2001-2014年新疆阿尔泰地区积雪时空分布特征研究

基于2001-2014年的MODIS10A2积雪产品数据,对新疆阿尔泰地区积雪的年际变化特征、年内变化特征及空间分布进行了分析研究,得到以下结论:1)年内积雪一般由10月中旬左右便开始累积建立,在第二年1月份积雪覆盖面积到最大值,7月份积雪覆盖面积达到最小值,其中,冬季积雪面积所占比例最大,夏季最小。2)2001-2014年新疆阿尔泰地区积雪覆盖面积呈减少趋势。阿尔泰地区积雪空间分布极不均匀,北部积雪分布明显多于南部,山区及高海拔地区为积雪频次分布的高值区,平原及流域地区为积雪覆盖频次的低值区。3)永久性积雪主要分布在阿尔泰山北部的高海拔区(3000-3923m),且面积较小。     

中国干旱区积雪面积产品去云处理方法验证与评估

针对MODIS每日积雪产品中云覆盖现象严重这一问题,以中国干旱区作为研究对象,结合AMSR-E被动微波雪深数据,采用多时相、多传感器数据融合的方法进行去云处理,获取MODIS每日,4 d,8 d和MODIS与AMSR-E融合后的每日,4 d与8 d共6种新的积雪产品,并分别提取其积雪持续日数（SCD）。对比结果显示,MODIS与AMSR-E多传感器的阈值法4日融合产品在融合算法效率、云去除效果和融合后保持较高分类精度方面均有较好表现,其融合后的无云产品在全天气条件下具有96%的整体分类精度、80%的雪分类精度和99%的陆地分类精度,大大高于研究区原MODIS Terra-Aqua每日融合积雪产品全天候条件下64%,32%和70%的整体、雪、陆分类精度;并且由其提取的积雪持续日数不仅在最大程度上保持了原MODIS产品高的空间分辨率,而且精度较高,对研究区积雪的空间分布状况有很好反映。     

松花江流域降雪时空分布特征

利用气候倾向率、M-K检验、EOF、小波分析等分析方法对1953-2012年间松花江流域的降雪量与降雪日数时空分布及演变趋势进行了分析.结果表明:年平均降雪量介于13.41～35.26mm,呈先降低后上升趋势,突变发生在2001年.降雪日数集中在15～25日,随时间呈微弱增加趋势.松花江下游及牡丹江流域降雪量年际变率大,其次是嫩江上游,而松花江腹地较小.降雪日数最大变化处于嫩江上游,其次是松花江下游和汤旺河流域.空间分布上,降雪量与降雪日数均以嫩江与松花江干流交汇为中心,呈辐射状增加.     

东北林区积雪空间分布与变化特征

使用东北林区156个气象观测站的1961 ～ 2008年逐日积雪深度资料,对该区积雪平均空间分布特征及时空变化规律进行详细分析.结果表明:东北林区自北向南、自东北向西南主要呈现出积雪初日逐渐推迟,积雪终日逐渐提前,积雪期、积雪日数逐渐增长,年最大积雪深度逐渐加深的空间分布特征;1961-2008年积雪初日以1.8天/10a的速度显著推迟,积雪终日明显提前,平均每10a提前1.9天,积雪期平均每10a缩短3.5天,积雪日数无明显趋势性变化,年最大积雪深度随时间变化呈不明显增加趋势;全区88％站点的积雪初日呈推迟趋势,积雪终日提前站点占总站点的95％,97％的区域积雪期呈缩短趋势,积雪日数缩短的地区占总区域的58％,71％地区的年最大积雪深度增加;积雪初日、积雪终日、积雪期、年最大积雪深度均在20世纪90年代发生突变,积雪日数未出现显著突变点,但均表现出2a、4a及6-8a的周期特征.     

近50年中国不同强度降水日数时空变化特征

利用1957-2006年全国679个测站逐日降水资料,针对不同年降水量的站点,定义了新的降水等级,分析了我国近50年不同强度降水的时空变化特征。结果表明:①不同等级降水占总降水量比重的分布,自西北向东南小雨量在总降水量中的分量逐渐下降,但小雨日数在总降水日数中依然是最主要的;中雨对年降水量的贡献在20%～38%;大到暴雨雨量和日数比重逐渐增加。②年降雨量及不同等级雨日数趋势表现为,在我国西部地区年降雨量及小雨、中雨日数呈正趋势,即在西部小雨、中雨雨日数增加的同时,西部年降水量亦在增加;而大-暴雨区主要集中在南方,华北、东北大-暴雨有不同程度的减少。③各气候区的突变检验结果为,甘新和青藏两个气候区年平均中雨日数增加趋势十分显著,而内蒙气候区在减少;华南区的年平均暴雨日数增加趋势明显。     

