塔吉克斯坦瓦赫什河流域干湿演变特征

基于Climate Research Unit(CRU)1970—2013年逐月潜在蒸散量和降水量数据,计算了相对湿润度指数,运用经验模态分解(EMD)和小波分析法,对塔吉克斯坦瓦赫什河流域过去44 a干湿的多尺度时空变化特征以及相对湿润度指数与降水的相关性进行了探究。结果表明:1瓦赫什河流域年、春季和冬季趋于湿润化,且上游湿润化趋势最为明显;秋季干湿演变则有明显的地域性。2年代变化上,流域1970s相对最干,自1970s—2000s相对偏湿区逐渐增大,在2000s全流域达到年代相对最湿,仅在流域的局部地区相对偏干;在2011—2013年流域相对偏干和偏湿地区面积大致相当。3年和四季相对湿润度指数表现出多时间尺度的特征。其中,年相对湿润度指数存在4 a和16 a的周期;春季相对湿润度指数存在4 a、8.5 a和26 a的周期;夏季相对湿润度指数存在10 a的周期;秋季相对湿润度指数存在10 a和22.5 a的周期;冬季相对湿润度指数存在6 a、15 a和30 a的周期。4年相对湿润度指数与年降水量呈显著正相关,在1970s年际变化较为密切,在1980s—2000s两者年际变化和年代变化都更为密切;而与潜在蒸散量呈明显负相关,且在1985年以后相关性显著。     

塔吉克斯坦百年降水量时空变化特征

利用塔吉克斯坦百年逐月降水资料,以线性趋势分析、Mann-Kendall法、小波分析法以及ArcGIS地统计模块普通Kriging插值法对降水量的时空变化进行了分析.结果表明:过去百年,塔吉克斯坦年总降水量和四季降水量都呈增加趋势并有明显的变化周期;除夏季以外,春季、秋季、冬季平均降水量以及年降水都发生显著性的突变;空间变化上,在1901-2011年,塔吉克斯坦年平均降水总体上呈从西南和东部向中部递增的特征,其中1901-1930年处于少雨期;1931-1960年和1991-2011年处于多雨期.     

石河子地区近50a霜期的变化特征

通过对石河子地区霜气象观测资料的整理和分析,研究了1964-2011年石河子地区霜期、初霜日、终霜日和无霜期年际和年代变化特征。结果表明:1)年际变化上,石河子地区总体上呈现初霜日在逐渐推迟,终霜日在不断提前,霜期在逐渐缩短,无霜期在逐渐增加的趋势,20世纪80年代末期前后突变之后,这种趋势变得更加明显;2)近50年来,石河子气温的变化与初霜期日数和无霜期天数年际变化趋势具有明显的协同性,与终霜期日数和霜期天数有很强的负相关性;3)年代变化与年际整体变化趋势具有一致性,并在21世纪初霜期的天数和无霜期的天数趋于等同;4)石河子市、乌兰乌苏、莫索湾和炮台的总体的年际变化趋于一致,莫索湾地区霜期天数缩短的突变较早,乌兰乌苏地区的霜期缩短的突变具有明显的滞后性;比较初霜日期与终霜日期的趋势变化,乌兰乌苏和炮台的初霜期推迟的速度要比终霜日提前的趋势更明显,这可能是由不同季节的增温幅度不同而引起的。     

1901-2013年塔吉克斯坦极端降水事件时空变化特征

根据Climate Research Unite(CRU) 1901-2013年最新0.5.×0.5.网格点的逐月潜在蒸散量和降水数据,.运用趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和小波分析法,探究了塔吉克斯坦过去113 a极端降水事件的特征及其区域差异.结果表明:①过去113 a,塔吉克斯坦年、春季、秋季和冬季的极端降水事件都呈增加趋势,其增势分别为:0.33次·(10a)-1、0.15次·(10a)-1、0.07次·(10a)-1和0.20次·(10a)-1,而夏季呈轻微的减少趋势;年和四季都发生了明显突变,且存在变化周期.②东部的戈尔诺-巴达赫尚自治州年、春季、秋季和冬季的极端降水事件发生频次相对较高,哈特隆州西南部和索格特州西北地区极端降水事件发生频次相对较低;而夏季极端降水事件在戈尔诺-巴达赫尚自治州西部、索格特州的北部地区和哈特隆州的东部发生频次较高,在塔吉克斯坦最西部和东部则发生频次较低.在塔吉克斯坦的哈特隆州和中央直属区的东部,以及戈尔诺-巴达赫尚自治州的极端降水事件增势最为明显.     

