河北省夏蝗大发生的气象预报

分析影响夏蝗大发生的关键气象因子,预报夏蝗的发生程度,对夏蝗防治决策起着十分重要的作用.利用秩相关系数法,筛选出影响河北省洼淀和沿海两个类型区夏蝗大发生的关键气象因子.根据贝叶斯判别准则,确定了两类蝗区夏蝗大发生关键气象因子的最佳临界距平值;利用灾变规律的关键时预报方法,对两个蝗区因子数确定的关键年进行敏感性分析,确定了两个类型蝗区最佳的预报因子数.在此基础上,对河北省不同生态类型区夏蝗大发生进行模拟和预报,结果拟合率达到99%以上,2004和2005年延伸预报结果与实际一致.     

西安市近55年来降水的多时间尺度分析

运用回归分析法、小波分析、M-K突变分析,对西安站近55a的降水变化进行了分析.结果表明: 近55a来,西安降水量呈波动变化过程.受大气环流的影响,西安地区的降水与西北地区东部的降水变化一致,春季、夏季、秋季降水量都在下降,冬季降水在波动中有明显增加趋势;秋季降水与El Nino、La Nina之间存在一定的关系,冬季降水量增加显著与西风势力增强和南来水汽增多有很大的关系;3a、6a左右时间尺度在55a中始终存在,且周期振荡稳定.突变分析表明西安的降水在20世纪60年代和90年代左右有显著的突变点存在,即发生了明显的两次突变,两次突变都是由多雨期到少雨期.     

基于土地生态要素分区的坝上生态用地生态服务价值分析

坝上地区是京津冀地区的重要生态屏障,也是京津冀的重要水源涵养地和生物多样性保护重要基地,对保障京津冀地区的生态安全和水资源供给有着不可替代的作用。本研究运用软件ARCGIS 10.2,将坝上地区的土壤类型与地貌类型两大主要土地生态要素进行叠加,划分典型类型区,并结合现行的土地利用分类系统和生态系统服务功能,构建生态用地分类体系,在此基础上,以粮食单产进行区位修订,采用当量因子法估算2015年坝上各类型分区内生态用地的生态系统服务价值,以期为坝上地区的生态用地格局规划与区域生态保护管理政策制定提供理论依据。结果表明:1)河北省坝上地区粮食单产大体趋势是自中部向两翼方向逐渐递增,高产区主要是东南部的褐土侵蚀剥蚀低山类型区和褐土侵蚀剥蚀中山类型区,产量高达5 000 kg×hm~(-2)以上;低产区则是主要位于西南的张北县栗钙土玄武岩台地类型区和尚义县粗骨土侵蚀剥蚀中山类型区,产量不足2 500 kg×hm~(-2)。2)河北省坝上生态用地类型以草地和林地为主,两者面积之和占总面积的73.95%。沼泽土侵蚀剥蚀中山类型区、沼泽土冲积风积高原类型区、灰色森林土侵蚀剥蚀中山类型区以及灰色森林土冲积风积高原类型区的生态用地面积占其类型区总面积的95%以上,而盐土湖积高原类型区的生态用地所占比例最小,仅占39.74%。3)2015年坝上生态服务总价值高达634.77亿元,其中坝上地区东部的棕壤侵蚀剥蚀中山类型区生态服务价值最大,主要由林地提供;位于西北部的盐土湖积高原类型区生态服务价值最小,基本为草地所提供。本研究表明,不同的土壤类型和地貌类型均影响着土地生产能力的大小,从而影响着该地区的生态系统服务价值大小。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山西省北部地区气候的影响