陕西省极端无雨日数的时空分布特征

利用陕西省78个地面气象站1961—2010年的逐日降水资料,统计了四季最大连续无降水日数,采用正交函数分解、Mann－Kendall趋势检验等方法,分析了各季节极端无降水日数的空间结构和时间演变规律。结果表明：极端无雨日数最多出现在冬季,为16～45 d ,最少是夏季,为8～14 d;冬、春季节的高值中心出现在陕北北部、关中的东部,冬季陕北北部达43 d以上,夏季高值中心出现在关中的东部,为11～13 d;冬、春旱陕北最多,关中次之,陕南较少,夏、秋旱关中最多,陕北次之,陕南较少;在大尺度天气系统控制下,四季极端无降水日数事件的步调基本一致,不同季节的天气系统对陕西各区域的影响具有明显的局地性和阶段性;近50a来夏季和秋季表现为持续增多趋势,冬季和春季有部分站点呈现出反向变化趋势,其中夏季和秋季陕北局部、陕南局部干期日数增多趋势显著。     

2000-2012年陕西省复种指数时空分布及潜力分析

利用MODIS数据,经过去云和Savitzky-Golay平滑处理,根据农作物生长曲线变化特征剔除干扰峰,结合陕西省土地利用数据、统计数据和气象数据,运用地统计趋势分析、年际变化分析和标准差的方法,获取陕西省2000-2012年复种指数时空分布及潜力分布.结果表明:陕西省复种指数地域差异显著,由北向南先增后减,呈现一定的纬度特征.复种指数年际变化也存在地域差异,与地貌类型和农业现代化水平密切相关.陕西省平均复种指数为160.32％,平均复种潜力为184.29％,陕南地区可挖掘潜力最大,其次是陕北地区和关中地区.研究结果可为陕西省农业政策制定及粮食估产提供依据.     

1980-2009年西藏西北部潜在蒸散时空分布特征及其影响因素

通过分析西藏西北部潜在蒸散量的时空分布以及影响潜在蒸散的气候因素.结果表明:①西藏西北部潜在蒸散呈现从西北向东南减少的分布特征,最大潜在蒸散出现在夏季,春季次之,冬季最小.近30 a来,除冬季潜在蒸散呈略微增加趋势外,其余均呈减少趋势.气温、相对湿度和降水量呈增加趋势,平均风速和日照时数呈减少趋势;潜在蒸散与气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度、降水量呈负相关.②影响潜在蒸散的主要气象要素为相对湿度、平均气温和日照时数,风速对冬季潜在蒸散的影响最为显著;近30 a来,风速减小、日照时数减少、相对湿度增加是导致潜在蒸散量减少的主要气象影响因子.西藏西北部地区潜在蒸散的变化存在“蒸发悖论”现象,即在气温升高[0.55℃·(10a)-1]的背景下,潜在蒸散呈下降趋势[10.02 mm ·(10a)-1].     

中国古建筑遗产时空分布特征及成因分析

古建筑遗产艺术形式多样、历史底蕴深厚、文化内涵丰富,反映了人类活动的行为足迹。运用最近邻指数、核密度估计等研究方法,对中国古建筑遗产的时空分布格局进行深入研究。总体来看,中国古建筑遗产空间分布呈集聚型态势,主要分布在华北平原西部、山西高原、陇中高原、四川盆地中西部、长江中下游平原、浙闽丘陵等地区。从时间变化看,中国古建筑遗产的数量略呈Λ形分布,主要集中在宋元、明清时期。从空间演化看,中国古建筑遗产的分布呈由北向南逐渐增多的趋势,并不断向四周扩散。从类型分布看,不同类型古建筑遗产的分布既呈现出一定的相似性,又彰显出一定的差异性,这与历史时期的政策制度、建筑材料、建筑功能等因素紧密相关。     

