我国西北地区东部时间序列NDVI数据集重建方法比较研究

高质量、长时序归一化植被指数(NDVI)数据集不仅是连续监测陆地表面特征的基础,也是研究气候与陆地生态系统变化的重要参数。本研究以生态环境较为脆弱的西北地区东部为例,借助多种时间序列重建方法对LTDR NDVI数据集中的噪声进行拟合重建,并结合农业气象资料和高质量NDVI数据,对不同重建方法的拟合结果开展适用性评价分析,结果表明,1)下垫面类型是影响重建方法拟合效果的重要因素。根据不同植被类型或作物生长特点,每种重建方法对其噪声消除能力有所不同;2)在年均NDVI较高(NDVI≥0.3),且NDVI曲线具有明显季节变化的草地、林地以及牧草等作物种植区域内,经过D-L拟合重建的NDVI具有较高的保真能力和适应性;3)在年均NDVI较低(NDVI<0.3),且植被季节生长变化不明显或NDVI曲线不呈季节对称性变化的稀疏植被区,以及以冬小麦为典型作物种植的区域内,经过S-G滤波重建的NDVI数据表现出相对较好的保真能力和适应性。     

湖羊在西北寒旱地区行为学和生理指标的观测

为了研究西北寒冷干旱气候条件下湖羊的行为和生理指标变化,进而为西北地区湖羊引种提供数据支持和理论依据,本试验选用12只(公、母各半)舍饲周岁湖羊,通过近红外摄像技术研究了不同季节(A因子,A₁夏季,A₂冬季)、性别(B因子,B₁♂,B₂♀)和不同时段(C因子,C₁昼,C₂夜)条件下湖羊的采食、饮水、反刍、卧息等行为。结果表明,季节因子(A因子)对湖羊采食、卧息、反刍等行为均有极显著影响(P<0.01);性别因子(B因子)仅对湖羊采食和卧息行为有显著影响(P<0.05);昼夜因子(C因子)对湖羊的卧息行为有显著影响(P<0.05),对其采食和反刍行为有极显著影响(P<0.01)。季节和性别的交互作用对湖羊采食行为有显著影响(P<0.05),对反刍行为有极显著影响(P<0.01)。其余因子间交互作用对湖羊行为学无显著影响。试验羊体温、心跳、呼吸频率和血常规等生理指标均在正常范围内。以上结果说明湖羊在当地表现出了良好的适应性,在西北地区引种湖羊可行。     

石羊河流域径流量分布特征及对气候变化的响应——以西营河为例

利用1961-2009年石羊河流域西营河径流量和气象资料,分析了近49年来径流量变化趋势、年内分配特征及与气象因素的内在关系.结果表明:近49年来西营河径流量总体呈减少趋势,冬、夏季减幅大于秋、春季;90年代四季径流量衰减明显,特别是年、春、夏季径流出现明显突变;年径流量补给主要以汛期雨水补给为主,雨水补给比例在逐渐增加,冬季积雪融水对径流量的补给比例在减少;流域内降水量呈较小的增加趋势,但是夏季降水增幅不明显.气温呈明显升高趋势,特别是冬季气温趋势系数最大,受其影响蒸发量均呈增大趋势;径流量与6-9月降水量呈显著正相关,但与7、8月气温、蒸发呈显著负相关.分析了未来气温、降水变化在不同情形下对径流量的可能影响,表明气温对径流量的负效应占据着主导作用,汛期气温的升高且伴随着蒸发的增大使年总径流量减少,气候变暖总体不利于流域径流量的增加.     

