近50年来铜川市气候变化特征分析

基于铜川气象观测站的气象观测数据,利用线性倾向率、线性拟合方程Mann-Kendall非参数检验等数理统计方法,对铜川市1961~2008年间的气温和降水进行详细分析,结果表明:1)近50年来,铜川市气候增温显著,各季气温增幅不一,冬季增温最大,为0.282℃/10 a,春季次之,为0.279℃/10 a,秋季增幅最小,为0.125℃/10 a。1990年代以后增暖趋势表现最明显,21世纪初增幅最大。2)近50年来铜川市全年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-11.348mm/10 a,其中:冬季和夏季降水量呈增加趋势,而春季和秋季呈缓慢减少趋势,但降水的减少趋势大于增大趋势,总体降水量减少。3)铜川市平均气温在1990年代后期发生了由低温到高温的突变,而降水没有发生突变,表现出在波动中减少的特点。     

近60年科尔沁沙地的气候变化

处于季风边缘带的科尔沁沙地气候变化具有复杂性和敏感性特征,文中采用线性倾向估计、非参数检验等方法探讨了其变化规律。结果表明:近60年研究区的年均气温呈上升趋势,变化速率为0.37℃/10a,尤其是20世纪80年代中后期以来增温趋势更为明显。且年际极端最高、最低气温也呈上升趋势。在季节变化中,春、冬季增温明显,夏季和秋季变化略小。而年降水量呈稳中有降的总趋势,变化速率为-13.54mm/10a。且年际、季节的降水日数也出现减少趋势。在季节变化中,除了春季以外其它季节均有减少趋势,与SPI变化一致。气温与降水量总体上呈负相关关系,即气温上升与降水的减少相对应,因而该区气候变化呈暖干化总趋势。夏季气候变化与东亚夏季风强弱有一定联系。     

山东省近54年的气候变化特征及旱涝灾害响应分析

根据山东省33个气象站点1960—2013年的气温和降水资料,运用趋势线法、Mann—Kendall突变检验、Z指数法、马尔可夫模型等方法分析了山东省的气候时空变化及旱涝灾害响应特征。结果表明:(1)山东省的气温总体处于上升趋势,春、夏、秋、冬季都有增温趋势,冬季最为明显。20世纪90年代以来升温显著,气温突变点是1991年,1991年前为冷期,后为暖期。在空间上,年均温呈现出从东向西递增的变化规律,气温倾向率空间变化相反。(2)山东省的降水量总体呈现减少趋势。夏季降雨量减少幅度最大,春冬季有增湿现象。在空间上,年降水量呈现出从东南向西北递减的趋势,降水倾向率空间变化相反。(3)气温突变后,极端旱涝事件减少,正常和偏旱事件增加,山东省的状况由以涝灾为主转变为以正常和旱灾为主。旱灾在空间上由东南向西北加重,涝灾相反。运用马尔可夫模型预测,近时期2014—2022年,山东省的旱涝状况以正常状态概率最大,在较远的未来年份预测中,正常状态概率也大于旱灾和涝灾状态概率。     

科尔沁沙地近300年旱涝时空分布特征研究

科尔沁沙地位于季风气候边缘,旱涝气候演变剧烈。本文利用历史文献资料和实测的降水资料,对科尔沁沙地近300年旱涝气候演变规律进行了较周详地探讨与研究。运用旱涝指数、确定了区域旱涝等级,分析与论述了区域旱涝阶段和相对湿润期、干旱期出现的规律和地域分布特征。     

中国天山山区近40a来的年气候变化

依据中国天山山区8站1959-2000年的气温降水资料,建立天山山区年平均气温、年降水量序列,利用距平分析、滑动平均、最大熵谱、经验正交、线性回归等方法,分析天山山区近40 a来气候变化的基本特征,结果表明:①天山山区年平均气温存在4暖3冷的冷暖变化阶段,最冷年与最暖年分别是1984年和1998年,其变化具有3 a和6 a的显著周期;天山山区年降水量具有3多3少的干湿变化阶段,降水最多年与最少年分别是1998年和1997年,年降水量变化具有2,4,9 a的显著周期.②天山山区年平均气温最主要的空间分布特征是大西沟、巴音布鲁克年平均气温与其余6站呈反向变化,其次是除新源外,其余7站年平均气温呈同向变化;天山山区年降水量的最主要空间分布特征是8站降水的同向变化,其次为昭苏、新源、大西沟、巴音布鲁克、巴伦台年降水与小渠子、天池呈反向变化.③20世纪60-80年代,天山山区年平均气温与30 a平均值相同, 90年代升温达到0.6 ℃;从60-90年代天山山区年降水表现为持续增多;90年代是4个年代中气温最高、降水最多的年代.④近42 a来,天山山区年平均气温存在着明显的线性升温趋势.     

