小五台山自然保护区降水与气温的相关性研究

该文通过对小五台山自然保护区内气象站2013~2016年逐日降水及气温监测数据进行整理,分析了不同量级降水量、降水频率、降水强度与气温的相关性。结果表明:不同量级的降水随气温的变化具有明显差异。(1)小雨和中雨级别的降水变化趋势基本一致,降水量随气温升高先升后降,低于临界气温时,降水量随气温的增长而增加,高于此气温时,降水量随气温的增长而下降;降水频率的变化趋势和降水量大体相同;小雨及中雨量级降水强度总体处于较稳定的状态,随温度变化不明显。(2)大雨及以上量级的降水随温度的升高而增加,高于峰值温度后无降水量分布;降水更集中,频率与降水量的变化趋势大体一致,当处于峰值温度时,降水频率高于其他量级降水;降水强度随机性强,与温度变化无明显相关性。通过对自然保护区内和城市内降水与气温的相关性进行对比研究,有助于探讨城市化效应对气候的影响机制。     

呼和浩特短历时强降水强度变化特征分析

呼和浩特市高速发展的城市化进程和气候变化的影响,近年短时暴雨呈上升趋势,特别从2011年开始,呼和浩特市年降雨量显著增大,导致高强度降水频率显著增大,造成城市内涝现象时有发生。从短历时降水强度历年变化、短历时降水极值入选个例、短历时降水强度均值对比、呼和浩特短历时降水≥10 mm雨强次数变化以及短历时最大降水量空间分布5个方面分析了呼和浩特短历时强降水特征变化,并提出了研究的结论。     

四川省气候变化及其影响研究

指出了区域气候变化影响评估是科学应对气候变化的重要前提。基于大量研究梳理了近50～60年四川气候变化趋势,归纳了气候变化对四川极端天气气候事件及其诱发灾害、水资源、生态系统、基础设施、粮食生产、人体健康、旅游资源等重点领域的影响,结果表明:近50～60年,四川气温不断升高,降水持续减少,气候趋于暖干化,但区域差异明显,四川盆地趋向暖干,川西趋于暖湿;干旱范围、强度和频次增加,极端降水日数略微减少、频数增加、强度微弱增加,川西地质灾害风险增大;水稻增产潜力下降,玉米全生育期有效降水量减少,冬小麦潜在产量下降,玉米、小麦、油菜全生育期和关键生育期水分亏缺;水资源分布改变,山区尤其溶岩地区缺水加剧,冻土融化加剧;近20～30年,总植被净初级生产力略有上升,川西高原植物生长期提前,大熊猫栖息地向更高海拔扩展;城市潜在不宜建设用地有所增加,城市高温热浪、内涝风险加大;高坝群等基础设施服役环境恶化;气候变化为传染病传播提供有利环境,增加疾病传播风险;以水、气为主的旅游地可持续发展面临挑战。为此,提出了区域适应气候变化影响的对策,以期为理解和适应气候提供科学参考。     

气候变化对中国森林火险的影响

【目的】在全国尺度上研究气候变化对森林火险的影响,为我国宏观林火管理提供科学参考依据。【方法】研究区包括中国的主要森林分布区,并根据中国生态地理系统分成6个区域,研究过去50年和未来2021—2050年的主要气候特征及火险变化。地面气候资料包括824个国家级基准、基本站的日值观测资料(1961—2010年)数据集,利用距离方向加权平均法把各气象因子差值到空间分辨率为0.25°×0.25°的网格点。气候情景数据包括4个情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5)下5个全球气候模式(GFDL-ESM2M、Had GEM2-ES、IPSLCM5A-LR、MIROC-ESM-CHEM和Nor ESM1-M)的日值数据(1951—2050年),水平分辨率为0.5°×0.5°。分别根据观测数据和订正后的气候模式预测数据计算每个格点每日的森林火险天气指数。因子突变检验采用Mann-Kendall法。【结果】历史观测数据表明,基准时段(1971—2010年)研究区平均气温呈上升趋势,但降水量无明显变化。1961—2010年各森林分布区的火险期平均气温增加趋势显著,而降水量只有中温带干旱地区荒漠针叶林区显著增加,其他区域的变化不显著。1976—2010年各生态地理区内森林分布区的火险期指数平均值大部分表现出增加趋势。区域气候情景模型预测2021—2050年森林分布区的平均气温将增加1.6~2.1℃,降水将增加2.3%~4.8%。2021—2050年各生态区防火期的平均气温在都比基准时段显著增加,但降水量只有寒温带湿润地区针叶林区和中北亚热带湿润地区阔叶林、人工植被区显著增加。RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下火险天气指数95th百分位数比基准时段分别增加13.5%,18.9%,14.9%和22.33%;不同气候情景下的火险天气指数的未来增量存在空间差异,其中南方和西南林区的高火险天气日数将明显增加。【结论】1976—2010年我国的森林火险指数表现出增加趋势。气候模式对气温与降水的模拟基本和观测值一致,其预测的2021—2050年我国森林分布区的平均气温和降水量都将有所增加,导致火险期气候呈现暖干化变化趋势,大部分区域的火险指数将升高,尤其南方比北方林区的增幅更加显著,华北和西南地区将是未来森林火灾预防的重点区域。目前气候模型还不能很好地模拟极端气候事件,这对森林火险的分析会有一定的影响,但研究结果可以反映森林火险天气的变化趋势。未来需要更加注重极端气候事件对森林火险和潜在火行为影响的研究。     

