冀北地区近50 a马铃薯需水量及水分盈亏时空变化特征

为高效利用水资源,提高农业生产效益,根据联合国粮农组织(FAO)推荐的参考作物蒸散计算方法和相关作物系数法,利用河北省马铃薯主要种植区域(冀北地区)23个地面气象站的资料,计算了冀北地区近50a(1969—2018年)马铃薯生育期内的需水量和缺水量,并分析了马铃薯生育期内降水量、有效降水量、需水量、缺水量变化趋势,以及不同区域不同生育期马铃薯需水量、缺水量的变化特征。结果表明:1)近50 a冀北地区马铃薯生育期内降水量、有效降水量年际变化可分为2个阶段:1969—2003年呈减少趋势,气候倾向率分别为–15.68 mm·(10a)~(–1)、–6.61 mm·(10a)~(–1);而2004—2018年呈显著增加趋势,气候倾向率分别为60.07 mm·(10a)~(–1)、9.68 mm·(10a)~(–1)。近50 a平均降水量、有效降水量分别为356.5 mm和148.6 mm;空间上均呈自西向东逐渐递减的带状特征。2)近50a马铃薯生育期需水量和缺水量年际变化也表现出1969—2003年减少、2004—2018年增多的趋势,且需水量多的年份缺水量也多,近50 a平均需水量和缺水量分别为497.8 mm、349.1 mm;空间分布上均呈自坝上高原向坝下山地增多特点,且需水量大的地区缺水量也多。3)马铃薯块茎膨大期需水量最多,期间也是缺水量最多的时期。研究结果显示1969—2018年冀北地区马铃薯生育期内水资源一直处于严重亏缺状态,在生产中需充分考虑马铃薯需水量对气象要素变化的响应,加强水分管理,确保水资源高效利用。     

淡水养殖塘甲烷通量观测时段的选取对年排放量的影响研究

淡水养殖塘是甲烷（CH₄）排放的热点区域。准确观测CH₄年排放量还存在较大挑战,尤其是采用低频的观测方法。因此,本研究以亚热带长江三角洲区域典型淡水养殖塘为研究对象,基于涡度相关方法（Eddy covariance,EC）测定的2016—2020年养殖塘水-气界面高频连续CH₄通量数据,探讨了对淡水养殖塘CH₄通量进行箱式法等低频观测时,在一日内的最佳观测时间以及一年内的最佳观测日数,从而实现对CH₄年排放量的准确估算。结果表明：一日当中最佳的观测时间春季为14：30—16：30、夏季和秋季为6：30—8：30、冬季为11：30—13：30,与EC连续观测获取的各季节日均值比较,以上选取方案估算的日均值不确定性最小,变化范围为0.1%~4%;在准确估算日均值的基础上,对于一年内的最佳观测天数,建议至少需要在全年均匀选取80 d,即观测频率为每月6~7 d,且均匀分布在每月的上中下三旬,才能够达到一年内连续观测获取的年均值±20%之内的高精度估算。当全年观测日数少于20 d时,CH₄通量年均值估算的不确定性可高达50%。该研究结果可在无高频连续CH₄通量观测前提下,为养殖水体CH₄通量观测时段方案设计以及降低内陆水体碳收支估算不确定性等提供科学依据和参考。     

淡水养殖池塘CO2通量多时间尺度变化特征及其影响要素

为探讨淡水养殖CO₂通量的多时间尺度变化特征及其影响因子,本研究以我国长江三角洲区域典型淡水养殖池塘为研究对象,基于涡度相关法(Eddy covariance,EC)测定的2016—2021年高频连续CO₂通量数据,对CO₂通量的多时间尺度变化特征及其环境、人为影响要素进行分析。结果表明：养殖池塘CO₂通量(以C计)存在明显的日变化、季节变化和年际变化特征,其年尺度交换量的变化范围为-671～1 005 kg·hm^-2·a^-1,年均值为(-74±688)kg·hm^-2·a^-1,表现为CO₂的弱汇。CO₂通量在不同时间尺度的主控因子存在明显差异,其中在0.5 h尺度上,太阳辐射和气温分别是白天和夜晚CO₂通量的主要影响因子;日尺度和月尺度的CO₂通量则分别受太阳辐射和归一化植被指数(NDVI)调控,且CO₂...     

