气候变化与人类活动对共和盆地生态环境的影响

利用共和盆地共和、贵南2个气象站1961～2006年46年逐月平均气温和降水量资料,分析了年和四季的气候特征及气候变化趋势,并对气候突变进行了检验.结果表明:近46年来共和盆地表现出气温升高、降水量呈微弱增加、地表蒸发量增大的变化趋势,并且在20世纪90年代后期变化趋势更加明显.这种气候变化趋势加速了共和盆地草地退化和沙化,同时人类活动又加剧了共和盆地草地的退化和沙化趋势.     

21世纪中蒙干旱-半干旱地区干旱化趋势的模拟研究

利用区域气候模式RegCM3与公用气候系统模式CCSM3单向嵌套技术,进行未来不同情景下（高排放SRES A2、中等排放SRES A1B和低排放SRES B1）高分辨率数值试验,分析21世纪中国和蒙古国干旱-半干旱地区干旱化特征及其可能发展趋势。结果表明：不同排放情景下,未来中蒙干旱-半干旱地区降水量均呈增加趋势,地表温度也持续增加。仅从降水变化来看,未来干旱-半干旱地区干旱化程度变化不大,甚至有所减弱。但综合考虑降水和温度计算的Palmer干旱指数（PDSI）来看,研究区内干旱地区面积均持续扩张。极端、严重及中等干旱面积比例扩张趋势明显,达到95%显著性水平。相对21世纪中期、后期极端干旱面积在3种情景下均将扩张3%以上。相对21世纪中期和当代,21世纪后期A2情景下总的干旱面积分别将增加8%和11.51%,A1B情景下12.48%和18.34%,B1情景下9.73%和10.82%。对比降水与PDSI可见,在进行干旱-半干旱区气候变化预估研究中,必须综合考虑降水和温度的变化,才能更准确地反映干旱-半干旱地区干旱化特征及其干旱化趋势。     

近40 a内蒙古正蓝旗气候变化特征

气候变化特征对于当地适应气候变化政策及制定相应的管理对策具有重要意义,利用内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗1970-2009年气温和降水资料,结合回归分析对该旗气候变化的主要特征进行了分析。结果表明：内蒙古正蓝旗气温呈明显的上升趋势,变化倾向率为0.57 ℃·（10a)^-1,40 a平均气温为2.26 ℃,其中21世纪初前10 a上升幅度最大,其年代平均气温攀升至峰值,达到3.07 ℃;降水量也呈上升趋势,其变化倾向率为4.85 mm·（10a）^-1,40 a平均降水量为352.31 mm,其中20世纪90年代降水量最高,达到398.74 mm,而21世纪初前10 a降水量迅速下降,成为近40 a降水量最低点,低于多年平均降水量19.62 mm。总体而言,正蓝旗20世纪70年代趋于相对干冷,80年代则由相对干冷向暖湿发展的过渡期,而90年代正蓝旗呈相对明显的暖湿化趋势,21世纪前10 a降水量减少和气温继续升高,出现暖干化趋势。     

陕西省1980-2006年气候变化时空特征研究

基于陕西省1980-2006年97个气象站点地面观测的降水和气温数据分析近27年陕西省气候变化的时空特征。结果表明：（1）陕西省年平均气温和降水量空间分布格局均呈随纬度增加而逐步减少,陕西省南部水热条件明显好于北部。（2）近27年来陕西省年平均气温上升趋势明显,平均每年上升0.0566℃,陕北增温幅度略高于陕南;降水量...     

阜康绿洲环境变化的气候特征

利用月气象资料,对过去近30 a阜康绿洲气候变化特征进行分析和比较,结果表明:阜康绿洲气温具有显著的增暖趋势,年平均气温增加约0.6 ℃,对年气温变暖贡献最大的是春冬两季,分别升高1.2 ℃和1.3 ℃;阜康绿洲变暖的主要特征是最低气温升高,最低平均气温增幅达0.7 ℃;在20世纪80年代中期之前,不论是年还是季节的日照时数均呈上升趋势,之后呈下降趋势,并且总体呈下降趋势;蒸发量呈明显的下降趋势,90年代比70年代蒸发量下降约537.9 mm,夏季是年蒸发量下降的主要季节;降水量呈明显的上升趋势,90年代比70年代降水增加约60.54 mm,春夏两季是年降水量增加的主要季节.     