基于集合经验模态分解北疆降水多尺度变化特征

降水是中国西北干旱区水资源的重要组成部分,利用合理方法有效认识降水的区域变化规律对指导农业发展尤为重要。基于北疆42个气象站1961—2012年降水序列数据,从气候时间序列中提取气候信号中各个尺度的变化,对北疆过去52a来的降水进行多尺度分析,并对其空间差异进行了初步探讨。结果表明:过去52a北疆降水量存在明显的年际和年代尺度的变化,年际尺度的周期为5a和8a,年代尺度的周期为10a和30a。变化趋势上,降水量1985s之前呈减少趋势,在1985s之后呈增加趋势,且后期的增幅大于前期的减幅。突变分析表明北疆年降水量呈增加趋势。集合经验模态分解(EEMD)是一种适用于非线性、非平稳序列的信号分析方法,将EEMD应用于气候要素时间序列,可提取可靠真实的气候变化信号,同时,EEMD可以得到气候变化的固有时间尺度。     

单点滴灌模式干旱区枣园土壤水分运移特征分析

在阿克苏佳木试验站枣树果园进行了单点滴灌灌水方式12,16,20L/h滴头流量和4,6,8h滴水时间共9种灌水模式试验,采用土壤含水量连续监测系统(AV-EC5、EM50/R)监测并分析了土壤水分时空运移特征。结果表明,单点滴灌灌水方式下湿润体内土壤含水量的分布从中心向外逐渐减小,土壤水分按点源三维入渗方式运移,湿润层呈扇形剖面;供水停止后土壤水分再分布过程中,土壤湿润峰面不断向外部推移,湿润层土壤含水量开始有所增加,后期湿润体内的土壤含水量普遍降低,高含水区逐渐下移,最后达到相对稳定;滴头流量越大,灌溉时间越长湿润层能达到的深度越深,水平方向水分运移也越远;深层土壤水分持续增加时间也与滴头流量和灌溉时间成正比;试验地土壤水分水平运移速度比垂直运移速度快;当地枣树果园滴灌模式选择16L/h流量8h灌溉模式为宜。     

喀什市能见度的变化趋势及未来预测

通过对喀什市能见度资料的整理和分析,运用趋势分析法、Mann-Kendall 法、R/S 分析法和等级分类法研究了1973-2012年喀什市能见度的年际、年代变化特征,并对其未来发展趋势进行了预测。结果表明,喀什市在1973-2012年能见度在持续降低,且年平均能见度和四季能见度在21世纪初达到最低;5种不同等级能见度发生日数中,2级能见度天气日数呈增加趋势,1级、3级能见度日数呈减少趋势,4级和5级能见度日数仅在20世纪70年代出现,之后发生日数为0;春季、秋季、冬季的能见度和2级、1级能见度日数都发生了明显的突变,年平均能见度、夏季能见度和3级能见度日数都没有明显的突变;2级能见度日数将来会持续增加,3级能见度日数会持续减少,四季能见度将会持续变差,1级能见度发生日将会由过去一段时间的持续减少转变为将来的持续增多。     

