渭河流域基流及降雨的多尺度特征和突变分析

基于渭河干流上林家村、魏家堡、咸阳、华县4个站点的1955年-2005年的基流资料及关中地区的降雨资料,采用Morlet函数作为小波函数,对序列结构进行详细剖析,探讨了基流序列的多时间尺度变化及突变特征。结果表明:渭河流域基流的演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有19-21a的近似主周期,7a的次周期,周期变化复杂,大时间尺度包含着小时间尺度。且在主周期上基流比降水的周期滞后约2a;从不同时间尺度的小波变换过程推测,渭河流域在未来几年基流量和降雨量都将处于丰的趋势;小波分析的时频局部化特性可展现基流、降水时间序列的精细结构,不仅将随着时间序列变化的周期震荡显现出来,还可以确定其突变点的位置,为短期水文预报提供参考。     

塔里木盆地南缘近54年沙尘天气的变化特征及其未来趋势预测

利用塔里木盆地南缘六个代表站近54年的沙尘天气的气象资料,使用小波变换等方法,分析了近54年沙尘天气的变化特征并预测了未来的变化趋势。结果表明:近54年的沙尘天气变率较大,线性下降趋势显著;通过小波分析得出年沙尘日数的变化存在大约40年、19年、8~10年以及4年等周期,而年沙尘暴日数的变化存在大约32年、15~18年、6~8年等周期;年沙尘日数的突变大体发生在20世纪60年代后期的由少到多的变化以及80年代后期的由多到少的突变;年沙尘暴日数的突变在1961年、1979年与1988年前后。最后根据小波变换得出的主周期变化规律,预测在未来二三十年沙尘天气有波动增多的趋势。     

全球变暖背景下的乌鲁木齐市气温及降水气候特征分析

利用乌鲁木齐市1951—2005年逐月平均温度和降水资料,分析了乌鲁木齐市55a来温度和降水的基本气候特征、年代际变化和变化趋势等。结果表明:二维小波系数图可以清楚地显示出气候变化在不同时间尺度上的演变特征,并能对未来的气候演变趋势做出定性估计。小波方差图显示乌鲁木齐市逐月平均气温存在3年为主的短周期和以6年、11—13年为主的长周期;逐月降水存在以3年为主的短周期和以准8年、22年左右为主的长周期。气温和降水在不同时间尺度上的小波系数变化曲线图揭示了气候的长期和短期变化趋势有很大不同。     

近60a毛乌素沙地东缘主要气候要素的多时间尺度变化特征

基于中国气象科学数据共享服务网提供的1954-2013年的气候资料,采用线性倾向分析、累积距平法、Morlet连续复小波变换等方法,探讨了毛乌素沙地东缘年均气温、年降水量和年均相对湿度的年代际变化、周期性及突变特征.结果表明:1)毛乌素沙地东缘的年均气温和年均相对湿度变化趋势较显著,气候倾向率分别是0.25℃/10a和-0.78％/10a,降水量变化呈微弱下降趋势(-7.74mm/10a),但趋势性变化并不显著.2)年均气温、年降水量和年均相对湿度在研究时域上均表现出多时间尺度变化特征,时间序列变化的主周期分别为16a、13a和18a.3)年均气温、年降水量与年均相对湿度相比,突变时间存在2a左右的滞后期;年均气温、年降水量与年均相对湿度在主周期时间尺度下,分别经历了5次、7次和4次正负位相循环,且在2013年以后的短时间尺度上分别处于偏低期、偏少期、偏干期.4)年均气温、年降水量和年均相对湿度在16a、13a和18a时间尺度上的位相结构变化既有相似性,又有差异性,具体表现为气温偏高(低)年(代)对应着降水量和相对湿度的偏少/小(多/大)年(代)的变化规律.     