多源强降雨灾情可信度智能判别方法

真实的灾情信息是有效防范和减轻强降雨灾害损失的重要参考。本研究以过程降雨强度（R）为指标,构建1984-2020年河北省县级多源气象灾情与致灾过程相匹配的强降雨灾害事件库。经过人工质控,获得真实灾情信息2305组,伪灾情信息263组。采用相关分析法确定与灾害发生程度（灾度）显著相关的降雨关键特征因子,基于单类支持向量机和十折交叉检验法,随机抽取10次样本,建立强降雨灾情气象因子致灾判别模型,并进行检验优化,以探索智能化、易用性的多源强降雨灾情可信度智能判别方法。结果表明：（1）与灾度显著相关的降雨关键特征因子共计11个,分别为最大降雨量、最小降雨量、过程平均降雨量、日均降雨量、平均小时雨强、1h最大雨量、3h最大雨量、6h最大雨量、12h最大雨量、24h最大雨量及前10日降雨总量,均通过了0.01水平显著性检验。（2）采用11个因子建立10个致灾判别模型（M1-M10）,依据真实灾情判别准确率确定最优模型为M9,其证真率为96.4%,证伪率为67.6%,表明该模型对灾情真伪判定较为片面,应进一步优化。（3）通过自相关检验,以最大降雨量、平均小时雨强、1h最大雨量及前10日降雨总量4个因...     

石家庄地区夏季高温日数变化特征分析

利用石家庄地区17个地面气象观测站极端最高气温≥38℃的高温日数,分析了高温日数的时空分布特征,以求为精细化预报提供一些参考。运用线性倾向估计或多项式拟合曲线、墨西哥帽小波分析、Mann-Kendall突变检验等方法对石家庄地区5个代表站高温日数变化特征进行了分析。结果表明:石家庄地区高温日的出现次数表现为山区及丘陵地带高于平原地带;高温日线性增多趋势在市区及西南部山区偏强,西北部山区、东南部平原相对较弱,而东北部平原高温日呈弱的线性减少趋势;21世纪以来高温日数呈显著上升趋势,但增多的开始时间平原地带晚于山区及丘陵地带,并且,10a以下短周期内各站均处于高温日偏多期,而东南部平原在长周期内处于高温日偏少期。通过对典型高温日影响因素的分析发现:特殊地形下的焚风效应、中低空暖气团的维持以及城市化效应,均对高温强度有加剧作用。     

近40年中国植被NDVI时空演变格局及主导驱动因子的差异分析

[目的] 揭示中国不同子区、不同历史时期的植被NDVI演变主导驱动因子的差异性，为不同区域植被生态系统的保护和恢复提供决策支持。 [方法] 基于GIMMS NDVI，MODIS NDVI及气象站点数据等，引入重心模型和地理探测器等，在地理分区视角下分析和探讨了中国植被NDVI时空演变格局及驱动机制。 [结果] ①1981-2019年近40 a中国植被NDVI重心向南迁移，表明南方地区的植被NDVI增量与增速要高于北方地区; ②植被NDVI与气温呈正相关区域主要分布于黄土高原地区、四川盆地的中部、云贵高原以及长江中下游地区，植被NDVI与降水呈负相关区域则主要分布于云贵高原和长江中下游等地区； ③1981-2019年不同分区、不同历史时期的植被NDVI演变主导驱动因子存在显著差异，随着人类活动干扰强度的增加，土地利用∩其他因子逐渐成为各子区植被生态系统演变的主导因子。 [结论] 近40 a中国植被状况总体上呈现改善趋势，而人类活动在植被生态系统演变过程中贡献率已高于自然因子。