石羊河流域冬季冻土深度变化趋势及原因

利用1961~2007年石羊河流域上游、中游、下游当地气象站的冬季最大冻土深度、气温、地温、日照时数、降水量、相对湿度、蒸发、积雪资料,分析了近47 a石羊河流域冬季最大冻土深度的空间分布以及时间变化特征,进而采用相关系数法进一步探讨了冬季最大冻土深度变化的原因。结果表明:在空间分布上,石羊河流域冬季最大冻土深度分布与本地地理位置、土壤类型和海拔高度密切相关。石羊河流域冬季最大冻土深度梯度呈南—北走向,最大值出现在南部古浪,最小值出现在北部民勤。时间变化上,近47 a,石羊河流域以及流域上、中游冬季最大冻土深度呈下降趋势,而下游民勤冬季最大冻土深度则呈上升趋势,石羊河流域冬季最大冻土深度在不同时段内存在明显的6~7 a和9~10 a的周期反映,除下游民勤外在20世纪90年代都发生了突变。相关系数法分析表明,影响石羊河流域冬季最大冻土深度的气象因子是主要是热力因子,热力因子中关联最强的是极端最低地温和气温;水分因子中蒸发和冬季最大冻土深度的关联最明显。     

祁连山云杉林土壤溶磷细菌的分离及对白三叶的促生效应

为获得具有促进牧草白三叶(Trifolium repens L.)生长能力的优良溶磷细菌(Phosphate solubilizing bacteria,PSB)资源,本研究以祁连山青海云杉林(Picea crassifolia)根际土壤细菌为研究对象,采用平板定性与钼锑抗比色定量分析、系统进化分析和植物盆栽接种试验,...     

大面积果园高架长叶片防霜机的效果试验

为了验证防霜机能否对果园上方空气进行物理扰动、消除近地层逆温,基于自主研究设计的国内首台高架长叶片防霜机,利用2013年10月19-21日强降温过程中的对比试验观测数据及分析,对该防霜机防霜冻效果进行了评估。结果表明:在逆温条件下,一套功率为120 kW,高度为8.5 m,风叶直径为6 m的高架防霜机扰动混合环境内上下层空气使得保护区内逆温现象消失,近地层1~3 m增温明显,防霜机保护区内相对湿度减小较快,有效防止霜冻形成;20 m左右是防霜机的强风速扰动影响区,距离地面3、2、1 m处风速分别为4.0、2.1、1.6 m/s。防霜机有效保护范围为水平20~100 m,在其范围内空间1~3 m的风速随水平距离的增大呈波动减少趋势;每台防霜机的有效保护面积为1.73~3.07 hm2。该文研究为科学高效的人工防御霜冻灾害和防霜机的技术推广提供参考。     

黄土高原中部冬小麦生长对气候变暖和春季晚霜冻变化的响应

利用位于黄土高原中部的甘肃西峰试验田资料和当地平行气象观测资料,分析了春季气温、终霜冻和冬小麦生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明：1981年以来,春季平均气温和平均最低气温分别以1.2℃/10a和1.1℃/10a的速率升高,5月的极端最低气温以1.2℃/10a的速率升高;1997年以来4月极端最低气温波动幅度增大,在气候变暖大背景下2001年和2006年出现了最小值,属于反常年份,冻害严重;终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2d/10a,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005-2006年有增强变化;1981年以来冬小麦拔节期以4.5d/10a的速率极显著提前（P〈0.01）,1997年以来提前趋势更加明显,1997-2008年平均拔节期比1981-1996年提前9d。气候持续变暖,冬小麦拔节期提前的速率大于终霜日提前的速率,表明冬小麦春季拔节-孕穗期遭受终霜冻危害的气候风险在增大。     

新疆阿勒泰地区区域旱涝变化特征分析

利用1961-2008年阿勒泰地区7个气象站的降水量资料计算其区域旱涝指数（W,简称W指数）,主要采用线性趋势法、Mann-Kendall法（简称M-K法）分析其变化特征;选取5个典型干旱、湿润年的NCEP/NCAR资料,对比分析其500hPa环流形势的异同;选取前一年500hPa部分环流特征量与当年W指数进行相关分析。结果表明：年和各季的W指数均具有明显的年际和年代际波动,均有旱涝交替、连旱或连涝的特征。M-K突变检测分析结果表明,年、季W指数突变主要发生在20世纪60年代中后期和80年代中期。分析典型干旱与湿润年500hPa距平场表明,干旱年东欧至西西伯利亚为较强的正距平,新疆受暖脊控制,湿润年则相反。若前一年极涡面积偏小,强度偏弱,而西太副高强度偏强,面积偏大,并盛行纬向环流,次年W指数则容易偏大,即易出现涝年。科学准确认识该地区旱涝规律,把握未来旱涝趋势变化,及时进行农业结构调整,合理安排农业生产,是防御旱涝夺丰收的有效措施。     