1956-2005年榆林地区河川基流量的小波分析

以窟野河、秃尾河和无定河的主要代表站点1956-2005年的基流数据为研究基础,运用非参数检验和小波分析等方法对榆林市50年的河川基流量序列进行了分析。结果表明:窟野河、秃尾河和无定河均存在17-30年大尺度,8-17年中尺度以及3-8年小尺度的3类周期变化规律,其中以中尺度变化周期为主周期。在17年特征时间尺度上,基流量变化的平均周期为10年左右,大约经历了4个"丰"、"枯"转换期,在8年特征时间尺度上,基流量的平均变化周期为5年左右,大约8个周期的"丰"、"枯"变化。研究发现基流量并未严格按照某一特定周期,而是在不同的时间尺度有着不同的变化规律,但从主周期变化规律上来看,基流量呈下降趋势。窟野河、秃尾河和无定河都在1998年发生减少到显著减少的突变。     

南疆近57年沙尘暴变化特征分析

根据南疆15个气候业务代表站1960~2016年逐月沙尘暴观测资料,采用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析等方法,对近56年间南疆沙尘暴的年代际变化趋势、突变及多时间尺度变化特征等进行了研究。结果表明:1)近56年来南疆沙尘暴发生日数呈明显的下降趋势;2)巴州南部与和田地区沙尘暴发生日数存在突变,突变点分别出现在1987年、1992年;3)小波分析显示南疆沙尘暴存在不同时间尺度上的周期振荡,目前南疆基本处在新一轮沙尘暴多发期的前期。     

1960-2009年毛乌素沙地腹地气候变化的多重时间尺度分析——以乌审旗为例

采用一维Morlet复值小波变换对毛乌素沙地腹地1960-2009年气候变化的时间尺度特征进行了分析,结果表明:50年来,毛乌素沙地腹地年平均气温上升的气候变化倾向率为0.25℃/10a,年降水量下降的倾向率大小为11.383mm/10a;年平均气温存在着28a、13a和6a,年降水存在9a、28a、7a、5a和14a的多重时间尺度上的复杂嵌套结构,气温变化以28a尺度的周期振荡最强,降水变化以9a尺度的周期振荡最强。     

新疆呼图壁河径流时间序列分析

基于呼图壁河石门水文站1956—2011年的年径流数据,采用Morlet小波分析和R/S分析方法,对新疆呼图壁河流域径流周期、变化特征和未来趋势进行分析和预测。研究结果表明:(1)通过对呼图壁河1956—2011年径流量的分析发现,径流时间序列存在5 a、10 a、18 a和28 a左右的震荡周期,18 a尺度震荡周期最强,其次是28a尺度。18 a时间尺度上的震荡在56 a研究时段内均较强,且存在4个丰水期和5个枯水期;28 a震荡周期在56 a尺度时段内相对较强,存在3个丰水期和3个枯水期,目前处于偏丰期;(2)利用R/S分析呼图壁河径流量序列,Hurst指数为0.6442,存在明显的赫斯特现象,这就意味着未来一段时间的径流量与过去具有同样的增加趋势。     

延安市近50年来降水特征及趋势变化的小波分析研究

利用Morlet小波对延安1952~2003年52年间的降水量进行了多时间尺度分析,结果表明,延安降水在3~6 a和25~32 a的时间尺度上变化较强,存在近22 a和3 a的降水周期,其中22 a的周期变化最为强烈。根据降水周期,延安年降水在2003年后的5~8 a内相对偏多,2007~2009年左右达到最大值,然后降水量开始减少,从2013年左右开始进入一个约10 a的少雨阶段。基于1952~1990年降水量资料,建立小波变换的最近邻抽样回归模型,用1990~2003年13 a的年降水量变化作为校验,13年中有11年的预测结果相对误差小于30%,说明小波分析和最近邻抽样回归模型结合可以较好地预测降水量的年际变化。     