通过对山西省北部50a来气象资料的搜集和整理,研究了厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino—SouthernOscillation,ENSO)事件对山西省北部地区气候的影响。结果表明,大同、朔州、忻州地区厄尔尼诺事件发生年降水减少,平均气温降低,与正常年份相比年降水量分别减少了46.86,46.44和80.96mm,年平均气温分别降低了0.03,0.17和0.22℃;拉尼娜年降水减少,平均气温降低,与正常年份相比年降水量分别减少了21.27,26.32和25.30mm,平均气温分别降低了0.03,0.18和0.04℃,厄尔尼诺事件年平均气温变化与黄土高原相反。ENSO暖事件对山西省北部地区气温的影响具有从大同向朔州和忻州依次逐渐增强的特点,表明随着纬度的降低厄尔尼诺事件对气温的影响增强,对降水也有类似的影响。ENSO暖事件年发生旱灾的可能性较大,通常会给山西省北部地区的工农业生产带来不利影响。     

福建省1956—2013年降雨侵蚀力与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的关系

选取1956-2013年福建省57个主要气象站点日降雨量数据,采用日降雨侵蚀力模型计算降雨侵蚀力,分析厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)对福建省降雨侵蚀力的影响.结果表明,虽ENSO对福建省不同区域的气象站点的影响存在差异,但总规律为:(1)福建省降雨侵蚀力年际变化和年内变化较大,总体呈现略微波动上升的趋势;(2)福建省降雨侵蚀力与赤道太平洋中东部海洋表面温度(SST)距平值呈现极显著相关.厄尔尼诺(El Ni(n)o)时期降雨侵蚀力较拉尼娜(La Nina)时期大,但均低于福建省平均降雨侵蚀力;(3)降雨侵蚀力与南方涛动指数(SOI)和多变量ENSO指数(MEI)存在极显著相关.通过分析ENSO对福建省降雨侵蚀力影响,为福建省土壤侵蚀的预测和土壤保持提供参考和依据.     

我国东部冬季降水异常与ENSO事件相关性分析

利用1951—2012年NOAA扩展重建的月平均海面温度资料,确定了11个El Ni?o年和10个La Ni?a年。分别对El Ni?o年和La Ni?a年中国东部降水进行合成,分析了东部冬季降水异常的空间分布,以及与ENSO事件的可能联系。结果表明,El Ni?o年冬季我国东部大部分地方多雨,La Ni?a年冬季我国东部大部分地方少雨,且ENSO敏感区在东南和华南。分析El Ni?o年和La Ni?a年海温异常和大气环流异常及低层水汽输送特征,发现El Ni?o年东亚冬季风偏弱,La Ni?a年东亚冬季风偏强。     

黄河三角洲东亚飞蝗夏蝗发生的气象预测模型

利用黄河三角洲地区5个重点沿海蝗区1983-2008年东亚飞蝗夏蝗的调查资料和相应的气象资料,分别对飞蝗发生期、发生量与主要气象因子进行相关分析并组建回归预测模型。结果表明,夏蝗出土始期和出土盛期均与上年9月和当年2月的降水量呈显著的负相关关系,但方程系数不同;在发生量预测中,夏蝗发生密度与4月平均气温和2月降水量呈显著负相关,发生面积与3月和上年8月的平均气温呈显著正相关、与上年9月降水量呈显著负相关。利用历史资料对预测模型进行回代检验,模拟值的平均相对准确率达90.2%,可以满足实际需求。     

基于格点数据的华北地区气象干旱特征及成因分析

利用1961—2013年华北地区0.5°×0.5°降水和气温格点数据资料,选用标准化降水蒸散指数,分析了华北地区不同时间尺度干旱事件发生的时空变化特征,并从大气环流和全球变化两个方面分析了气象干旱的主要成因。结果表明:(1)华北地区年、春、夏、秋、冬及月尺度上均有干旱发生。夏季干旱最为严重。华北地区以20世纪90年代干旱最为严重,2000年以来的干旱次之。年尺度干旱发生频率呈现北高南低的分布规律,就四季而言,干旱主要发生在河南西北部及东南部、山东半岛西北部、山西、河北中南部及京津冀地区;(2)京津冀地区ENSO事件强度与降水量呈显著的负相关性,强度增大时降水量下降,减弱时降水量上升。整个华北地区ENSO事件强度与气温呈显著的正相关性,强度增大时温度有上升趋势,减小时温度有下降趋势。其中El Niňo对气温有抬升的趋势,La Niňa对气温有降低的趋势。从全球变化方面来看,影响华北地区气象干旱发生的原因主要是快速城镇化和全球变暖。     

