆覆盖和翻耕活性炭覆盖促进了深层土壤热量上移,更有利于改善季节性冻融期间土壤的水热状况,维持北疆春播土壤墒情。     

1961-2014年华北平原二十四节气热量资源的时空分布变化分析

通过推算历年二十四节气的划分时间,利用华北地区63个气象站点1961-2014年逐日地面观测资料,分析每个节气期间平均气温、最高/低气温、≥0℃积温的线性变化趋势;基于春分、秋分日计算分析研究区各站点无霜期的终/始日与春分/秋分日差值和无霜期≥0℃积温的时空分布变化特征.结果表明,华北平原气温(平均、最高、最低)最高为大、小暑节气,最低为小、大寒节气.无霜期由北向南递增,终霜日平均发生在春分节气,沿纬度方向由南向北推迟,初霜日平均发生在霜降节气,沿纬度方向由南向北提前.1961-2014年华北地区二十四节气内热量资源(气温、≥0℃积温)均呈现上升趋势,冬春季的节气升温幅度大于夏秋季.雨水节气平均气温、最高、最低气温增幅在二十四节气中最大,分别为0.63、0.74和0.53℃·10a-1.最低气温增幅大于平均气温和最高气温,对气候增暖的贡献较大.近54a来研究区无霜期内≥0℃积温平均增加442.8℃·d.气候变暖同时延长了华北地区的无霜期,研究区无霜期气候倾向率平均为3.9d·10a-1,该变化由初/终霜日的变化共同作用引起,且春季终霜日提前(气候倾向率为2.1d·10a-1)比秋季初霜日推迟(气候倾向率为1.9d·10a-1)更明显.     

河北省山区降雨侵蚀力的时空变化特征

[目的] 探究河北省山区降雨侵蚀力时空变化特征，为该区水土流失治理措施的制定和实施提供科学依据。[方法] 应用时间变化分析和空间分布分析对河北省山区2000-2018年降雨侵蚀力进行分析。[结果] 时间趋势中燕山山区年降雨侵蚀力呈波动上升趋势，主周期为11 a，在2009年发生突变，春、秋两季呈波动下降趋势，主周期分别为8和11 a，春季无突变点，秋季在2001年发生突变，夏季呈波动波动上升趋势，9 a为主周期，在2010年发生突变；太行山区年降雨侵蚀力呈波动下降趋势，主周期为6 a，无突变点，夏、秋两季呈波动上升趋势，主周期分别为8和10 a，均无突变点，春季呈波动下降趋势，主周期为8 a，在2006年发生突变；空间分布中，年均降雨侵蚀力范围为1 063.39~5 127.44 MJ·mm/（hm²·h），燕山山区由西到东年及夏季平均降雨侵蚀力先增长后降低再增长，太行山区中由南向北年、夏季平均降雨侵蚀力逐渐降低，春、秋两季降雨侵蚀力分布规律较为多变。[结论] 通过对河北省山区降雨侵蚀力的分析，得出河北省山区夏季水土流失最为严重，燕山山区部分地区尤为突出。     

黑龙江省暴雨洪涝灾害风险区划

以黑龙江省81个气象台站1961-2008年的逐日降水数据、社会经济资料、地理信息数据以及灾情数据为基础,运用GIS技术,对黑龙江省暴雨洪涝灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性等评价因子进行综合分析,采用加权综合分析法以及GIS中自然断点分级法,构建了暴雨洪涝灾害风险评估模型,将黑龙江省划分为高、次高、中等、次低和低5个等级风险区.结果表明,黑龙江省暴雨洪涝灾害风险呈“东西高-南北低”的分布,松嫩平原大部、三江平原北部和南部地区处于高-次高风险区,哈尔滨西北部、大庆东南部、绥化北部和西部以及鹤岗中部地区,属于高风险区;而大兴安岭地区和东南半山区处于低-次低风险区,发生暴雨洪涝灾害的几率较低.灾情验证结果表明,实际灾情的高值-次高值分布与风险区划结果基本符合,风险区划模型具有较高的实际应用价值和研究意义.     

