黑龙江省积温时空变化及积温带的重新划分

根据黑龙江省1981-2012年78个气象站点的逐日平均气温资料,运用5日滑动平均法计算≥10℃积温,并对其进行Kiring空间插值分析,研究气候变暖后黑龙江省≥10℃积温的时空变化,选取80％保证率计算黑龙江省各地区积温并对全省积温带进行重新划分.结果表明：（1）黑龙江省1981-2012年年平均气温为3.18℃,呈显著上升趋势（P＜0.05）,气候倾向率为0.21℃/10a;（2）时间分布上,20世纪80年代以来,黑龙江省≥10℃积温呈增加趋势,线性拟合增长率为83.95℃·d/10a（P ＜0.05）,1981-2012年积温均值为2645.39℃·d;（3）空间上,黑龙江省≥10℃积温年代际变化呈显著增加趋势,各积温带北移东扩现象显著;1981-2012年全省大部地区80％保证率下≥10℃积温高于2300℃·d,各积温带大致向北移、东扩了一个积温带.研究结果对黑龙江省农作物的种植区划具有指导作用.     

晋陕蒙地区≥10℃积温的时空变化特征

利用1960-2014年晋陕蒙三省75个气象站逐日平均气温实测数据,采用多元线性回归模型的积温空间模拟方法和气候倾向率法,对晋陕蒙地区1960-2014年日平均气温稳定≥10℃积温的时空特征进行分析。结果显示：（1）从整个分析期来看,1960-2014年晋陕蒙地区日平均气温稳定≥10℃积温总体呈上升趋势,近55a积温增速为74.60℃·d·10a-1,93%的气象站点积温增加趋势显著（P＜0.05）,仅有7%的站点变化趋势不显著。（2）从空间分布来看,分析期内≥10℃积温平均值呈现由低纬度向高纬度、由低海拔向高海拔逐渐减少的规律。（3）从各年代积温线的移动情况看,＜1600℃·d、1600～3200℃·d占的区域面积占总面积比例呈现逐年代降低的趋势;3200～4500℃·d的区域面积占总面积的比例呈现逐年代升高趋势;＞4500℃·d所占区域面积占总面积的比例在1970-1979年、1980-1989年呈降低趋势,在1990-1999年、2000-2014年呈升高趋势。（4）从时段Ⅰ（1960-1989年）和时段Ⅱ（1980-2014年）气候带的变化情况看,中亚热带从无到有,北亚热带、暖温带区域面积逐渐增加,中温带和寒温带区域面积逐渐减少,气候带在气候变暖背景下呈北移西扩的趋势。总体上,≥10℃积温呈现出向高海拔扩张和高纬度北移的趋势。     

华东地区≥10℃积温的时空演变特征

利用1961-2013年华东地区86个气象台站的日平均气温等资料,采用趋势分析法、克里金空间插值法(Kriging)、Mann-kendall突变检验以及Pearson相关分析等方法,分析该区域近53a日平均气温稳定≥10℃期间积温、持续日数、初终日以及积温带的变化特征。结果表明：（1）近53a华东地区日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数呈显著增加趋势,气候倾向率分别为89.71℃-d-10a-1(P＜0.01)和2.96d-10a-1(P＜0.05),二者主要受初日提前和终日推迟的共同影响,且初日提前的影响更大。（2）日平均气温稳定≥10℃积温及其持续日数在空间分布上呈现明显的纬度地带性和垂直地带性特征,其变化趋势均呈现自东向西、自中部向南北两端递减的规律。（3）随着全球气候变暖,华东地区气候带的分布呈现明显的北移东扩,其中南亚热带、中亚热带的面积不断扩大,分别向北移动1.2、2.2个纬距;北亚热带约向北移动1个纬距,面积有所减小;暖温带的面积不断减小。（4）华东热量资源对平均气温的响应主要表现在积温的上升、持续日数的增加、初日的提前以及终日的延迟。     