淮河流域伏牛山区水土保持生态自然修复适宜性评价与分区

伏牛山区水土流失危害严重,实施水土保持生态修复是加快区域水土流失防治步伐的有效措施。针对大区域生态修复工程建设亟待解决的适宜性区划问题,采用主导因子分级组合及其专题图叠加分析法,对伏牛山区生态自然修复的适宜性进行评价与分区。1)提出地貌类型、土地覆被类型和地面坡度3个主导因子作为生态自然修复适宜性评价与分区指标,并对其进行分级(分类)和分区;2)按照实施封禁保育(促进生态自然修复)措施的适宜程度,提出"适宜"、"暂不适宜"和"不适宜"3个生态自然修复适宜性等级,并确定其区域分布格局;3)将伏牛山区的生态自然修复适宜性划分为2个大区(一级区)、4个亚区(二级区)和15个类型区(三级区)。研究结果可为伏牛山区水土保持生态自然修复工程的规划布局提供技术支撑。     

干旱区城市生态安全格局优化研究——以内蒙古呼和浩特市为例

快速城镇化易引发各种生态问题,构建生态安全格局正是对生态过程的积极调控。为构建科学合理的生态安全格局,以内蒙古呼和浩特市为研究区,从自然环境、资源条件、人类干扰等角度构建区域用地扩展阻力评价指标体系,对城市区域空间管制进行了分区;通过最小累积阻力面(MCR)模型建立了区域生态安全格局,识别潜在生态廊道与生态战略点,构建区域生态网络框架,对生态空间进行规划。结果表明:(1)研究区生态安全格局类型区"圈层式"分布明显,较高安全水平以上的类型区占研究区总面积的22.47%,生态安全水平总体偏低。(2)共提取15条潜在生态廊道,识别7条一级生态廊道,9个生态战略点,进而优化"点—线—面"的生态安全格局。(3)生成"一环、两带、两轴、多中心"的生态网络框架,对于提升区域生境质量、提高生态服务价值及优化城市人居环境具有重要意义。结果发现研究区重点开发的乡镇有赛罕区、金河镇、小黑河镇,要引导城市重心向南部、东南部迁移,发展城市新区建设,引导人口、产业合理集聚。其结果可为生态环境治理提供理论参考。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山西省南部地区气候的影响

根据1961年以来的气温和降水资料,结合小波分析和发生的厄尔尼诺/拉尼娜事件,分析了1961年以来山西省南部地区气温和降水的变化趋势、周期以及厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino/Southern Oscillation,ENSO)事件对山西省南部地区气温、降水量以及旱涝灾害的影响。研究结果表明,1961年以来山西省南部年平均气温总体呈波动式上升,上升速率为0.34℃/10a,而年平均降水量总体呈下降趋势,下降速率为23.4mm/10a。小波周期分析显示,山西省南部气温变化的周期约为3,8,20和25a,降水量变化的周期约为3和7a。厄尔尼诺年山西省南部年平均气温升高,降水量显著减少,而拉尼娜年气温下降,降水量略有增加。该区在厄尔尼诺年易发生旱灾,而拉尼娜年易发生涝灾,且旱涝灾害多分别发生在连续性的厄尔尼诺年和拉尼娜年。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对陕西省榆林地区气候的影响