新疆北部MODIS积雪制图算法的分类精度

Terra/MODIS雪被产品在牧区积雪灾害的动态监测中,具有重要的应用价值.利用新疆北部地区2001-2005年4个积雪季的Terra/MOD10A1雪被产品和20个气象台站的观测资料,对比分析了MODIS积雪制图算法的分类精度.结果表明:①在晴空天气条件下,MODIS积雪制图算法分类的总精度达98.5%,积雪分类精度为98.2%,积雪多分误差小于漏分误差.分类精度在不同观测台站之间存在较大的差异,其总精度介于94.0%～100%,积雪分类精度介于77.8%～100%.②MODIS积雪算法的分类精度同海拔、坡度和坡向之间没有稳定的相关关系,雪深和土地覆盖是导致精度差异的主要原因.MODIS无法识别雪深低于0.5 cm的积雪;当雪深介于0.5～3 cm时,积雪识别精度较低,介于45.2%～76.2%.当雪深大于等于3 cm时,积雪识别精度随雪深的增加而增大,平均值达98.6%以上.③MODIS积雪制图算法在草地区的分类精度最高,达98.9%;其次为农田、灌木林和城市与建设用地区,分别为97.9%,97.2%和96.9%.在农区积雪漏分误差低于多分误差,在草地、灌木林和城市与建设用地区则高于多分误差.     

新疆北部AMSR2雪深产品降尺度算法及验证

以新疆北部为研究区,利用AMSR2雪深标准产品及MODIS逐日积雪面积比例产品,对10 km空间分辨率AMSR2雪深标准产品进行降尺度运算,获得了北疆地区降尺度后的500 m空间分辨率SNDsp雪深产品。利用21个气象台站实测雪深数据对升轨和降轨2个时间的AMSR2雪深标准产品及SNDsp产品进行了精度评价及精度分析。结果表明:降尺度后的SNDsp升轨产品均方根误差较AMSR2雪深标准升轨产品降低了1.78 cm,降轨产品的均方根误差较AMSR2雪深标准产品降低了2.68 cm,且降尺度SNDsp产品与地面台站实测雪深的相关性较AMSR2雪深标准产品在一定程度上有所提高。AMSR2雪深标准产品在雪深为7~9 cm时误差最小,SNDsp产品在雪深为16~18 cm时精度最高。雪深大于12 cm时,AMSR2雪深标准产品精度较低,而SNDsp产品在此基础上精度有了一定程度的提高。     

基于GIS的东北及邻近地区积雪深度空间化方法

根据近50 a东北及邻近地区122个地面测站逐日积雪深度观测资料,采用REOF方法划分为5个气候区,利用DEM资料建立经度、纬度、海拔高度3个宏观地形因子以及坡度、坡向和开放度3个微观地形因子的数据库,并结合三维二次趋势面方法对研究区域雪深进行GIS模拟。结果表明：宏观地形因子与雪深呈较好的正相关关系,大、小兴安岭是东北地区积雪分布较多区域,大致按山脉走向分布,海拔高、纬度高的地区雪深较大。分区模拟,微观地形因子对积雪深度的影响增大,突出积雪深度分布的局地特征,同时相对误差显著减小。     

基于MODIS数据的2001—2016年内蒙古积雪分布及其变化趋势

积雪融水是干旱区重要的水资源之一,积雪分布变化的监测对区域雪冰资源的合理利用及灾害防治至关重要。基于内蒙古地区2001-2016年MOD10A2积雪数据对研究区进行分带提取,分析不同海拔高度积雪年内年际变化特征,结合气温和降水气象因素,分析其分布变化原因。研究表明:积雪面积、积雪覆盖率年内分布呈单峰形,10个海拔带的积雪期为9月到次年5月,峰值出现在冬季,积雪覆盖率增减的临界高度在952~1 114 m;不同高程带的积雪面积在春季、夏季、秋季整体上呈现出"增加-减少-增加-减少"的年际变化规律,冬季整体上表现出"减少-增加-减少"的变化规律;积雪面积受降水量和气温相互的影响,其中海拔高度可能起到间接作用。内蒙古地区春季、冬季积雪覆盖率均与冬季降水量呈显著正相关,各季节积雪覆盖率基本与温度呈负相关关系。     

中国干旱区浅层地下水的形成、分布与运移

地球陆地浅层地下水的形成过程是大气降水、地表水与地下水相互转化的过程.主要依赖山区河流出山口径流维系生存和发展的中国干旱区,浅层地下水的形成过程完全不同于我国东部湿润区和青藏高寒区.研究表明:中国干旱区山地地下水以降水(雪冰融水)入渗补给为主,且最终转变为地表水补给河流,并参与平原盆地浅层地下水的形成过程;而盆地平原浅...     