陕西省近34年汛期极端降水事件变化特征分析

利用陕西省100站自动站1985～2018年逐日降水资料,采用百分位法定义汛期极端降水事件的阈值,统计出陕西省汛期极端降水日数、极端降水量,并对其线性趋势、年代际变化、突变性和周期变化等进行了分析。结果表明:近34a来,陕西省汛期极端降水事件整体呈增长趋势,但趋势分布存在明显的空间的差异,榆林东南部极端雨日、极端降水量增长明显,关中中东部极端雨日和极端降水量的增长较小,部分地区的极端降水量还出现了下降趋势。极端雨日出现均值突变的特征,极端降水量具有显著的年代际变化特征和突变性;极端降水事件多体现年际变化特征,主要以准2a、2～3a的短周期为主。     

西双版纳近45年来气候变化及对热带作物的影响

根据云南省西双版纳州景洪市气象站1961年1月～2005年1月的气温及降水资料,分析了西双版纳近45年来的气候变化特征:降水量呈下降趋势(-20.72mm/10年),夏季降水量(-24.28mm/10年)减少较明显,春季降水量(11.18mm/10年)呈上升趋势;年平均气温呈上升趋势(0.262℃/10年),尤以冬季变暖最明显(0.483℃/10年);年极端低温的上升趋势(0.545℃/10年)远大于年极端高温的下降趋势(-0.088℃/10年)。大致可以以70年代末为界将近45年的西双版纳气候分为之前冷期、之后为暖期。同时讨论了气候变化对热带作物的影响和相应的适用技术及对策。     

西鄂尔多斯半日花及霸王的水分利用

【目的】研究西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物半日花及霸王对不同强度降水的利用模式,以期阐明植物的生长规律和分布趋势及其对降水变化的适应机制,为荒漠珍稀濒危植物保护提供参考。【方法】利用氢稳定同位素技术,分析比较3次不同强度降水后9天内,半日花、霸王植物(茎)水δD与其潜在水源(降水、土壤水、地下水)δD,定量阐明半日花、霸王对不同强度降水的利用率。【结果】1)8.6 mm降水后9天内,0~20 cm表层土壤含水量明显上升、土壤水δD降低,12.1 mm降水后9天内,0~40 cm土壤含水量和土壤水δD变化明显,79.6 mm降水后9天内,各层土壤含水量显著上升、土壤水δD降低;2)降水后9天内,半日花和霸王对大雨(20 mm)的利用率最高,分别为76.4%~98.5%和55.6%~74.3%;半日花对小雨(10 mm)的最高利用率为67.0%,对中雨的最高利用率为71.8%,表明半日花可充分吸收利用有限的水分,并最大限度地利用该地区大气降水,以更好地生存和生长;3)在3种不同降水强度下,半日花对降水的利用率皆显著高于其伴生植物霸王;4)在中等降水强度(10 mm降水量≤20 mm)条件下,霸王和半日花存在明显的竞争水分现象,在小降水强度(10 mm)条件下,霸王和半日花利用不同深度土壤水,无水分竞争现象;5)半日花的根系主要分布在0~40 cm土层中,细根在0~20和20~40 cm土层中分别占该层根系生物量的58%和37%;霸王根系主要分布在20~60 cm土层,其中细根(≤2 mm)在20~60 cm土层中分布最多(68.2%)。【结论】小雨(10 mm)对表层土壤水(0~20 cm)δD有影响,中雨(10 mm降水量≤20 mm)对0~40 cm土壤水δD有影响,大雨(20 mm)对各层土壤水δD均有明显影响;半日花对不同强度降水均能充分有效地利用,霸王对大雨有明显的响应,这2种植物的水分利用策略与其细根分布相一致。     

