东北地区玉米春季渍害指标构建及时空分布特征

为厘清东北地区玉米春季渍害的评价指标及变化特征,该研究利用东北地区164个气象站点1981-2020年逐日气象资料和历史灾情资料,采用相关分析和逐步回归方法,分析玉米春季播种-出苗期降水和温度对渍害等级的影响效应,建立当量降水量和当量温度,在此基础上构建渍害等级指标,探讨东北地区玉米春季渍害的时空分布特征。结果表明：1）玉米春季渍害指标验证基本一致率达82%,能较好地反映东北地区玉米播种-出苗期渍害的实际受灾情况。2）1981-2020年东北地区玉米播种-出苗期渍害的发生存在明显空间差异,高发区集中在辽宁省东部、吉林省东南部以及黑龙江省三江平原地区,渍害频率最高可达45%,轻度渍害发生范围明显扩大;玉米不同程度渍害发生频率存在差异,表现为轻度>中度>重度。3）玉米渍害发生频率总体呈上升趋势,但上升趋势不显著,其中2001年、2002年、2004年为显著突变年。研究结果能够为揭示气候变化背景下东北地区玉米春季渍害灾变机制和时空演变规律提供理论依据。     

东北地区主要粮食作物种植结构时空变化分析

在农业供给侧结构性改革背景下,明确区域种植结构时空变化过程,可为东北地区种植结构的调整及优化提供科学依据。采用2005-2015年东北地区40个市/盟主要粮食作物播种面积数据,运用数理统计方法,根据主要作物种植面积比重以及作物组合状况,划分主要作物种植结构类型,进而分析东北地区主要粮食作物种植结构时空变化。结果表明:(1) 2005-2015年东北地区粮食作物播种面积持续扩大,其中,大豆播种面积及其占粮食作物总播种面积的比重均呈现"上升-下降"趋势,玉米和水稻播种面积稳定上升,水稻占粮食作物总播种面积比重在2011年超过大豆;(2)种植结构类型共出现8种,以作物主导型为主。其中,玉米主导型和水稻主导型地区数量增加,大豆主导型地区数量减少;(3)玉米主导型地区分布最广,由辽宁省、吉林省向黑龙江省中部和东部地区扩散,大豆主导型萎缩至大、小兴安岭地区。种植结构类型单一化趋势明显,黑龙江省中部和东部地区、吉林省东部地区及内蒙古自治区呼伦贝尔市种植结构类型向玉米转变。     

阿勒泰地区参考作物蒸散量时空变化特征

基于阿勒泰地区7个气象站1961—2012年逐日气象资料,采用Penman-Monteith模型计算了逐日参考作物蒸散量,运用Mann-Kendall非参数检验法、小波分析法,并结合ArcGIS软件对作物参考蒸散量的时空变化特征进行了研究。结果表明:阿勒泰年和春季作物参考蒸散量呈增加趋势,而夏季、秋季和冬季作物参考蒸散量呈减少趋势。年和夏季的作物参考蒸散量分别在1994年、1992年发生突变,而春季、秋季和冬季的作物参考蒸散量则没有发生突变。年和四季的作物参考蒸散量都存在27 a的周期。空间分布上,年、春季、夏季和秋季的平均作物参考蒸散量呈自阿勒泰市南部和福海县西北部向东部、南部和西部逐渐递减的变化趋势。而冬季作物潜在蒸散量大致呈现自西向东逐渐递减。变化趋势上,春季潜在蒸散量在空间上都呈增加趋势,而年、夏季、秋季和冬季的潜在蒸散量在阿勒泰的东部呈增加趋势,在西部则呈减少趋势。     

基于GPCC数据的1901-2010年东北地区降水时空变化

基于1901—2010年GPCC[全球降水气候中心（Global Precipitation Climatology Centre）研制的逐月降水格点数据]月降水格点数据与东北地区79个气象站1961—2010年逐月降水资料,利用相关分析、EOF分解、气候倾向率、M-K统计检验和集合经验模态分解（EEMD）等方法,比较了GPCC降水数据与观测数据的差异,探讨了GPCC数据描述的东北地区近百余年不同时间尺度（年、季）降水变化特征。结果表明:1961—2010年GPCC与东北地区站点数据有着非常显著的相关关系,年GPCC降水与站点数据的距平相关系数为0.96,其与同期东北地区79个气象站的平均偏差仅为5.3%,表明GPCC数据对东北地区降水具有非常好的描述性。GPCC描述的1901—2010年东北地区降水是微弱增加的。从主模态来看,GPCC数据描述的东北地区近百年降水在20世纪初到20年代末处于偏少阶段;30年代到60年代东北地区降水显著增加,处于偏多阶段;70年代后降水又有所减少,但在80年代后期和90年代后期出现个别降水偏多年。从季节变化来看,1901—2010年东北地区秋季降水呈现一定的减少趋势,而其他季节降水有所增加。此外,东北地区降水存在年际（3.5,7.3 a）、年代际（12.3,26.7 a）和百年时间尺度（112.3 a）的特征周期变化。     