甘肃省近50年降水量及气候变化趋势研究

应用线性倾向估算法、累积距平以及Mann-Kendall法对甘肃省1957-2006年以来的降水量、温度、风速、日照百分率的变化趋势和突变进行了分析。结果表明:总体而言甘肃省近50年来的平均降水量存在减少趋势,但河西中部、西部地区的降水量表现出增加的趋势;从四季降水量变化来看,除冬季降水量增加外,其余季节降水量均出现不同程度的减小,秋季减小趋势更为明显;降水量趋势突变发生在20世纪90年代。甘肃省近50年来的平均气温表现出增加趋势,其倾向率为0.21℃/10a,在1996年发生突变;风速为减小趋势,突变发生时间为1985年;日照百分率也表现出增加趋势,其倾向率为0.17%/10a。     

东疆地区近46年气候变化趋势分析

运用哈密地区具有代表性的3个气象观测站1961-2006年的气温和降水资料,对哈密地区的气候变化作了分析。结果表明:近46年来哈密地区气温和降水都呈上升趋势,特别是上世纪90年代增温十分明显;以上世纪80年代后期为界,哈密地区气候分为冷、暖两个阶段,前为冷期,后为暖期,80年代后期到本世纪初,异常年份增加,表明气候变化越来越显著。     

西藏青稞需水关键期降水的气候变化特征

利用1961-2000年西藏不同气候型农区旬降水量资料,分析了青稞生育期的降水特征及趋势变化。结果表明：青稞拔节～孕穗期降水变率较大,此时温暖半干旱农区、温暖半湿润农区易出现旱情;抽穗～乳熟期半湿润农区多数年份的降水能够满足青稞需求,且还有盈余。过去40a青稞全生育期的降水量,在温暖半干旱农区,1980年以前呈显著的减少趋势,1981年开始表现为显著的增加趋势;温暖半湿润农区呈明显的增加趋势,而温凉半湿润农区表现为不显著的减少趋势。     

近54年民勤绿洲气候变化趋势与周期特征

通过对民勤气象站1953-2006年气温和降水量的观测资料分析表明,近54年来,民勤绿洲气温总体呈显著增温趋势,以冬季升温最明显,贡献率最大为特征。年平均降水量在波动中微有增加,以春季增湿最多,夏季略有减少,气候变化具有明显的区域特征。Morlet小波及其功率谱分析表明,气候变化存在多时间尺度、多层次和多分辨的特性结构。其中,年平均气温均存在21年和7.14年周期,年平均降水量存在21,8.62,6.62年和4.03年周期,且中长周期相同,短周期不同。周期特征表明,研究区气候变化21年周期主要受太阳黑子活动磁(海尔)周期的影响,气候变化短周期可能受大气环流和El Ni(?)o等的影响。     

西辽河流域近60年来气候变化趋势分析

采用Mann-Kendall法,以实测站点数据为基础,选取降水和气温两个主要气象要素指标,对西辽河流域1951~2006年来的气候变化趋势进行了分析。研究结果表明:1)近60年来,西辽河流域降水量总体呈减少趋势,但趋势不明显。变化序列可以划分为三个阶段:1951~1984年平均降水量呈减少趋势;1985~1995呈增加趋势;1996~今年降水呈减少趋势;三个阶段趋势都不显著。近60年来春季降水变化大,夏、秋、冬三季降水量呈减少趋势,冬季减少明显。2)西辽河流域气温在20世纪90年代以前变化不明显,上世纪90年代至今气温显著增高,目前仍在上升阶段,近60年来全年各月气温都呈显著增加趋势。     