恩平市暴雨气候特征及成因分析

利用1971～2010年恩平市气象观测站逐日降水观测资料,运用趋势分析、对比分析等方法,分析了恩平市40年来暴雨的气候特征及成因。结果表明:恩平市40年来年暴雨日数平均为13.0d,主要集中在4～9月。暴雨日数具有明显的年际变化,最大值为1975年、1976年、1993年、1997年、2001年的19d,最小值为1977年的5d。年暴雨日数呈缓慢的减少趋势,减少速率分别为0.0474d/年。最大日降雨量为391.6mm;1h最大雨强为125.9mm,10min最大雨强为33.6mm。降水强度总体上呈现逐渐轻微减小的趋势。暴雨对年降水量的贡献较为明显。恩平暴雨的主要天气系统,前汛期为锋面(冷锋、静止锋)、西南倒槽、低涡、急流、高空槽、切变线等;后汛期为热带气旋、热带辐合带、东风波等,其中热带气旋是造成后汛期暴雨的主要天气系统。     

天然华北落叶松径向生长对气候变化的响应

在气候暖干化趋势下,进行森林经营树种对气候变化的响应研究,有助于适宜的经营技术构建以及森林经营对气候变化的应对。选取围场县龙头山林场天然华北落叶松,建立年轮宽度年表,应用相关分析、Mann-Kendall检验、逐步回归等方法,研究华北落叶松径向生长对气候变化的响应。结果表明:1)近60年来,本地区气温显著升高,在1980年发生升高突变;降水量有减少趋势,但变化趋势不明显。2)华北落叶松径向生长受气温与降水的双重影响,与多数气温因子呈显著负相关,与多数降水因子呈显著正相关,当年3,4月份降水是树木径向生长的重要限制因素。3)生长季极端高温与径向生长呈显著负相关,湿润指数与径向生长呈极显著正相关。4)利用当年生长季平均温度及3,4月份降水量和湿润指数模拟华北落叶松径向生长,发现在暖干化趋势下,研究区华北落叶松的生长将呈现减缓趋势。     

气候变化与中国北方森林恢复和经营

全球气候变暖已经成为一个不争的事实。在全球气候变化背景下,我国的气温不断增高,降水和极端天气气候事件不断增多。根据气候变化现状和趋势,文章从陆地生态系统的可能响应、北方森林的分布变化、生产力、生物地球化学循环、火干扰等方面分析了气候变化对中国北方森林生态系统的可能影响,并提出了我国北方森林应对气候变化的适应性对策。     

四川省野核桃生态适宜性及潜在分布

为进一步探究气候变化对野核桃在四川潜在分布的影响，利用野核桃在中国的实际分布点位数据、当前和未来气候情景(SSP1-2.6和SSP5-8.5)下生物气候变量，结合最大熵模型(MaxEnt)，预测SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下2050 s和2 090 s野核桃在四川的潜在适生范围。研究结果表明：(1)当前气候情景下，野核桃在四川的高适生面积为4.86×10⁴ km²，中适生面积为13.35×10⁴ km²;(2)SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下，2050 s和2 090 s野核桃在四川的高适生面积分别为5.09×10⁴ km²和8.58×10⁴ km²，中适生面积分别为7.37×10⁴ km²和7.02×10⁴ km²;(3)SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下，到21世纪90年野核桃在四川的高质生区质心分...     

未来情景下西南地区森林火险变化

采用区域气候模式输出的日值和加拿大森林火险天气指数系统,在50 km×50 km尺度下,分析IPCCSRES A2和B2情景下中国西南地区未来不同时段区域森林火险和森林火险期变化,为科学制定未来林火管理规划提供参考.气候情景数据使用区域气候模式系统(PRECIS)对中国区域1961-2100年SRES A2,B2情景下的气候模拟结果,计算研究区各格点森林火险天气指数( FWI),并利用ANUSPLIN软件把研究结果插值到1 km×1 km水平.结果表明:PRECIS模式对研究区的平均气温和月均降水均有较好的模拟能力,气温和降水空间分布形态及中心区域与观测数值基本一致.A2和B2情景下西南地区火险期(11月至翌年5月)内森林火险天气指数平均分别增加1.66和1.40.A2和B2情景下2041-2050年火险期FWI平均变率分别为1.22倍和1.24倍,表明A2和B2情景下西南地区的森林火烧面积在2041-2050年可能比基准时段增加22％和24％,并且在火险高的月份潜在的森林火烧面积增加更为明显.与基准时段相比,2种情景下都表现出低火险日数明显减少和极高火险日数显著增加的趋势.A2和B2情景下,2041-2050年高、很高和极高火险等级总日数分别增加17和13天.建议根据未来森林火险和火险期变化特点,加强早期预警、火灾监测和可燃物管理等,提高该区域适应气候变化的能力.     