江淮分水岭区农作物干旱时空变化特征

利用江淮分水岭区17个市、县气象台站1980—2009年降水数据,基于改进的无有效降水连续日数干旱评估指标,分析农作物干旱时空变化特征。结果表明:(1)春播夏收型农作物在寿县、长丰、定远、明光一带以北地区易发生春旱;夏播秋收型农作物在寿县、淮南、长丰、定远、凤阳一线多形成夏秋旱,西南和东北地区也较易发生夏秋旱;春播秋收型农作物生长期内大部分地区秋旱多发,其中寿县、肥东东南部和全椒西南部部分为秋旱高发地区;越冬型作物在明光北部、来安北部、淮南西南部以及寿县北部等地多生秋冬春旱,其他地区也易发生秋冬春旱,且持续时间均较长。(2)从年际演变趋势看,夏播秋收型、越冬型农作物干旱范围和强度均略有增长,春播秋收型农作物干旱强度微增长、范围略减小;春播夏收型农作物干旱强度和范围均呈微减的趋势。总体上,研究区域干旱强度略有上升,且北部高于南部,越冬型作物高于其他类型农作物,研究结果可为区域农业生产防旱提供科学依据。     

东北地区春玉米生长发育和产量对温度变化的响应

选择东北地区3个玉米主栽品种,于2007和2008年在锦州进行分期播种试验,调查记录作物发育期,并测定干物质和产量构成.同时结合锦州地面气象观测站的平均气温资料,采用对比、回归等方法分析不同品种玉米生长发育对温度变化的响应.结果表明,播种前10d-出苗期的平均气温与出苗速度相关极显著(P＜0.01),平均气温高则出苗快,出苗速度与品种关系不大;出苗后,平均气温高,可加快中、晚熟品种玉米生长;玉米拔节后,株高增长量与温度的关系因品种而异,最大叶面积指数受温度变化影响较小,主要与品种的生态特性有关;温度变化对干物质增重速率的影响随玉米不同生长阶段而异,出苗后0-20d和40-60d的温度升高对叶片和茎秆的增重速率为正效应;出苗后60-80d的温度升高对籽粒灌浆为正效应;百粒重和产量与抽雄-乳熟期的平均气温呈正相关,与乳熟-成熟期的平均气温呈负相关.研究结果可为当地玉米品种选择、播期调整提供参考.     

广东省裸地和草地地表温度时空分布特征

利用广东省86个站点裸地和草地2006-2008年自动观测资料,分析了两种下垫面地表温度日、年变化特征及其空间分布规律。结果表明：（1）裸地和草地温度（0cm）的日变化趋势一致,其日最高温度出现时间较日最高气温分别提前1.18±0.95h和1.37±1.05h,日最低温度出现时间比日最低气温分别提前0.20±0.66h和0.45±0.80h。（2）裸地和草地作为透水性下垫面,其日平均温度、日最高温度、日最低温度和日较差具有相同的温度变化趋势,但草地有草皮覆盖,日较差低于裸地。（3）广东裸地和草地日平均温度、日最高温度和日最低温度均有明显的纬向分布特征,日平均温度和日最高温度在夏半年由南向北递增,冬半年相反;受城市热环境的影响,广州及其附近的站点裸地和草地的温度指标也相应高于周边地区。     

气候暖干化背景下东北地区旱涝时空演变特征

[目的]从旱涝灾害角度探讨气候变化对东北地区的影响,以期充分利用气候资源,为农业领域应对气候变化的对策措施提供理论依据。[方法]统计东北地区1956—2012年50个气象台站的逐月气温、降水资料,通过样条插值法、Mann—Kendall检测及Z指数方法对该区降水及旱涝时空演变特征进行分析。[结果](1)近57a东北地区气候整体呈现暖干化的趋势;(2)半湿润区增温幅度最大,达0.34℃/10a,湿润区相对较低,为0.25℃/10a。半湿润区降水减少趋势最为明显,为-8.82mm/10a。(3)东北全区、半干旱区、半湿润区Z指数变化一致,呈现出"涝—旱—涝—旱"的演变特征。(4)大涝频率高值中心分布于小兴安岭北部和三江平原、嫩江流域北部等;大旱频率高值中心集中分布于东北地区西部。[结论]东北地区气候暖干化的趋势给该区农牧业带来不利影响,受旱地区应及时启动干旱预警紧方案,开展抗旱工作。     

