基于GAMLSS模型的青海省非平稳NSPEI干旱时空特征分析

[目的]识别气象变量在气候变化影响下出现的非平稳特征，揭示青海省气象干旱特征的时空演变规律，进而为青海省抗旱减灾提供一定的技术支持。[方法]基于GAMLSS模型构建以气候因子为解释变量的非平稳NSPEI,通过与传统SPEI对比遴选一种更适合青海省的气象干旱指数，并利用游程理论与Copula方法分析了不同情景下干旱重现期的分布特征。[结果]NSPEI较SPEI能更准确地识别青海省不同干旱程度，尤其对于较严重干旱事件。1961—2020年青海省干旱频率呈下降趋势且主要发生中度干旱和轻度干旱，干旱频率高发区为柴达木盆地西北部，青南牧区西南部为干旱低频区；干旱历时、干旱烈度分别以0.018 9/a, 0.016 6/a的速率减小，两干旱特征时空变化较同步，均由西北向东北部递减。在中旱情景下，Tor平均为2.79 a一遇，Tand平均为7.52 a一遇；重旱Tor平均为4.11 a一遇，Tand平均为16.22 a一遇，青海省西南部是中、重旱高风险集中区，而东部农业区为重、中旱低风险集中区。[结论]青海省降水、气温序列的平稳性不复存在，考虑以气候因子为协变量NSPEI在揭示青海省时空变化趋势方面...     

甘肃省不同气候区1961-2020年蒸散发时空变化及其影响因子北大核心

潜在蒸散发与气象因素间关系复杂,研究由多个气候区组成的甘肃省潜在蒸散的时空变化规律及影响因子,对探明气候变化对水文循环的影响具有重要意义。基于甘肃省及周边31个气象站点1961-2020年逐日气象资料,对甘肃省8个气候区通过Penman-Monteithm模型,应用Kriging插值法、Mann-Kendall检验和偏相关分析等分析方法,分析了研究区不同气候类型的潜在蒸散发时空变化特征及其影响因子。结果表明:(1)1961-2020年甘肃省各气候区气象因子变化差距明显,其中各气候区平均温度、最高温度、最低温度在60 a来均呈显著上升趋势;平均相对湿度除河西西部暖温带干旱区和祁连山高寒半干旱区以外,均呈下降趋势;平均风速除河西西部暖温带干旱区、河西冷温带干旱区和陇中北部冷温带半干旱区外,均呈上升趋势;年降水除陇中南部温带半湿润区外,均呈显著上升趋势,年日照时数差异微小。(2)在蒸散发空间分布格局上,年均潜在蒸散发在春季、夏季、秋季总体为西北高,东南低的特点,年均波动范围710~1 363 mm;而冬季略显不同,则呈现出东南高、西北低的特点。(3)1961-2020年各气候区73.42%的区域潜在蒸散发变化趋势在0.05水平上显著相关,变化趋势波动范围在-2.62 mm/a到3.01 mm/a之间。(4)甘肃省各气候区潜在蒸散发与气温、日照时数和风速呈正相关关系,其中对温度的相关程度最高,A、B、C、D干旱及半干旱区潜在蒸散发对风速的相关程度高于湿润气候区,而相较于干旱及半干旱区来说,日照时数对潜在蒸散发的相关程度在湿润区更高。所有气候区均与相对湿度呈负相关关系,降雨则对各气候区潜在蒸散发变化的作用最小。     

太原市郊区农田土壤重金属的形态特征及其风险分析

在太原市郊区采集农田表层(0～20 cm)土壤样品36个,测定土壤样品中的Cu,Pb,Zn和Cd的总含量,并进行主成分分析。采用改进BCR提取法分析土壤样品重金属的各形态组分,运用风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属的生物有效性和环境风险进行评估。结果表明,土壤样品中重金属Cu,Pb,Zn和Cd的总含量分别为38.07,25.06,84.94和0.16 mg·kg-1,均高于山西省土壤背景值。主成分分析发现,第一主成分Pb,Zn和Cd含量变化受人为因素影响;第二主成分Cu含量变化受成土母质或成土过程的影响。Cu,Pb,Zn和Cd的形态分布表现为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,各形态组分含量与总量均呈现极显著正相关关系。重金属生物有效性表现为CdZnCuPb,有效态含量低于稳定态。风险评价编码法评估结果表明,太原市郊区农田土壤重金属Cd的环境风险程度为中度,Cu和Zn为低风险。通过次生相与原生相分布比值法评估,Cu,Pb,Zn和Cd的RSP值为0.08,0.19,0.13和0.62,表明土壤未受到Cu,Pb和Zn的污染,但存在一定的Cd污染。太原市郊区农田土壤的Cd污染风险较高,其他三种金属元素风险较低,应该对重金属的形态组分予以重视。     

基于SPEI的陕西省干旱特征及其对玉米产量的影响

基于陕西省1971-2020年32个气象站实测气象资料，计算不同尺度玉米生育期标准化降水蒸散指数（SPEI），利用旋转正交经验函数法、趋势分析法和小波分析法分析玉米不同生育期的干旱时空特征。结合陕西省9地区1990-2020年玉米单产数据，借助HP滤波法分离出玉米气象产量，采用交叉小波分析和线性回归法分析了干旱对玉米气象产量的影响。结果表明：(1)研究区干湿空间分布在玉米生育期可划分出关中、延安、榆林和陕南西南部4个干旱敏感区域；(2)在1971-2020年内，全生育期关中、榆林和延安地区呈干-湿交替变化，1990s末陕西大部分地区干旱较严重；(3)铜川、宝鸡、咸阳和渭南地区玉米气象产量与花丝期干湿状况密切相关，其余地区受全生育期干湿状况影响最大。玉米气象产量与干旱状况呈显著的正相关，且在1994-2000年存在1～4 a的共振周期；(4)榆林、铜川和渭南地区玉米气象产量随SPEI值增大而增加，而延安、宝鸡、咸阳、安康、汉中和商洛当SPEI值大于1.6或小于-0.4时会发生轻度及以上程度的减产。