基于MaxEnt模型的松针红斑病在中国的潜在分布区及适生性预测分析

【目的】依据气候变化,探究气候变化对松针红斑病分布的影响,预测中国松针红斑病的潜在分布区。【方法】根据松针红斑病已知分布区域和相关气候数据,结合政府间气候变化专门委员会(IPCC)针对未来气候变化情景发布的CCSM4气候模式数据,采用最大熵模型(MaxEnt)预测松针红斑病的潜在分布区。【结果】松针红斑病最适宜分布区为黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东北部和云南省。经刀切法分析(Jackknife)表明,6月降水量、11月平均最高温度和最冷季度降水量等主要影响松针红斑病的潜在分布区。在未来不同气候变化情景下,总适宜区面积呈上升趋势,增加幅度为15. 66%～18. 29%。山东北部、河北、山西的大部分地区、陕西中部和南部、甘肃东南部、四川北部和南部、辽宁西部和内蒙古东部的各等级适宜区面积增加,适宜等级上升。【结论】MaxEnt模型预测结果与实际调查结果具有很高的一致性,能够反映松针红斑病在中国的分布情况。随着未来气候变化,云南、四川交界地区,东北三省和内蒙古东北部最适宜分布区呈现破碎化的趋势。松针红斑病适生区质心有由东北向华北、西北扩散的趋势。     

气候变化情景下流苏香竹潜在分布区预测

流苏香竹（Chimonocalamus fimbriatus）是云南特有珍稀竹种,主要分布于云南西南部。文章以野外调查获取的流苏香竹分布信息为主,运用最大熵模型（MaxEnt）同时结合地理信息系统（ArcGIS）,基于19个气候因子,预测其在当前及未来气候变化情景下的潜在分布区。结果表明：当前流苏香竹的高适生区和中适生区主要分布于德宏州、保山市和临沧市等地,除迪庆州、丽江市和昭通市外,云南其他区域均有低适生区零星分布。在未来2050s和2070s的2个时间段,基于2种不同共享社会经济路径（SSP1-2.6和SSP5-8.5）,流苏香竹的高适生区面积呈减少的趋势,尤其是SSP5-8.5路径下,高适生区面积仅为当前的12.51%（2050s）和18.63%（2070s）;中、低适生区在SSP1-2.6路径下,显著扩张（2050s）或略微扩张（2070s）,在SSP5-8.5路径下,则大幅收缩。流苏香竹野外实际分布区及其潜在分布区均以斑块状为主,可能与云南特殊的地形、地貌有关。影响流苏香竹分布的主导气候因子为最湿月份降水量、最暖月份最高温度、最干季度降水量和平均气温日较差。流苏香竹对气候变化比较敏感,根据其野外分布状况,建议以就地保护为主、迁地保护为辅,在其潜在适生区内适当引种栽培。     

气候变化背景下云南沙棘在中国的潜在地理分布

基于云南沙棘在中国的78个种群分布点位数据与22个地理环境变量，利用MaxEnt模型模拟了云南沙棘在当前气候与未来(2050S、2070S)3种不同气候情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)的潜在地理分布，探讨影响云南沙棘分布的主导环境变量，揭示未来气候变化下云南沙棘的变化趋势。结果表明：(1)影响云南沙棘生长的主要环境变量为热量(温度季节性变动系数、等温性、最冷季平均温度)、地形(海拔、坡度)和水文(年降水量),其中海拔、年降水量及温度季节性变动系数对其影响极其显著，累计贡献率为60%;(2)当前气候情景下，云南沙棘的高适宜生境与适宜生境面积分别为5.88×10⁴km²和23.97×10⁴km²,分别占中国国土面积的0.61%与2.49%,适宜种植生境集中分布在我国横断山脉地区；(3)2041—2060年间3种不同气候情景下云南沙棘适宜生境和高适宜生境面积为增长趋势，在2061—2080年间RCP8.5情景下云南沙棘的高适宜生境为减小趋势，适宜生境呈现增加趋势。云南沙棘适宜生境有向西南方...     