科尔沁沙地沙漠化过程中植被与土壤退化特征的研究

选择科尔沁沙地沙漠化严重地区相邻地段的固定沙丘、半固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘为对象,对土地沙漠化过程中植物种类消长、物种多样性、生活型结构及土壤理化性质和生物活性的变化特征进行了分析。结果表明:沙漠化过程是一个物种多样性衰减的过程,沙漠化导致大多数原生性物种消失。从生活型来看,地面芽植物受沙漠化影响最大。沙漠化过程中土壤养分严重丧失,土壤微生物量C、N、P,以及土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、脱氢酶和硝酸还原酶的活性均随沙漠化程度的加剧而大幅度下降。土壤生物活性对土壤沙漠化比较敏感,在固定沙丘到半固定沙丘的转化过程中土壤生物活性和物种多样性下降最快。     

基于退耕还草背景的科尔沁沙地土地利用景观格局分析

以2000、2005年的土地利用矢量数据为基础数据,选用生态意义较明确的景观特征指数,从区域和旗县2个尺度,定量分析了科尔沁沙地实施退耕还草工程5年间土地利用景观格局的变化态势,并揭示了土地利用景观格局变化对区域生态环境的影响。结果表明:⑴退耕还草5年间,科尔沁沙地的水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地和高覆盖度草地景观的面积及空间分布的连续性趋于增大,而沙地、盐碱地、水域及沼泽湿地景观的面积及空间分布的连续性趋于减小;各旗县景观斑块类型的变化趋势不尽相同。⑵退耕还草5年间,科尔沁沙地的景观多样性降低0.97%,景观优势度增大3.08%,景观破碎化程度降低2.00%,整体景观组成趋于简单;各旗县景观结构的变化趋势不尽相同。⑶退耕还草5年间,科尔沁沙地旱地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著负相关(P=0.008,r=0.674,n=14),而高覆盖度草地面积变化率与生态环境指数变化率间呈显著正相关(P<0.001,r=0.876,n=14),表明科尔沁沙地实施退耕还草工程期间,风蚀严重的旱地的退耕和高质量草地的建植是提高区域生态环境质量的关键。     

山西黄土高原近50年来气候暖干化研究

根据山西省4个具有代表性的气象站点自建站以来到2005年的降水量与气温资料,应用线性回归与趋势分析方法,研究了山西黄土高原近50年来的气候变化。研究得出:山西省近50年来气候总体上具有暖干化的特征,年平均气温呈波动上升趋势,其增长率为0.032℃/a,高于全球近百年的平均值(0.005℃/a),也明显高于陕甘宁地区近50年来的平均值(0.0194℃/a);最冷月(1月)比最热月(7月)增温速率高;年平均气温以70年代中期为界,将山西省气候分为冷、暖两个时期,前为冷期,后为暖期;年平均降水量呈波动减少趋势,其减少率为1.635mm/a;年平均降水量同样以70年代中期为界,之前为相对丰水期,之后为相对枯水期。     

近34年来内蒙古杭锦旗气候变化的主要特点分析

气候变化是影响区域生态环境演化的重要因素,文中对内蒙古杭锦旗的气候变化的主要特点进行了初步分析。结果表明：内蒙古杭锦旗气温呈现明显的上升趋势,其中20世纪90年代上升幅度最大,高出多年平均水平1.23℃。杭锦旗的降水量呈现上升趋势,其变化倾向率为2.47mm/10a,而蒸发量则出现减少趋势,其变化倾向率-52.87mm...     

土地利用类型变化对沙漠化过程的影响——以科尔沁沙地为例

以内蒙古奈曼旗1975,1985,1995年和2005年4期遥感影像为信息源,在3s技术支持下,对不同时期土地利用及各类型沙地的动态变化进行分析.结果表明:耕地和沙地是土地利用的主要类型,分别占总面积的40.33%,40.14%.近30年来,林地、耕地的增加幅度最大,分别由22827 hm2,207493 hm2增加到121375 hm2,331442 hm2.草地减少幅度最大,南120 75l hm2减少到13 299hm2,主要土地利用转移方向为:草地转化为耕地,沙地转化为耕地,耕地转化为林地.从沙地的空间格局特点来看,沙地占研究区总面积的40%以上,其中以固定沙地的分布为主,在50%以上.从变化趋势来看,沙地面积呈下降趋势,沙漠化程度指数由O.24下降到0.19,沙漠化过程正处于全面逆转期.沙漠化的逆转主要表现为沙地向耕地和林地的转化,沙漠化的发展主要表现为草地和耕地向沙地的转化.     