秸秆覆盖秋浇后盐渍土壤冻融过程及水盐运移特征

为了探讨在寒旱盐灌区覆盖秋浇后冻融土壤的冻融特性及水热盐协同调控机制,在盐渍土壤进行覆盖后秋浇田间冻融试验,设5个处理,秸秆覆盖量1.2kg/m~2(F1.2)、秸秆覆盖量0.9kg/m~2(F0.9)、秸秆覆盖量0.6kg/m~2(F0.6)、秸秆覆盖量0.3kg/m~2(F0.3)、未覆盖(CK)。结果表明:秸秆覆盖影响了土壤冻结融化推进过程,改变了土壤温度对气温变化的响应关系,影响了水分、盐分在土壤剖面(特别是土壤表层和耕作层)的重新分配,提高了翌年春季水分可利用量,抑制了表层及耕作层春季返盐,提高了秋浇的灌水效果。秸秆覆盖处理的最大冻结深度小于CK处理4~26cm,初冻时间滞后0~12d,融化时间滞后0~21d;秸秆覆盖的各处理由于覆盖层的存在,消融水蒸发受到抑制,表层积盐现象较弱;消融期结束后,在土壤表层0—10cm,F0.9的土壤含水率最高,处理F1.2较秋浇前脱盐率为81.18%,脱盐效果最好;在耕作层0—40cm,F0.9的土壤含水率最高,处理F0.6较秋浇前脱盐率为75.65%,脱盐效果最好;为保证在翌年春播时的适宜含盐量及含水率,以覆盖量0.6~0.9kg/m~2为宜。研究结果可为河套灌区秋浇制度的优化提供参考。     

2021年秋季气象条件对农业生产的影响评价

2021年秋季（9−11月）,全国平均气温为10.5℃,较常年同期偏高;全国平均降水量为157.9mm,为1961年来最高值,尤其西北地区、华北、黄淮区域平均降水量均为1961年以来历史同期最高值;全国平均日照时数为564.9h,为1961年以来第9低值。东北地区大部初霜期较常年明显偏晚,全国秋收区光温条件总体利于作物灌浆成熟和收晒。西北地区东部、华北大部和黄淮北部秋季前期多雨和寡照突出,属典型“埋汰秋”,麦播期普遍推迟7～15d,秋季中后期天气转好,冬小麦播种速度加快。秋末华北、黄淮、西北地区东部冬小麦发育期较常年普遍偏晚7～25d,处于分蘖期的占比低于常年和2020年同期,全国冬小麦晚弱苗比例高于常年和2020年同期。南方大部地区秋播期间农田土壤墒情适宜,冬小麦、油菜播种和出苗顺利,发育期基本接近常年。     

广西褐飞虱发生特点及其迁飞路径分析

利用1991-2012年广西龙州、玉林、来宾、永福、兴安植保站褐飞虱灯诱虫情资料,对近22a广西褐飞虱发生特点进行分析,并利用HYSPLIT平台模拟褐飞虱迁入高峰日后向轨迹,研究广西褐飞虱的主要迁入路径。结果表明：（1）近22a来,广西5个代表站褐飞虱的迁入始见期、首次迁入高峰期均呈偏早趋势,提前率分别为1.1d·10a-1和1.8d·10a-1;而迁入终见期呈推迟趋势,5站平均推迟率为2.6d·10a-1。（2）偏南路径（包括西南、正南、东南）是广西各稻区褐飞虱春、夏季迁入的主要路径,占春夏季总迁入过程数的94%以上;偏北路径只发生在桂北地区,不到总数的6%;中南半岛、海南岛和广东省是广西褐飞虱春、夏季迁入的主要虫源地。（3）秋季褐飞虱回迁以东北路径为主,兴安站褐飞虱回迁路径中,东北路径占89%,从广东迁入的路径占11%;而龙州站东北和偏东路径共占83%,偏南路径占17%;玉林、来宾、永福3站秋季迁入峰期不明显;江西、湖南、广东等地的稻区是广西褐飞虱秋季迁入的主要虫源地。（4）当7月850hPa高空以偏南气流为主时,会引发广西褐飞虱的灾变性迁入;当7月850hPa高空以偏北气流为主时,褐飞虱发生偏轻。当9月925hPa高空以偏北气流为主时,利于褐飞虱从湖南、江西等地南迁至广西,广西褐飞虱发生偏重,而以偏南气流为主时,发生则偏轻。     

基于连续无有效降水日数指标的中国南方作物干旱时空特征

利用中国南方15个省(市、区)气象台站1959-2009年逐日降水资料,以连续无有效降水日数(Dnp)为干旱指标,完善了指标中有效降水临界值和干旱分级标准,利用改进后的连续无有效降水日数干旱指标计算了南方地区春播夏收作物、春播秋收作物、夏播秋收作物、越冬作物近50a的干旱指数,得到干旱频率和干旱持续天数的空间分布特征,并分析其年际变化;同时引入逐日干旱频率,研究作物生育期内逐日干旱动态变化。研究结果表明:春播夏收作物在西南地区西部和淮北地区常发生春旱;春播秋收作物在长江中下游地区多发夏秋旱,在华南东北部多发秋旱,在西南地区东部伏旱明显;夏播秋收作物在长江中下游地区秋旱多发、华南东部秋旱高发;越冬作物在西南地区西部秋冬春旱高发且持续时间长,江北和华南地区也多秋旱和春旱。从年际变化趋势看,春播秋收作物干旱范围略有增大,夏播秋收作物干旱范围显著增大、强度略有增强,越冬作物干旱范围呈较明显增大;其他各作物干旱范围和强度呈不同程度减少、减弱的趋势。