气候变化对干旱缺水区中尺度流域水文过程的影响

基于1997-2003年的气象水文资料,选择了黄土高原泾河流域上游,对半分布式生态水文模型SWIM进行了率定和验证,并以流域历史气象条件为基准,固定其它气候因素不变,针对单一气候因素变化(降水或温度)进行了情景模拟,分析、评价了降水和温度对流域径流量、蒸散量和土壤蓄水量各水文过程的影响。结果表明:流域降水量增加(减少),年径流、蒸散及蒸散分量、土壤蓄水量均增加(减少),且降水转化为各水量平衡分量的比例大小依次为径流量(蓝水)>蒸散量(绿水)>土壤蓄水量;流域温度升高,蒸散及其分量随之增加,但径流和土壤蓄水量则随之相应减少。研究结果对于变化环境下的干旱区流域水资源管理具有一定的意义。     

宁夏南部山区不同耕作方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨在宁南山区推广保护性耕作技术的可行性,2005～2006年在宁夏彭阳县就垄沟、传统、覆膜3种不同的耕作方式的适应性进行试验研究,对比分析了3种耕作方式下冬小麦的生长状况、产量及农田土壤含水量变化的关系。结果表明：覆膜耕作可增加土壤蓄水保墒性能,提高水分利用效率,增产增效明显。对三种耕作方式下作物产量进行分析,覆膜耕作比传统耕作增产46％;垄沟耕作比传统耕作减产71％。覆膜耕作水分利用效率比传统耕作提高了33％;垄沟耕作由于在越冬期垄上冬小麦大面积冻死,不适宜在宁南山区推广。     

植物水分运转影响因子的研究进展

影响植物水分运转的主要因子有气象因子(包括太阳辐射、大气温度、大气湿度、风速、CO2浓度等)、土壤的水分状况、气孔导度、植物叶面积、水分在植物体内的传输阻力等。大量研究表明:植物蒸腾的日变化主要是由气象因子的日变化引起的,而蒸腾的年变化主要与土壤的水分状况、叶面积动态和气候条件有关。此外,组织贮存水和导管的空穴对植物的水分运转也有一定的影响。     

陇东黄土高原光、热、水对冬小麦产量的贡献及水资源开发利用研究

本文对陇东黄土高原半湿润半干旱气候区光、热、水三要素对旱地冬小麦产量的贡献进行了分析 ,得出对冬小麦产量起决定作用的农业气象要素为 :孕穗～成熟期≥ 0℃积温、全生育期降水、开春土壤水库含水量 +返青～孕穗期降水量 ,并建立了回归方程。同时对越冬期土壤水库水分损耗进行了分析 ,提出了减少越冬土壤水分无为损耗的对策 ,并对有效开发土壤水资源的增产效应进行了评估。     

河西走廊干旱区农业气候资源变化特征

以1960~2005年河西走廊地区19个气象站46年的气候资料为基础,运用气候变化倾向率方法对该地区年及春、夏、秋、冬四季的光、热、水等主要农业气候资源要素进行诊断分析,并应用Mann-Kendall方法对主要农业气候资源要素的突变性进行了检测和分析。结果表明,近46年来,河西走廊区域内的气温呈平缓上升趋势,热量资源比较丰富,特别是平均最低气温增温幅度明显,冬季增温大于春、夏、秋季,但总体增温幅度低于我国平均增温水平,温度等热量资源在20世纪90年代中期同步发生突变。降水量变化比较平缓,呈略有增加的趋势,且季节性明显,夏季降水增加的贡献最大,与降水有密切关系的蒸发潜力自60年代起一直呈上升趋势,并在90年代中期发生突变,增速加快,降水蒸发差从70年代起呈缓慢下降趋势,不存在突变现象。太阳辐射与日照时数变化趋势一致,总体呈上升趋势,变化倾向率均为正值,从地域分布上看,北部及中部走廊绿洲区数值增加明显。河西走廊区域内总体的农业气候变化以"气温升高,降水略增、日照增加"为主要特点。文章最后简要分析讨论了农业气候资源的变化给河西走廊农业生产带来的主要影响。     