全球气候变化下黄土高原泾河流域近40年的气候变化特征分析

全球气候变化对于农业生产活动和生态环境保护有着深刻的影响。本文用时间序列分析中的距平曲线和短期预测方法分析了泾河流域内14个气象站点1960~1999(1971-2000)年气温和降水量的变化趋势,并用简单气候偏差指数计算了逐年的降水量变差;同时用变异系数计算了14个站点1960~1999(1971-2000)年的降水量年际变差。结果表明:近40年来14个站点的年均温度呈现明显的上升趋势,平均增温0.7℃略高,年平均增温率为0.0225℃/a;年降水量呈现微弱的减少趋势,但是波动幅度和变异系数都在增加,降水量年际间偏差呈现先减少后又增加的趋势。年内气候变化的趋势变化表现为:冬季温度升高;春季、夏季降水量占全年的百分比有显著增加趋势,而秋季降水所占的百分比显著减少。最后分析了全球变化背景下泾河流域近40年来气候出现的这种暖干化趋势对流域农业生产和生态环境的可能影响,可为相关部门调整农业结构、种植结构,优化种植模式等决策提供指导。     

1951-2012年科尔沁沙地气温、降水变化特征

科尔沁沙地是中国沙漠化典型区域,生态与环境问题突出,研究其驱动力之一的气候变化特征十分必要.利用1951-2012年62 a气温和降水资料,对科尔沁沙地空间和区域平均气温、降水变化特征进行了分析.结果表明:空间多年平均气温以开鲁、通辽为中心向东西方向递减,自北向南逐渐升高,且各站点均呈显著增加趋势;空间多年平均降水量以开鲁、阿鲁科尔沁旗为中心向四周逐渐增加,除库伦站降水量显著减少外,各站点降水量变化均不显著.区域平均气温上升速率为[0.319℃·(10a)-1],区域平均最高气温的上升速率[0.223℃·(10a)-1]低于区域平均最低气温[0.525℃·(10a)-1],春季气温增幅最大,冬季次之.最低气温的升高可能是导致总体气温上升的主要动力之一.区域平均降水量年际间波动较大,但总体无明显变化趋势;各季节区域平均降水量均无显著变化.年区域平均降水量与年区域平均气温、夏季区域平均降水量与夏季区域平均气温呈显著负相关,整体呈阶段性对称变化.     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿灌丛下土壤水分对降雨响应的空间变异性

采用地统计学的方法,研究了科尔沁沙地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛下土壤水分对降雨响应的时空变化规律。结果表明:降雨后第1,5,10,15 d的4次土壤水分测定中,锦鸡儿灌丛下表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤水分随着时间的延续均逐渐降低;表层土壤水分首先是外围大于灌丛内部,然后达到内外基本一致,最后灌丛内高于灌丛外;亚表层土壤水分一直是外围高于灌丛内部。4次测定的土壤水分含量均能较好地拟合成变异函数的理论模型。两层土壤水分除第4次表层在本研究范围内不具有空间自相关性外,其他的均具有较强的空间自相关性。4次测定中,表层土壤水分含量的变程均小于亚表层,表层土壤水分的空间依赖性小于亚表层。     

防护林对科尔沁沙地耕地土壤理化性质的影响

为了探究防护林对不同地貌类型耕地的影响,选择科尔沁沙地奈曼旗境内坨耕地和甸耕地,对比分析了在有、无防护林情况下坨耕地和甸耕地土壤理化性质及其变化特征。结果表明：① 有防护林耕地土壤理化性质优于无防护林耕地;② 防护林对坨耕地的影响大于甸耕地,其影响在样点1、样点2和样点3都有显现,且在样点1和样点2较为突出,而防护林对甸耕地的影响只在样点1较为明显。     