50余年来呼和浩特地区气候变化与厄尔尼诺-拉尼娜事件关系初探

选取了1961-2014年呼和浩特地区气候资料,结合同一时期发生的El Nino/La Nina事件,对气温、降水量和干旱特征与El Nino/La Nina事件的关系进行了统计分析,初步探讨了El Nino/La Nina事件对呼和浩特地区气候的影响。分析结果表明:1961年以来呼和浩特地区气温具有明显的波动升高的趋势;降水量年代际变化较为明显,20世纪60、70年代,降水为正距平;20世纪80、90年代,以及21世纪前10年,降水均为负距平,2011年以后降水开始逐渐增多。El Nino/La Nina事件对呼和浩特地区气候变化和干旱灾害具有一定的影响,El Nino年气温偏高,La Nina年气温偏低;El Nino和La Nina事件对呼和浩特地区降水都有减少的作用,El Nino事件中,降水量减少的概率和幅度更大。El Nino事件提高了呼和浩特地区发生干旱的概率;La Nina事件促使发生干旱的概率较小,但其促使发生干旱的程度可能更深一些。     

1958—2017年太湖流域气温及降水变化研究

太湖流域位于我国长江中下游平原河网地区,是受全球气候变化和人类活动影响最显著的地区之一。该文利用太湖流域范围内的21个气象站点的长期观测资料,运用趋势系数、气候倾向率等方法分析了该区域的气候时空变化规律。结果表明,1958—2017年该区气温有显著上升趋势,平均气温以0.293℃/10a幅度升高。各月气温均呈上升趋势,但是冬、春季升温最为剧烈,达0.362℃/10a;夏、秋季最弱,为0.222℃/10a。由于最冷月平均温度升高比最热月大,所以导致气温年较差减少。气温升高存在显著的区域差异,东部地区增温剧烈,气温倾向率大于0.4℃/10a;最小的气温倾向率位于西南部地区,小于0.25℃/10a。流域降水总体呈增加趋势,平均年降水量倾向率为3.026mm/10a,东部地区和无锡、常州地区降水增加显著。全球变化及城市化的影响是导致流域气温和降水地区差异的主要原因。     

近10年我国荒漠化地区干湿变化分析

降水状况对于维持和稳定干旱区生态系统发挥着决定性的作用,本文运用静止气象卫星和地面气象资料,采用中国能量水平衡的监测方法来监测植物环境的变化,为我国荒漠化土地动态变化研究提供科学依据。自2000年以来,我国北方大部分地区年平均降水量比以往偏多,干旱区气候总体趋向暖湿,部分地区生态环境有所好转。北方干旱区近10年降水略显上升趋势,土壤湿润指数与降水量趋势基本一致,生态环境相对好转。内蒙古东部、阿拉善高原和河西走廊降水量和土壤湿润指数均略显增加趋势,青海北部增加趋势明显。     

干旱区对降水变化响应的研究进展

水分是干旱区的主要限制因子之一,降水是干旱区最重要的水分来源。根据气候变化研究的预测,未来我国干旱区的降水格局会改变,包括降水量、降水频率和降水强度等。降水变化会影响干旱区的土壤变化,植被变化,土地荒漠化和水文变化等方面。我国极端干旱区和干旱区的降水有总体增加趋势,而部分半干旱区和亚湿润干旱区的降水则出现减少趋势。降水的增加能够促进生物土壤结皮的发育,改善土壤水分状况,促进植物生长,提高植被盖度,促使荒漠植被向草原植被方向发展,有利于土地荒漠化的逆转;另外,降水增加会增加河流的径流量和湖泊水量,促进洪水的发生,降水减少则具有相反的效应。这些研究有助于人们预测干旱区在未来降水格局改变之后可能发生的变化,对于天然植被保育以及荒漠化防治等实践工作等具有重要的理论指导意义。未来的研究需要加强实验,如增雨、升温、模拟氮沉降和CO₂浓度增加等对干旱区的土壤、植被、荒漠化和水文等方面的影响,才能获得更有说服力的结果。     

气候变化对黄山区域生物多样性保护的影响与对策

以黄山区域自然保护区为研究对象,利用黄山50年气象观测数据分析气候变化趋势和主要特征,总结、分析、评估与预测气候变化对生物多样性的影响和潜在威胁。结果表明：①50年来黄山区域年均气温总体呈上升趋势,气候正趋变暖,但局部期间也有震荡现象。特别是20世纪90年代以来,气温升高比较显著;②黄山年降水总趋势呈波动性减少,减少率为-2．28mm／年。上世纪90年代以后,降水偏多,21世纪初降水显著偏少;近20年来极端天气发生频繁,未来有些极端事件的发生频数还可能会更高。③气候变暖会加剧病虫害的流行及黄山森林的脆弱性,改变森林结构与分布,致使多数森林群落生产力趋于下降,使动、植物物候产生了不同程度的响应。气温升高和降水模式的变化可能导致松材线虫等外来物种产生快速扩散与大规模入侵,致使黄山松受到严重威胁。