高寒矮嵩草草甸植物生长季土壤水分动态变化规律

利用2001年和2003年土壤水分观测资料分析了中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站(海北站)矮嵩草草甸土壤水分的日变化、植物生长季期土壤水分的季节变化及垂直变化规律。结果表明:高寒矮嵩草草甸土壤水分的日变化在各季节表现出早晚高,中午低的U型分布变化;在植物生长季土壤水分的季节变化与植物生长、土壤消融与冻结、气候条件等有很大的联系,少降水年与多降水年变化基本一致;土壤水分随土层深度增厚而降低;根据植物根系对土壤水分利用情况将土层分为根系利用层和根系微利用层。     

GSPAC water movement in extremely dry area

Under an extremely arid condition,a PVC greenhouse was built on the top of Mogao Grottoes in gobi area.The results of 235-day constant extraction of condensed water on the greenhouse film and soil water content showed that 2.1 g/(m2·d) groundwater moved up and exported into the soil,and a phreatic water evaporation existed in the extreme dry area where the groundwater is buried deeper than 200 m.After a prolonged export,the soil water content in the greenhouse was not lower but obviously higher than the original control ones.According to the monitored parameters including relative humidity and absolute humidity of soil,and temperature outside and inside the greenhouse,it was found that there is the available condition and mechanism for the upward movement of groundwater,and also it can be sure that the exported water was not from the soil and atmosphere outside the greenhouse.Phreatic water,an important source for soil water,interacts with atmosphere moisture via soil respiration.Soil salinity also has important effects on soil water movement and spatial-temporal heterogeneity.The extremely dry climate,terrestrial heat and change of upper soil temperature are the fundamental driving forces of water transportation and phreatic water evaporation in the Groundwater-Soil-Plant-Atmosphere Continuum(GSPAC) system.     

Land cover changes and the effects of cultivation on soil properties in Shelihu wetland,Horqin Sandy Land,Northern China

Land cover change plays an essential role in the alternation of soils properties.By field investigation and applying satellite images,land cover information in the Shelihu wetland was carried out in an area of 2,819 hm 2 in 1985,1995,2000,2005,2010 and 2011,respectively,in Horqin Sandy Land.A total of 57 soil sampling sites across Shelihu were chosen in wet meadow(CL0),cropland(CL) and sandy land(SL) according to the spatial characteristics of water body change.Soil texture,organic carbon(SOC),total nitrogen(TN) and total phosphorus(TP) contents,electrical conductivity(EC) and pH were measured at the soil depths of 0-10,10-20 and 20-40 cm to examine the influence of agricultural conversion and continuous cultivation on soil properties.The results showed that the study area was covered by water body in 1985,which gradually declined afterwards and then reclaimed rapidly at a mean annual rate of 132.1 hm 2 /a from wet meadow to cropland since 1995.In 2011,water body was drained and the area was occupied by 10.8% of CL0,76.9% of CL and 12.3% of SL.Large amounts of SOC,TN and TP were accumulated in the above depths in CL0.Soil in CL0 also had higher EC and silt and clay fractions,lower pH than in SL and CL.Soil in SL was seriously degraded with lower contents of SOC,TN and TP than in CL and CL0.SOC,TN content and EC in CL decreased with the increase of cultivation age,while pH showed a reverse trend with significance at plough horizon.The agricultural conversion in Shelihu was driven by the comprehensive factors of precipitation reduction,economic development and intense competitions for irrigation water.Continuous cultivation in this process is not sustainable because of SOC degradation and nutrient content reduction.The key point is that conventional tillage and removal of residuals induced further land degradation.Wetland reclamation for immediate economic interests led to greater costs in the long-term environmental restoration in Horqin Sandy Land.     

宁夏半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型土壤贮水量变化分析

气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性,通过农地、林地、草地等土地利用类型0-20cm、20-100cm和20-180cm土壤贮水量的分析,研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似,与降雨具有极大的相关性,都是在土壤解冻后下降,然后随着雨季的到来逐步升高,或者升高后在降低的趋势,主要以＂V＂型为主进行波...     

基于HYDRUS-1D的秸秆覆盖条件下黑土区玉米田土壤水盐运移规律

为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明：秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm³·cm^-3,平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm^-1,平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。