科尔沁城镇化过程对沙地景观的影响

城镇空间扩展所表征的城镇化过程及其对区域景观的影响,是景观生态学研究中的重要方向之一,也是景观生态学中格局-过程研究的重要组成部分。以1985—2013年遥感数据为基础,GIS技术与景观格局分析方法为手段,采用主要指标构建的城镇化指数定量分析了城镇化过程对科尔沁沙地景观的影响。结果表明:近28 a来,区域城镇化发展较快,年均提高0.64%,并呈现阶段性特征,研究区景观变化明显。在斑块水平上,农田、固定沙丘、林地、居工地的面积增加,其余景观类型的面积减少;农田、居工地与林地的破碎化程度增加;农田、固定沙丘最大斑块面积增加最显著,在区域中的优势作用增强。在景观水平上,区域景观破碎化程度减轻,空间集聚程度增加,景观类型组成趋于简单。区域内城镇化过程对不同类型景观的影响存在差异性,其特征表现为城镇化对农田、居工地的影响最大,对其他类型景观的影响较小。城镇化指数与斑块数量、散布与并列指数、香农多样性指数之间存在显著的负相关关系,城镇化指数与蔓延度指数为显著的正相关关系,表现为研究区景观破碎化程度、空间散布程度、异质性均随城镇化水平提高而减小,反映出城镇化与景观变化存在一定的内在联系,选取的景观指数能够反映城镇化过程对区域景观的影响。     

科尔沁西部乌兰敖都地区气温与降水关系分析

利用科尔沁沙地西部乌兰敖都地区1981-2004年气象资料,分析气温和降水关系.结果表明,气温呈上升趋势,降水量呈相反趋势.各季节气温升高的月份正是降水量减少的月份,同时,降水量增加的月份正是气温降低的月份.春、冬季气温有逐渐回升的趋势.年降水量波动较大,5～9月降水(279.2 mm)占全年降水量的87.7%,同期平均降水日数(52.3 d)占年降水日数的70.3%.约有80%的最长干旱持续期出现在冬春两季.夏季和全年的降水量与其平均气温呈显著负相关 (P<0.05),秋、春、冬季降水量与气温相关性依次逐渐减小.24 a来降水量总体下降的趋势可能与1999-2004年年降水量低于多年平均降水量有关.     

沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应

为研究沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应过程,于2016年4月中旬利用40个2m×2m×2m的混凝土样方池,通过人工增雨及遮风网降低风速的方法开展模拟控制实验。结果表明:①风速、降水以及两者的协同作用对萌发物种数无显著影响(P> 0. 05)。风速降低20%和降水增加60%使种子萌发物种数与对照相比分别增加4.9%和1.3%;风速降低20%条件下,自然降水和降水增加60%均可使种子萌发物种数增加7. 2%。②不同降水处理会使植物幼苗密度大幅度降低、高度波动变化;风速降低可以较显著地促进沙地植物幼苗生长高度,特别是优势植物猪毛菜(Salsola collina)、大果虫实(Corispermum macrocarpum)的生长高度(P <0.01)。在自然风速条件下,降水增加30%明显促进猪毛菜幼苗高度生长,降水增加60%则相反;风速降低20%条件下,降水增加60%可以大幅度的促进雾冰黎(Bassia dasyphylla)幼苗的生长高度;风速降低40%与降水增加30%和60%的协同作用使雾冰黎、猪毛菜和大果虫实幼苗的生长高度均明显降低。③不同风速和降水处理对植被的Simpson优势度指数(D)、香浓–威纳多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)无显著影响(P>0.05)。以上研究结果表明:降水增加30%对种子萌发阶段物种丰富度的抑制作用较大;与降水相比,风速是沙地植物幼苗生长高度的主要影响因素,并且自然降水条件下,风速降低40%可以使沙地植物幼苗生长高度最大限度地增加;沙地植被物种多样性指数对降水及风速的变化不敏感,这说明科尔沁沙地生态系统群落结构相对较为稳定。     

气候变化对科尔沁沙地木本植物物候期的影响

物候现象是气候变化的敏感指示器,基于物候资料分析气候变化对科尔沁沙地木本植物物候的影响,对于林业生产实践具有重要的指导意义。利用开鲁农牧业气象观测站1983—2012年小叶杨和榆树物候观测资料及同期气候数据,采用线性倾向估计、Pearson相关系数等方法,分析气候变化对科尔沁沙地小叶杨和榆树物候期的影响。结果表明:(1)1983—2012年,研究区增温明显,气候倾向率0.501℃·(10a)-1;日照时数平均每10 a增加109.65 d。(2)近30多年来,科尔沁沙地小叶杨和榆树花芽开放期"先提前后推迟"特点明显,落叶末期相对稳定。生长季呈相对缩短趋势,平均生长季长度分别为198 d和209 d。(3)气温是影响小叶杨和榆树花芽开放期的关键气象因子;落叶末期对日照时数较为敏感。