青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

青海省海东市是青海省重要的粮食生产基地,干旱直接影响着农业的有序发展。利用1961—2015年青海省海东市5个气象站逐日降水资料,笔者分析各级雨量和雨日及Z指数的变化趋势,并研究各级雨量和雨日对旱涝的影响。结果表明：（1）夏（冬）半年降水以小雨（雪）和中雨（雪）为主;夏半年小雨和大到暴雨（中雨）的雨量及雨日呈减小（增加）趋势,冬半年各级雨量及雨日均呈减小趋势;（2）夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势;（3）采用偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大;（4）采用合成分析法的标准化值,在偏涝年,各级雨量和雨日基本都为正值,夏半年差异主要表现在大到暴雨和中雨雨量和雨日,而冬半年差异主要表现在小雪雨量和雨日;在偏旱年,各级降水雨量和雨日基本都为负值,夏半年差异主要表现在中雨雨量和雨日,冬半年差异主要表现在小雪和中雪雨量和雨日。     

青藏高原典型高寒荒漠生长季蒸散及水分消耗特征研究

为探究青藏高原典型高寒荒漠下垫面水分消耗规律,以2019年青藏高原典型高寒荒漠地区沱沱河站监测的涡动数据和微气象数据为基础,分析不同时间尺度蒸散值的变化特征和下垫面水分消耗特征,研究结果表明：小时平均蒸散发量最大值出现在14—15时,达0.46 mm·h^-1;日蒸散值最大值出现在7月7日,为8.58 mm·d^-1,最小值出现在4月2日,为0.30 mm·d^-1;整个生长季蒸散值呈先增加后减小趋势,其中7月份最大,为120.68 mm,4月份最小,为64.80 mm;生长季总蒸散发量为581.15 mm,平均每天蒸散4.01 mm。整个生长季累计降水量为235.70 mm,蒸散发量与降水量（Precipitation,Pr）的差值（The difference between ET and Precipitation,IETP）显示,2019年青藏高原典型高寒荒漠植被生长季（4—8月）水汽交换以下垫面水分消耗为主。     

Monitoring wheat phenology and irrigation in Central Morocco: On the use of relationships between evapotranspiration,crops coefficients,leaf area index and remotely-sensed vegetation indices

The monitoring of crop production and irrigation at a regional scale can be based on the use of ecosystem process models and remote sensing data. The former simulate the time courses of the main biophysical variables which affect crop photosynthesis and water consumption at a fine time step (hourly or daily); the latter allows to provide the spatial distribution of these variables over a region of interest at a time span from 10 days to a month. In this context, this study investigates the feasibility of using the normalised difference vegetation index (NDVI) derived from remote sensing data to provide indirect estimates of: (1) the leaf area index (LAI), which is a key-variable of many crop process models; and (2) crop coefficients, which represent the ratio of actual (AET) to reference (ET₀) evapotranspiration.A first analysis is performed based on a dataset collected at field in an irrigated area of the Haouz plain (region of Marrakesh, Central Morocco) during the 2002–2003 agricultural season. The seasonal courses of NDVI, LAI, AET and ET₀ have been compared, then crop coefficients have been calculated using a method that allows roughly to separate soil evaporation from plant transpiration. This allows to compute the crop basal coefficient (K_cb) restricted to the plant transpiration process. Finally, three relationships have been established. The relationships between LAI and NDVI as well as between LAI and K_cb were found both exponential, with associated errors of 30% and 15%, respectively. Because the NDVI saturates at high LAI values (>4), the use of remotely-sensed data results in poor accuracy of LAI estimates for well-developed canopies. However, this inaccuracy was not found critical for transpiration estimates since AET appears limited to ET₀ for well-developed canopies. As a consequence, the relationship between NDVI and K_cb was found linear and of good accuracy (15%).Based on these relationships, maps of LAI and transpiration requirements have been derived from two Landsat7-ETM+ images acquired at the beginning and the middle of the agricultural season. These maps show the space and time variability in crop development and water requirements over a 3 km × 3 km irrigated area that surrounds the fields of study. They may give an indication on how the water should be distributed over the area of interest in order to improve the efficiency of irrigation. The availability, in the near future, of Earth Observation Systems designed to provide both high spatial resolution (10 m) and frequent revisit (day) would make it feasible to set up such approaches for the operational monitoring of crop phenology and irrigation at a regional scale.     

高原地区多年生与一年生禾本科牧草混播效果

在高原地区退耕还草示范种植中,利用牧区广泛种植的一年生禾本科牧草燕麦Avena sativa与进口的多年生禾本科牧草细茎冰草Efymus trachycaulum混播。结果表明：燕麦和细茎冰草混播既能克服单一种植多年生禾本科牧草时的杂草危害问题,也能使退耕当年就获得较好的经济效益,解决了种植当年的收成问题,使项目建设的效益及早得到体现。第1年燕麦开花期鲜草产量为2.49 kg/m2, 细茎冰草第2年能够良好生长,第2年细茎冰草开花期鲜草产量为1.48 kg/m2,生长后期鲜草产量为1.76 kg/m2。     