中国近50 a地表温度时空变化特征分析

[目的]研究大气下垫面地表温度的时空分布规律,为进一步了解中国区域地气相互作用,地表能量交换等提供科学依据。[方法]通过气候统计方法,对中国近50a地表温度时空变化特征进行研究。[结果](1)中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,平均每10a上升0.29℃,尤其2000年以来中国年平均地表温度增温趋势最显著。对于四季而言,中国近50a地表温度在所有季节均呈现上升趋势,从增温趋势看,冬季平均地表温度增温趋势最明显。(2)中国近50a平均地表温度空间分布由北向南逐渐升高。对于四季而言,地表温度在所有季节都呈现出由北向南升高,但是不同季节地表温度分布有着不同的特点。(3)中国近50a大部地区地表温度增温显著,其中中国北方大部地区增温明显,增温率为(0.2~0.6℃)/10a。[结论]中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,且由北向南逐渐升高。     

作物需水时空尺度特征研究进展

受气象、土壤和种植条件等客观条件的影响,作物需水时空尺度分布具有明显的时空异质性,致使作物需水的理论和模型具有高度的尺度依赖性。基于此,该文对作物需水时空尺度特征的计算方法及其运用情况作了详细的阐述,并建议在今后作物需水时空尺度特征的进一步研究中,应以试验数据为基础,运用分形、小波、信息熵等复杂性理论,研究作物需水的时空尺度特征,发展既有理论基础又便于应用的区域尺度的作物需水量估算新模式。     

东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布

[目的] 融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法] 通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力,分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征,并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果] 3个黑土亚区1990—2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势,近些年逐步趋于稳定,多年日均融雪径流侵蚀力为0.01 (MJ·mm)/(hm²·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0~0.21 (MJ·mm)/(hm²·h·a)范围内,基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小,太阳辐射强度呈现由西向东递减,升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现,升温速率对蒙东黑土亚区作用最强,而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论] 通过分析1990—2020年东北黑土区融雪径流侵蚀力时空特征及其影响因子,对于深化研究区融雪径流侵蚀特征及融雪侵蚀防控具有一定的理论和实践意义。     

海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析

[目的]了解海河流域生长季植被覆盖度(FVC)的时空变化及其驱动力,以期为海河流域的生态保护、建设与可持续发展提供参考。[方法]基于MODIS NDVI遥感数据和同时期的18种影响因子,采用趋势分析法和M-K显著性检验分析了2001—2019年海河流域生长季植被覆盖度的时空变化特征;并利用地理探测器探讨了其空间分异特征与驱动力。[结果]2001—2019年海河流域生长季植被覆盖度总体呈显著上升趋势,线性倾向率为0.063/10 a, 2011年之后增速减缓。空间分布差异明显,植被覆盖度总体较高,仅环渤海湾地带和一些城市区域植被覆盖率较低。改善区域的面积远大于退化面积,其中改善部分以极显著改善为主,占流域总面积的60.42%。海河流域生长季植被覆盖度的空间分布差异主要由林地比例和林草混合地比例所决定,解释力均在30%以上。对海河流域生长季植被覆盖度交互作用解释力最强的是林草混合地比例和农田比例。[结论]海河流域植被覆盖度总体显著上升,空间分布差异主要驱动力为林地比例和林草混合地比例。     

东北地区乡村旅游重点村空间分布及其影响因素分析

为了明晰旅游业在乡村振兴中的增长效应与发展作用,以东北地区36个市(州)范围内的87个乡村旅游重点村为研究对象,运用最邻近指数、核密度分析、空间自相关等空间统计方法,阐释了东北地区乡村旅游重点村空间分布特征及影响因素。结果表明:(1)东北地区乡村旅游重点村在空间上呈集聚分布态势。(2)在空间分布上呈现“南多北少”的特征,大体可分为辽宁中东部、吉林中部、吉林东北部和黑龙江中部4个“中心—外围”片区。(3)从乡村旅游重点村所在市(州)来看,延边州与本溪市是乡村旅游重点村数量最多的地区; 从空间关联来看,“高—高”集聚区在延边州,“低—高”集聚区在白山市,“高—低”集聚区在本溪市。(4)乡村旅游重点村空间分布受到地形、水资源、区位等多重因素的共同影响。综上,东北地区乡村旅游重点村空间分布具有集聚特征,各区域受自然条件与社会人文等因素影响显著。     