小波分析法在内蒙古寒旱区降水量特征研究中的应用

区域降水量不但是影响土壤风蚀的一个重要因素,同时还对植被及农牧业发展起着决定性的作用。以内蒙古寒旱区降水量为研究对象,在收集多年气象站观测数据的基础上,引入MHF小波函数,对其时间序列进行小波分析。揭示了区域降水量变化的多时间尺度的复杂结构,分析了其在不同时间尺度下的周期性和突变诊断点。研究表明:内蒙古寒旱区降水具有明显的季节性和阶段性特征,以1年和9年的周期振动最强;在整个时间域上,降水量呈减小趋势。     

近50年陕北地区的气候变化

通过累积距平法、Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对陕北地区近50年来的气候变化多尺度和跃变(突变)现象进行了分析.结果表明:近50年来,陕北地区年平均气温有上升趋势,变化倾向率为0.296℃/10 a,年平均气温在1994-1995年发生了由低温到高温的突变;陕北地区年降水量呈下降趋势,变化倾向...     

黑龙江省粮食产量变化及驱动因素分析

在简要分析1949-2010年黑龙江省粮食产量变化的基础上,从生产条件、农业投入、政策保障、产出效益4个方面选取29个指标,采用通径分析法分析影响黑龙江省粮食产量变化的驱动因素及变化机理。结果表明:1)黑龙江省粮食产量总体呈增长趋势,60年间主要经历五个增长期和三个下降期;2)农业投入和产出效益是黑龙江省粮食产量变化的主要驱动因素,而生产条件和政策保障是黑龙江省粮食产量变化的次要驱动因素。     

基于EMD的河北省耕地数量变化与社会经济因子多尺度关系分析

使用1949年至2006年河北省经济统计数据,对耕地数量、GDP、人口和粮食产量增长率作EMD分解,分别得出四级本征模函数IMF1、IFM2、IFM3、IMF4,生成系列EMD分解图。在此基础上分析其波动周期,并把耕地数量波动IMF分量与其它要素IMF分量进行比较找出相关关系。研究结果表明:在20世纪末21世纪初7~8年尺度上GDP增长为耕地数量变化的主要驱动因子;在13~15年尺度上人口变化是耕地数量变化的驱动力;在多尺度上粮食产量波动受耕地数量变化控制。未来2~4年内依惯性耕地增长率还有持续下降的可能,未来7~10年内耕地数量有望稳定在一定水平。     

21世纪初黑龙江省粮食生产的区域差异及成因分析

以县域为基本空间单元,运用塞尔指数和GIS方法分析了黑龙江省粮食生产的空间格局及其区域差异,并基于2000～2007年42个典型县域粮食生产的面板数据建立多元回归评估模型,探讨该省粮食生产区域差异的成因.研究结果表明:(1) 黑龙江省粮食生产主要集中于省域东部、南部和西部,三大片区行政面积约占全省的46%,粮食总产量约占全省的80%.(2) 2000年以来,全省及三大片区内部各县域粮食生产的区域差异逐渐由波动趋于相对稳定.(3) 化肥使用量、农村用电量、耕地面积比重、农村居民人均纯收入、除涝面积是黑龙江省粮食生产区域差异扩大的主要原因,而耕地面积、水库容量则在一定程度上缩小了区域差异.     

中国大豆疫霉根腐病和大豆种质抗病性研究

 大豆疫霉根腐病在中国的发生区域逐渐扩大,局部地区发生严重。大豆疫霉菌1号生理小种是黑龙江省的优势小种,同时也存在其它已知生理小种和新生理小种。不同大豆生态区之间大豆疫霉菌生理小种差异显著。在总体上,中国大豆种质的抗病性不强,长江流域大豆中抗病种质比率最高,其次为黄淮海流域种质,而东北地区抗病种质较少。按省归类,大豆种质抗性由强至弱依次为河南、江苏、湖北、山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江、山东。吉林和黑龙江选育推广品种中,感病品种分别高达80%和73%;在462份大豆品系中,也表现出南方材料抗病性高于北方材料的趋势;地方品种中感病类型也高达60%以上。     