近50年青海高原生长季日照时数的变化特征

为了了解近50年青海高原生长季日照时数的分布规律和变化趋势及其变化原因,选用青海高原43个气象站的基本气象数据,分析整个区域和4个生态功能区生长季日照时数在过去50年中的变化趋势和变化成因。结果表明：青海高原整个区域和柴达木盆地生长季日照时数呈显著减少趋势,其他3个生态功能区变化趋势不明显。空间分布为从西北部向东南部逐渐减小。变化趋势存在较大的空间差异性。整个区域和柴达木盆地日照时数突变时间分别为2004年和1999年,环青海湖地区、东部农业区和三江源地区在2006—2008年之间发生突变。影响青海高原整个区域和生态功能区生长季日照时数的主要因子是云量,而次要因子表现略有不同。生长季日照时数的分布随着经度和海拔高度的增加而减少,随着纬度的增加而增加,经度的影响最大。     

青海省太阳总辐射估算模型研究

以天文辐射理论模型、有关参数为基础,应用青海DEM模型,Angstrom气候学模式,通过天文辐射、大气透射率的计算,建立了青海高原月、年太阳总辐射栅格模型,模型估算平均相对误差7.40%,模拟效果较好;同时,应用模型估算了青海高原30a（1970-2000年）平均月、年太阳总辐射。结果表明,青海省太阳总辐射年平均值为6771.95MJ/m2,空间分布不均匀。全省年太阳总辐射有3个高值区,1个低值区。高值区位于可可西里地区、柴达木盆地南部、大柴旦西部区域,低值区位于河湟谷地。全省月太阳总辐射地域分布差异较大、季节变化明显,5月和7月为峰值,12月为最低值。5、7、12月全省30a太阳辐射平均值分别为717.24、701.96、352.63MJ/m2。     

气象干旱过程识别及致灾因子特征分析

为科学识别气象干旱及其发生、发展过程，并探究其致灾因子变化特征，通过1981—2020年海西州8个气象站点逐日气象干旱综合指数（Meteorological drought composite index，MCI）描述历年干旱事件，识别干旱过程个数、入旱出旱时间，分析干旱过程强度、干旱过程降水量等。结果表明：1981—2020年，海西州共识别干旱过程192个，干旱开始时间介于5月18日—6月20日之间，结束时间介于7月4日—8月8日之间，历时时长40~63 d；各等级干旱日数变化趋势不一，茫崖、乌兰县干旱日数变化呈增加趋势，变化倾向率分别为2.0 d·（10a）^-1，1.0 d·（10a）^-1，其余站点呈减小趋势，变化倾向率介于-4.0～-1.0 d·（10a）^-1。不同干旱等级的干旱日数大体呈中部少，西部多的态势，西南地区干旱最为严重；时间序列上，轻、中、重、特旱日数和年最长连续干旱日数呈减少趋势；年最长连续干旱日数均值为16 d，最大值为65 d （1995年）；茫崖干旱过程强度最高，天峻和都兰相对较低。     

FY-3a卫星数据在青海省三江源区土壤水分监测中的应用

中国新一代极轨气象卫星FY-3a,搭载的中分辨率光谱成像仪(MERSI)具有5个250m分辨率通道,进一步加强了对地表地物的反演能力。本研究利用FY-3a250m分辨率卫星资料,采用植被供水指数法,建立了青海省三江源区土壤水分监测模型,利用气象部门地面常规监测点土壤水分资料,验证了植被供水指数与土壤水分之间的关系,从验证结果看:当植被指数为0.3～0.5时,遥感反演出的土壤水分值与实测值较为接近。     

青海玉树隆宝地区生态环境动态变化研究

选取青海省玉树州隆宝地区9 252 km2范围,1990-2004年15年间遥感影像处理数据资料,采用实证分析法和灰色关联度分析法分析了气候变化尺度下隆宝地区生态环境变化与气候因子间的关联度。得出：隆宝地区生态环境处于明显的不稳定状态,生态类型转化十分明显,最具代表湿地生态类型的湖泊和沼泽面积均呈缩减状态,沼泽缩减速度为487.3 hm2/a。不同生态类型面积变化与气象因子中的气温因子关联度大的有河流、沼泽、灌草过渡带、不宜林草地;与气温、冻土关联度大的是湖泊;与气温、蒸发关联度大的是其他水域;与气温、降水关联度大的是草地和裸岩;与气温、蒸发、冻土关联度大的是永久雪地冰川;与气温、降水、蒸发、冻土关联度都大的是宜林草地和滩涂,只与冻土关联度大的是灌木林生态类型。     

宁夏春小麦对气候变化情景的响应模拟

应用DSSAT35作物模型中的CERES-Wheat模型,在Baseline年(1961-1990)及构建的2011-2100年A2(CO2约1%的高排放)和B2(CO2约0.5%的低排放)气候情景下,对宁夏春小麦品种永良4号在宁夏25 km×25 km黄河灌区的59个格点进行模拟试验,模拟对比了100年的潜在产量、生育期、蒸散量、灌溉累积量的变化.结果表明,在Baseline(基准年)气候情景下,59个格点的平均潜在产量为6 234 kg/ha,A2、B2情景下模拟潜在产量与Baseline相比均为减产趋势,A2情景下减产率比B2情景下的大;开花期到生理成熟期的生育期天数为24～25 d,A2、B2情景下开花期和生理成熟期分别比Baseline明显提前;与Baseline比较,生育期内总蒸散量增加幅度不大;A2、B2情景下,整个季节内平均灌水量比Baseline仅少1～6 mm.