通过对陕西省榆林地区近56a来气象资料、历史资料的搜集和整理,研究了厄尔尼诺/拉尼娜(ElNino/Southern Oscillation,ENSO)事件对榆林地区气候与气象灾害的影响,分析了降水及气温变化的周期性。结果表明,1954年以来,榆林地区气候变暖变干趋势显著。1954年以来榆林地区年均温平均升高了0.025℃/a,年降水量递减率为1.740mm/a;厄尔尼诺年气温高出正常年份0.12℃,拉尼娜事件发生年年平均气温较正常年份平均气温没明显变化。厄尔尼诺事件年榆林地区降水呈现明显的减少趋势,比正常年份减少了8mm。拉尼娜事件年对榆林地区降水增加也有一定影响,平均增加3mm/a。榆林地区气温与降水量存在3a为主的短周期和20a为主的长周期。ENSO暖事件对榆林地区气候特别是气象灾害的影响比ENSO冷事件更为显著和强烈,厄尔尼诺年榆林地区易于发生高温干旱灾害。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对青海湖周边地区气候的影响

根据1961年来青海湖周边地区的气温和降水量资料,结合小波分析和ENSO事件的发生与变化,研究了1961年来青海湖周边气温与降水的变化趋势,以及厄尔尼诺/拉尼娜事件对该区气温、降水量以及旱涝灾害的影响.结果表明,1961年来青海湖周边地区的年降水量呈波动上升趋势,西部最显著,年降水量以8.73 mm/10 a的速率增加.该地区的年平均气温呈波动上升趋势,平均气温增温率接近或明显高于全国平均水平.1988-2010年多年平均气温比1961-1987年增加更显著.小波分析显示,青海湖周边地区降水变化周期约为3,7和17a,气温变化的周期约为3,7和29 a.不同研究区域的降水量和气温变化与ENSO事件相关性不同.研究数据表明,青海湖周边地区厄尔尼诺年发生涝灾多于旱灾,而拉尼娜年多发生旱灾.1961-2009年青海湖水位总体趋势在下降,2005年后出现回升,流域降水量对湖水位的年变化有显著影响.     

江苏省植被覆盖动态变化及其与气候因子的关系

[目的]研究2000—2013年江苏省植被覆盖状况的时空分布特征,并从年际和季节尺度上分析植被覆盖的空间变化特征以及NDVI与气温、降水量的相关关系和滞后性,以期为区域生态环境监测、生态环境保护和植被可持续发展提供参考。[方法]运用美国国家航空航天局(NASA)发布的2000—2013年MODIS 13Q1级产品(归一化植被指数)和江苏省1999—2013年各气象站点气象资料,采用最大值合成法、趋势线分析法、Person相关分析法和偏相关分析法。[结果](1)14a来,江苏省植被NDVI整体上呈下降趋势,且在时间和空间尺度上有所差异;(2)由于气温、降水量、厄尔尼诺和拉尼娜等事件的影响,NDVI在年际和季节间呈波动性变化;(3)NDVI对降水变化响应的滞后期为1个月,NDVI基本同步于相应气温的变化,仅夏季滞后期为1月。[结论]从时间尺度上看,年际、秋季,NDVI呈下降趋势,而春夏季,NDVI呈上升趋势;从空间尺度上看,江苏省西部的植被覆盖程度明显优于东部沿海和长江中下游平原。NDVI在年际和季节尺度上与气候因子的相关性显著,且与气温的相关性最好。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对长江流域气候的影响研究

通过对长江流域近60 a来气象资料和自然灾害资料的搜集和整理,从金沙江/雅砻江水系、岷沱江水系、上游干流区间、嘉陵江水系、乌江水系、汉江水系、洞庭湖水系、鄱阳湖水系和中下游干流区间等9个不同的区域研究了厄尔尼诺/拉尼娜（ElNio—Southern Oscillation,ENSO）事件对长江流域气候的影响。通过对降水量、气温、自然灾害事件等气候因子与ENSO事件的特征进行对比统计分析得出,ENSO事件对长江流域降水量和气温的影响十分显著。厄尔尼诺事件年大多表现为温度升高和降水减少,且发生干旱灾害的概率升高。拉尼娜事件年一般表现为降水增多,洪涝灾害发生率相对增加。建国60 a来长江两次全流域性特大洪涝灾害都发生在厄尔尼诺事件向强拉尼娜事件转换年。厄尔尼诺事件对长江流域气候的影响要强于拉尼娜事件。2009—2010年的ENSO事件气象条件与1998年发生大洪水时的气象条件状况极其相似,2010—2011年和以后强ENSO冷暖事件转换年长江发生全流域性大洪水的可能性大,一定要做好气象监测和气象灾害防治。     