石羊河流域出山口河流流量的变化趋势及特性分析

根据相关水文气象台站的降水、蒸发、气温和流量观测资料,分析了石羊河流域年平均流量的变化特征及原因。研究表明:45a来,石羊河流域年平均流量总体呈略减少趋势,流域东、中部年平均流量呈减少趋势,流域东部减少幅度最大,流域西部年平均流量呈略增加趋势。石羊河流域年平均流量的年内分配因受补给条件的影响四季分明,四季流量大小依次为夏季、秋季、春季、冬季。流域四季年平均流量都呈减少趋势,变幅最大的是夏季,冬季最小。石羊河流域在不同时段不同区域年平均流量都存在6～7a和9～10a的长周期和2～3a的短周期。石羊河流域年平均流量各年代平水出现的几率最大。相关系数法分析表明,石羊河流域流量与区域气候变化存在很好的相关,流量变化与区域降水量之间存在显著正相关,与蒸发量之间为显著的负相关关系,区域降水量和蒸发量对径流变化起主控作用。最高气温也是流量变化的主要因子,区域平均气温和最低气温变化对径流量也有不同程度的影响,区域气候因子的综合作用是石羊河流域流量变化的根本原因。     

黄土高原丘陵沟壑区轮作休耕模式下5种土地利用方式土壤剖面水分分布特征

为探究黄土高原丘陵沟壑区轮作休耕制度土壤剖面水分分布特征,选取覆膜玉米地(YMD)、休耕2年地(XGA)、休耕4年地(XGB)、荒草地(HCD)、紫花苜蓿地(MXD) 5种土地利用方式,对土壤剖面0~200 cm土层土壤水分进行测定分析。结果表明:1)除HCD与MXD土壤含水量在0~20 cm土层之间差异不显著(P>0.05),YMD、XGA、XGB、HCD、MXD各土层土壤含水量均存在显著差异(P<0.05),其中,YMD土壤含水量(0~200 cm土层平均值为20.28%)最高,分别是XGA的1.38倍、XGB的1.40倍、HCD的1.94倍、MXD的2.91倍。2)YMD土壤水分随土层深度增加呈“双峰型”变化,HCD和MXD呈先减少后基本稳定的变化趋势,XGA、XGB呈先增大后减少再基本稳定的变化趋势。3)XGA和MXD各土层土壤水分变异程度均为中等变异,HCD各土层土壤水分变异程度为弱变异;YMD除了80~100 cm和180~200 cm土层为弱变异,其余各土层均为中等变异;XGB 在0~180 cm土层土壤水分变异程度为中等变异,180~200 cm土层土壤水分变异程度为强变异;土壤剖面(0~200 cm)水分变异系数(平均值)排序为:XGB(40.75)>XGA(38.02)>MXD(30.91)>YMD(27.06)>HCD(4.12)。4)YMD、XGA、XGB、MXD土壤水分利用土层均为0~40 cm土层,而HCD为0~20 cm土层;YMD和MXD土壤水分利用层和调节层完全相同,分别为40~120 cm和120~200 cm土层;XGA、XGB、HCD土壤水分利用层和调节层分别为40~160 cm、40~180 cm、20~40 cm和160~200 cm、180~200 cm、40~200 cm土层。轮作休耕模式对土壤剖面水分差异性、空间分布、变异性和层次划分产生重要影响,覆膜玉米地土壤水分条件最好,研究结论可为黄土高原丘陵沟壑区土地利用方式优化配置和轮作休耕模式结构调整提供理论依据。