黄河河口-龙门区间降雨时空分布特征及其与流域产沙的关系

[目的]揭示黄土高原典型多沙粗沙区河口—龙门区间降雨时空分布特征及其与流域产沙的关系,为区域水土保持规划的制定提供科学依据。[方法]基于降雨和产沙模数资料,采用泰森多边形加权变差系数法、K-means聚类分析以及线性回归分析,系统研究河口—龙门区间降雨和产沙的空间变异规律。[结果] 1959—2015年期间,河龙区间汛期降雨和汛期降雨侵蚀力具有相同的空间分布特征,但是汛期降雨侵蚀力表现出更强的空间变异性,两者在年内和年际时间尺度上分别表现出相同的空间分布特征,并且具有纬度地带性(p0.01)。汛期降雨和汛期降雨侵蚀力在支流尺度上的空间变异性差异不大,具有同增同减的变化趋势。[结论] 1959—2015年期间,水土流失大规模治理以前,河口—龙门区间流域产沙主要受降雨的影响(p0.01),水土流失治理以后,流域产沙量锐减,降雨和流域产沙模数无显著相关关系。     

东北典型石油污灌区土壤中矿物油的时空分布特征

污水灌溉在解决缺水问题和补充土壤营养的同时,也带来了不容忽视的土壤污染问题。作为我国最大的石油污灌区,沈抚灌区由于长期污灌导致矿物油积累严重,土壤中矿物油浓度最高可达6 861.1 mg/kg,整个灌区矿物油污染具有以下特征:灌区表层土壤(0~20 cm)矿物油含量高于亚表层土壤(20~30 cm);不同土地利用方式污染程度存在差异,水田土壤高于旱地土壤;污灌年限越长,矿物油积累越严重,污灌41~50年的土壤中矿物油含量超过3 000 mg/kg;整个灌区矿物油含量呈现沿污水流向逐渐降低的趋势,高浓度区主要集中在离排放口较近的李石寨地区。     

烟台果园表层土壤水分的时空分布及分形特征

在果树生长旺期,利用Trim e水分速测系统对果园表层土壤水分采样后,对土壤水分的数据统计特征、变异函数、分形特征、合理取样数目及其等值线分布进行了分析。结果表明:降雨后变程和基台值最大,变异系数和分维数最小,其值分别为38.09m、1.163、0.0888和1.846。在90%或95%的置信水平(Pl)和相同精度(Δ)下,降雨后土壤水分合理取样数目最少,此时土壤水分的空间等值线分布的变化程度相对也较小。这说明降雨有促使土壤水分分布趋于均匀及空间相关性增强的效应,但也可能导致在个别区域内出现明显的高低值;而随后的土壤蒸发则使土壤水分的结构性减弱,空间异质性增强。     

基于空间自相关法的水土保持区划研究——以东北黑土区为例

[目的]研究空间自相关法在水土保持区划中的应用,以期对将来水土保持区划工作提供指导。[方法]以东北黑土区为研究区域,采用空间自相关法解析研究区气候、地貌、土壤、植被等空间分布特征,并进行干湿分区、地貌分区、土壤分区等划分,然后采用空间叠置法得出东北黑土区水土保持区划。[结果]研究区划分为10个综合单元,经植被、降雨以及地理要素分布等调整,最终将研究区划分为8个二级区。[结论]该研究区划结果较为准确,空间自相关法在水土保持区划中具有较好的应用效果,并且可以大大提高区划工作效率。     

江西省水稻高温热害发生规律研究

利用江西省74个台站1961-2010年6-8月日平均气温、日最高气温和日平均相对湿度资料,采用线性回归法、多项式回归法、Morlet小波分析和数字高程模型(DEM),以探究该区水稻高温热害发生时段分布、年际变化、发生频次的时频特征和空间分布等规律.结果表明,(1)江西省水稻高温热害集中于7月中、下旬和8月上旬,其中7月13-24日为高温热害发生概率最大的时段;(2)1961-1982年高温热害总发生次数呈下降趋势,1983-2010年则呈极显著上升趋势(P＜0.01),不同等级高温热害发生次数的年际变化特点与总发生次数变化相一致;(3)各等级高温热害次数呈现不同时间尺度的周期震荡,轻高温热害表现为准2a、4a、8a左右、15a、25a周期变化,中高温热害以准2a、4a、10a左右、23a的周期震荡表现显著,重高温热害则表现出准2a、6a、准13a、25a的周期震荡;(4)高温热害发生频次的高值区分布于江西东北部、赣州北部、吉泰盆地和赣抚平原,并向周边山区递减.