东北水稻白叶枯病菌生理小种及水稻品种对9号小种的抗性

对东北地区水稻白叶枯病菌生理小种群体的构成及分布,以及水稻品种对白叶枯病菌9号小种的抗性进行了研究。结果表明,东北地区水稻白叶枯病菌生理小种群体由6个小种,即Race 1、Race 2、Race 3、Race 6、Race 8和Race 9构成。小种Race 1、Race 2和Race 9在东北三省吉林、辽宁和黑龙江都有分布,小种Race 3和Race 8只存在黑龙江省,Race 6只存在辽宁省。在30个水稻品种中,对9号生理小种表现抗病的有13个,出现频率为43.3%;中抗7个,频率23.3%;中感6个,频率20.0%;感病4个,频率13.3%。本研究为在东北粳稻地区挖掘白叶枯病的抗源,以及利用抗病品种控制白叶枯病危害提供依据。     

黑龙江省工业SO_2排放与经济发展关系演变及成因分析

经济与环境协调发展是建设资源节约型和环境友好型社会的核心内容。通过对1981-2006年黑龙江省工业SO2排放与经济发展之间动态关系的分析,结果表明:1981年以来黑龙江省工业SO2排放量经历了先减后升的过程,排放强度显著下降,主要来源于能源生产、造纸及纸制品、非金属矿物制品等制造业部门,资源型城市的排放量占全省工业SO2排放量的50%以上,而综合性工业城市则占到1/3左右。EKC模型对工业SO2排放与人均GDP之间关系的模拟结果表明,二者之间呈现较为典型的U型关系。分解分析结果显示,规模效应、清洁技术效应是影响工业SO2排放的重要因素,其中清洁技术效应对工业SO2减排目标的实现具有决定性控制作用。     

甘肃省小杂粮产业竞争优势度及影响因素分析

以资源禀赋系数、成本收益、综合比较优势指数3个指标为基础,比较分析了甘肃小杂粮产业竞争优势度;通过对消费者和农户的深入调查,并建立计量经济模型对影响甘肃小杂粮产业竞争优势的主要因素进行了实证分析.结果表明,甘肃谷子、糜子、荞麦、蚕豆的资源禀赋系数分别为1.53、6.64、8.72、3.9,比较优势指数分别为1.23、2.57、2.95、1.97,小杂粮从资源的丰富程度、成本收益、种植规模、产出水平等方面具有竞争潜力;消费者收入水平、认知程度、年龄、受教育程度对甘肃小杂粮的市场竞争力有显著影响;家庭耕地面积、小杂粮收入占家庭收入比例对农户扩大生产规模的意愿有显著影响.     

陕西省粮食生产与粮食安全趋势预测

基于移动平均法,应用陕西省近31 a粮食产量数据对其未来10a粮食综合生产潜力进行了短期预测.结果表明:陕西省粮食单产提升幅度较小,年均每公顷增长46.2 kg;粮食总产上升缓慢,年均增长10万t;在粮食产量构成中,小麦产量及其比例下降,玉米产量及其比例上升,水稻与大豆产量及其比重变化较小;各粮食作物单产均稳步提升;人...     

陕南地区近47年来气温、降水变化特征分析

利用陕南地区7个气象站1961～2007年的气温和降水记录,运用线性趋势、距平分析、5年滑动平均,Morlet小波分析等方法,研究了陕南地区近47年来的气候变化特征。结果表明:近47年来,陕南地区气温呈波动上升趋势,其增长率为0.14℃/10a。春、秋、冬季气温在增加,并且冬季增暖最为明显,夏季气温略有降低。气温变化有明显的周期性,普遍存在着20a和3～5a的周期振荡信号;降水量呈减少趋势,平均每10a减少2.9mm。降水量的年际变幅表现为夏季>秋季>春季>冬季,春季和秋季降水减少,夏季和冬季降水增加,减少量大于增加量,导致春旱、秋旱加剧。Morlet小波分析表明降水在20a和4～9a的尺度上也有较强的周期振荡。