塔吉克斯坦降水量和气温时空变化特征

基于塔吉克斯坦46个气象站的数据,运用集合模态分解、趋势分析和小波分析等方法,对该国1971—2013年降水量和气温时空变化进行了研究。结果表明:1时间变化上,年降水量和平均气温都呈增加趋势,其中,年降水量存在3 a、6 a、14 a和27 a的变化周期,平均气温存在3 a、7.5 a、12~13 a和32 a的变化周期。2近43 a塔吉克斯坦平均年降水量大致呈自中部向四周逐渐减少的分布特征,在空间上增势明显,其平均降水量倾向率为15.2mm·(10a)-1;降水量季节变化差异明显,春、夏、秋、冬四季降水量倾向率分别为-1.7 mm·(10a)-1、1.3 mm·(10a)-1、1.1 mm·(10a)-1和4.4 mm·(10a)-1;年代尺度降水量空间距平表明,1970s降水量最少,在1980s和1990s持续增加,并在2000s达到年代最大值。过去的43 a间塔吉克斯坦年平均气温在空间上随着海拔的增高逐渐降低,在变化趋势上,气温均呈增加趋势〔平均气温倾向率为0.26℃·(10a)-1〕且自南向北增幅逐渐增大。四季平均气温也呈增加趋势,增势从大到小依次为:冬季、春季、秋季、夏季。年代变化上,总体经历了低温期—高温期—低温期—高温期的变化过程,其中,1970s和1990s气温相对较低,1980s气温东部相对较低、西部相对较高,2000s气温相对较高,2001—2013年年平均气温比多年平均值高0.4~0.7℃。3塔吉克斯坦气温和降水呈明显的共振负相关。     

喀纳斯景区山地草甸不同退化阶段群落共有种的生态化学计量特征研究

通过在新疆喀纳斯景区山地草甸群落中对不同退化阶段4个典型样点进行样方调查与采样,结合室内分析,探究了不同退化阶段山地草甸群落共有植物及土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其内在联系,揭示了山地草甸生态系统养分循环规律和系统稳定机制。研究结果表明,1) 3种群落共有植物的重要值、盖度、密度和生物量都随着草地的退化加剧而上升,平均高度和叶绿素相对含量随着退化的加剧而降低。2) 随着草地退化程度的增加,群落共有种C、N、P含量均下降,草甸早熟禾C∶N则先降低后升高,其余2种共有种均上升;群落Ⅰ中3种共有植物叶片的N∶P都在14和16之间,剩余3个群落中,草甸早熟禾叶片N∶P高于16,而千叶蓍和短柄苔草叶片的N∶P均小于14。3)叶绿素相对含量与植物的N含量呈显著的正相关,植物盖度与其化学计量比的相关性不显著,植物的高度、密度、生物量与其化学计量比相关性的显著性取决于物种和生境。4)土壤的C、N、P含量均影响植物的C、N、P含量,呈显著的线性正相关。喀纳斯景区未退化阶段的植物生长受N、P双重元素的限制或者均不受限,退化阶段的植物生长主要受N的限制。因此,喀纳斯景区山地草甸土壤生态化学特征对退化山地草甸的植被恢复有着重要影响。     

基于标准化降水指数的北疆地区近52年旱涝变化特征

21世纪以来极端气候事件频发,其中旱涝灾害对人类影响最为明显。该研究以北疆为例,选用标准化降水指数SPI（Standard Precipitation Index）为干旱指标,基于北疆地区23个气象站的1961—2012年逐月降水数据,运用趋势分析法、EOF法、REOF法和ArcGIS中的Kring插值工具,对其旱涝时空变化特征进行了研究。结果表明:过去52 a北疆地区气候呈湿润化趋势,年代和年际尺度上,干旱逐渐减少,雨涝则逐渐增多。年际尺度上,北疆地区不同时间尺度的SPI都呈增加趋势,表明其湿润化的趋势加强。年代尺度上,1960s和1970s干旱频次大于雨涝频次,而在1980s—2000s雨涝频次大于干旱频次。且北疆地区的旱涝在区域空间分布上呈现四种差异型,并以此划分为四个旱涝区域:北部地区（降水适宜区）、东部地区（极度干旱区）、西部地区（干旱区）和中部地区（雨涝区）。季节尺度上,中部的石河子、托里、克拉玛依和北部的福海地区都是相对湿润区域,东部的青河、北塔山和奇台地区则是相对干旱的区域。