基于GIMMS NDVI的中亚干旱区植被覆盖时空变化

选用1982—2013年GIMMS NDVI数据,运用变异系数法、Theil-Sen median趋势分析耦合Mann-Kendall检验以及Hurst指数法,研究了中亚干旱区植被覆盖的空间格局、不同维度的空间变异性、时间变化特征和未来趋势预测。同时,结合CRU降水、气温资料和MODIS土地覆盖数据,对植被覆盖时空格局及其变化的驱动因素进行分析。结果表明:1 1982—2013年中亚干旱区植被覆盖有较强的空间异质性,有植被覆盖的区域占总面积的85.32%,无植被覆盖的区域占14.68%。受降水量控制,植被覆盖呈山区高平原低、西部高东部低、北部高南部低的特点;受河流和人工灌溉的影响,绿洲区的植被覆盖高于荒漠区。2近32 a全区植被覆盖的波动变化较明显,各变异程度的面积比例:中等波动变化相对较高的波动变化高波动变化相对较低的波动变化低波动变化。受降水变率和人工种植的影响,植被覆盖的高波动变化主要在荒漠区和诸流域绿洲区;低波动变化主要在植被生长良好的区域。3 32 a间全区NDVI呈增长趋势,NDVI距平的变化率为0.01·(10a)~(-1)。基于像元尺度的分析也表明,全区植被覆盖变化趋势以增加为主,各类变化趋势的面积比例:轻微增加显著增加轻微减小显著减小无法确定。植被改善是区域气候增湿增暖和绿洲土地覆盖变迁所致。4全区NDVI的Hurst指数均值为0.63,Hurst指数大于0.5的范围所占比例为75.17%,即未来全区植被覆盖的变化趋势以持续性增加为主,其中25.23%的区域未来变化趋势无法确定。     

中国西北干旱荒漠区盐生植物资源与开发利用

盐生植物是指在3.3bar渗透压盐水的生境中生长并完成其生活史的植物，在我国西北干旱荒漠区中有12％的植物为盐生植物，共有208种，分属于31科、90属，占我国盐生植物总数的49％，具有丰富的盐生植物多样性。这些盐生植物不仅为农业生产提供了丰富的抗盐种质资源，为培育抗盐、耐盐的转基因作物品种提供基因库，而且在这些盐生植物中含有丰富的药用、食用、工艺以及绿化和固沙植物资源。在不能耕种的盐渍土上直接引种具有经济价值的盐生植物，可获得经济效益，以充分地利用西北干旱荒漠区大面积的土地资源，因此开发和利用盐生植物资源具有重要意义。     

中国干旱半干旱地区湿地研究进展

西北干旱半干旱地区湿地在我国湿地中占有较大比重,它在调节气候、涵养水分、碳氮循环以及生物多样性保护等方面均有不可替代的作用,深入探其研究现状对该地区生态保护和环境管理意义重大。从湿地形成演变、类型和分布,植物群落,景观格局变化的生态效应及驱动力研究,碳氮循环以及退化与恢复5个方面评述了西北干旱半干旱地区湿地研究进展,指出了现有研究的不足。在此基础上,对西北干旱半干旱地区湿地未来研究方向进行了分析,提出了加强植物群落的动态研究;定量研究湿地景观格局动态变化,加强湿地动态过程对驱动力的响应机制研究;加强碳氮循环研究;加强湿地退化与修复的理论与技术体系研究4方面的建议。     

亚洲中部干旱区湖泊的地域分异性研究

湖泊是干旱区气候与环境变化的敏感指示器,了解干旱区湖泊的空间分布和变化特征,有利于正确分析和评估气候变化和人类活动对干旱区水资源的影响。采用2010年的Landsat 遥感数据资料,对新疆、中亚五国及其毗邻高山地区的湖泊制图,并分析该区域内湖泊的数量、面积的时空分布特征。研究表明：① 2010年研究区域内大于0.01 km²以上的湖泊总数为30 952个,总面积为496 674.35 km²,其中哈萨克斯坦北部、阿尔泰山地区和昆仑山南麓是湖泊富集的地区。② 湖泊数量与湖泊面积呈幂指数关系,湖泊面积每升高一个10的量级,该量级内的湖泊数量下降4~6倍,湖泊面积增加1~2倍,与全球的湖泊分布相比,属于湖泊分布相对稀少的地区。③ 湖泊数量在纬度带的空间分布相对均一,大型湖泊集中分布在41°~44°、46°和48°~50°的纬度带上;低海拔地区的湖泊数量多,面积大,高海拔地区湖泊数量多,面积小;山区、河谷湿地和哈萨克斯坦北部草原湖泊数量多;荒漠区湖泊分布稀少。④近20 a来,高山地区湖泊与平原地区湖泊呈相反的变化模式,高山地区湖泊处于稳定或快速扩张态势,而平原地区的湖泊剧烈萎缩。