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。     

华北平原夏玉米潜在产量时空演变及其对气候变化的响应

华北平原是我国的粮食主产区,为探讨气候变化可能对该地区粮食产量产生的影响,本文以中国科学院青藏高原研究所的中国区域地面气象要素数据集为基础,对作物生长模型WOFOST(WOrld FOod STudy)进行面域化,模拟华北平原1979—2015年夏玉米的生长情况;利用一元线性回归、经验正交分解(EOF)分析了华北平原夏玉米潜在产量的时空变化,利用逐个栅格相关性分析、奇异值分解(SVD)分析了华北平原不同区域夏玉米潜在产量与全生育期、吐丝前和吐丝后平均温度及日均太阳总辐射的相关性。结果表明,研究区夏玉米潜在产量大致呈现从南向北逐渐升高的特点,大部分地区夏玉米潜在产量为7 000~9 000 kg?hm~(-2);研究区西北部夏玉米潜在产量波动较大,波动较小的地区在北京南部、天津以及河北中部一带,标准差在500 kg?hm~(-2)以下;研究区西北部及河北唐山北部以及山东半岛东部夏玉米潜在产量呈上升趋势,这些地区的夏玉米潜在产量上升幅度大部分在200~600 kg?hm~(-2)?(10a)~(-1);研究区的其余大部分地区夏玉米潜在产量呈下降趋势,其中河北中南部、天津、鲁西北以及皖北的部分区域下降较明显,变化幅度在-250 kg?hm~(-2)?(10a)~(-1)左右。河北西部和东北部、北京西北部以及山东中部和东部等地区的夏玉米潜在产量与气温具有较显著的相关关系,相关系数在0.9以上,这些地区的夏玉米潜在产量在过去37年呈上升趋势,表明这些地区夏玉米潜在产量的增加可能是由气温上升导致的。北京东部和南部、天津、河北中南部及秦皇岛唐山南部、山东、河南东部、皖北和苏北等地区的夏玉米潜在产量与太阳总辐射具有较好的相关关系,相关系数在0.8左右,其中,吐丝后通过显著性检验的区域较吐丝前大,相关系数也较吐丝前大,该区域大部分地区夏玉米潜在产量呈下降趋势,可能是由该区域太阳总辐射下降导致的,且总辐射的下降主要对夏玉米的生殖生长阶段构成影响。总的来说,研究区夏玉米潜在产量上升的区域与温度的上升有关,温度的变化是这些地区夏玉米潜在产量变化的主导因子;研究区夏玉米潜在产量下降的区域与太阳总辐射的下降有关,太阳总辐射的变化是这些地区夏玉米潜在产量变化的主导因子。因此,气候变化背景下针对华北平原不同地区制定不同的合理应对措施显得尤为重要。     

河北省冬小麦生育期蒸降差的时空变化及其原因分析

冬小麦生育期蒸降差是制定灌溉计划的重要依据,了解其时空变化及影响因素,可以为水资源高效利用提供参考。利用河北省冬麦区1965-2007年48个地面气象站资料,根据FAO推荐的Penman-Monteith公式,分析了河北省冬小麦生育期蒸降差的时空变化及其与气象要素的关系。结果表明:河北省冬小麦生育前、中、后期各站蒸降差均为正值,表明全生育期水分亏缺;生育中期的水分亏缺最严重,且变率较小;水分亏缺最大的区域位于河北省东南部地区。随着气候变化,各生育期蒸降差均为减少趋势,其中全生育期和后期的减少趋势明显(P0.01),前期和中期的减少趋势不显著;全生育期蒸降差的变率较小。相关分析表明:引起冬小麦全生育期蒸降差减少的气象原因主要是日照时数减少和风速下降,最低气温对其有一定影响,但不起决定作用。