未来气候变暖对羌塘自然保护区高寒草地牧草青草期的影响

基于5℃界限温度指标,利用羌塘自然保护区附近站点1971−2019年逐日平均气温、降水量和日照时数等资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验方法和R/S分析等方法,分析了近49a自然保护区高寒草地牧草青草期及其水热气候资源的变化特征;预估了在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种排放情景下,未来80a（2021−2100年）牧草青草期的变化,以期了解和预测高寒草地生态系统的动态变化。结果表明：（1）近49a自然保护区平均每10a牧草青草期开始日提早2.81d,终止日推迟2.74d,天数延长5.56d;青草期积温、降水量和日照时数均表现为显著增加趋势,增幅分别为75.86℃·d·10a−1、15.84mm·10a−1和27.58h·10a−1。（2）在年代际变化特征上,20世纪70−90年代各站青草期开始日晚、终止日早、持续天数短、水热条件偏差;21世纪00−10年代截然相反,青草期开始日早、终止日晚、持续天数长、水热资源充沛。（3）M-K法检验显示,青草期开始日、终止日和天数的突变时间分别出现在2006年、1991年和1988年;青草期积温、降水量和日照时数分别在1988年、1999年和1981年也发生了由偏少变偏多的突变。（4）青草期要素的Hurst指数均大于0.5,表明未来青草期开始日提早、终止日推迟、天数延长,积温、降水量和日照时数均增加的变化趋势仍将持续。（5）在RCP4.5排放情景下,未来80a自然保护区牧草青草期开始日提早10d、终止日推迟9d、天数延长17d,这有利于牧草生长,牲畜抓膘,对牧业生产、草地生态系统恢复十分重要。     

黑龙江省近50年降水变化趋势及空间分布特征

依据黑龙江省呼玛、孙吴、齐齐哈尔、富锦、安达、哈尔滨、鸡西和牡丹江8个气象站1960—2012年的降水资料,运用线性回归、Mann-Kendall秩相关检验法和GIS空间插值等方法,分析该区近50多年来降水变化趋势和空间分布特征。结果表明:1)黑龙江省年代际降水表现为2降1升或2升1降30 a左右的周期,且从2012年开始转为多水期;2)除齐齐哈尔、呼玛站和安达站外,多年平均降水量在500 mm以上,降水集中在夏季,约占全年的64%,所有站点多年平均月降水量均呈现单峰曲线变化;3)仅孙吴和鸡西站年降水量呈显著减少趋势;4)多年降水空间分布以孙吴站和牡丹江为中心向周围递减,春季空间分布与多年降水空间分布较为一致;5)黑龙江省南部和北部年降水量均发生2次突变,分别为20世纪80年代初中期和21世纪初期,东、西部不存在明显的突变。研究结果可为该区的降水研究、水资源配置和生产实践等提供参考。     

海河流域近40年来降水和气温变化趋势及其空间分布特征

采用常规线性统计与滑动平均分析方法并结合GIS技术,对海河流域40 a(1960-1999)来降水与气温长期变化趋势进行了分析,并探讨了流域降水与气温空间差异性.结果表明,40 a来海河流域年降水呈下降趋势,而气温则呈上升的趋势,流域降水年际变化较为明显,年降水量极值比为2.31,变差系数Cv值为0.18;流域气温年际变化不太明显,年均气温极值比为1.32,变差系数Cv值为0.06.流域降水与气温存在明显的地区差异,总的趋势是降水由太行山、燕山迎风区分别向西北和东南两侧减少,气温从东南向西北降低.     

三峡库区土壤侵蚀空间分布特征

结合三峡库区的区位特征和数据获取条件,对RUSLE模型的因子算法进行相应修正,最后基于GIS评估库区土壤侵蚀风险及其空间分布特征。结果表明:1)库区年均土壤侵蚀量为1亿8 359.43万t/a,平均土壤侵蚀模数为31.85 t/(hm2.a),水土流失面积占库区土地总面积的66.97%;2)库区土壤侵蚀强度与高程梯度间无直接线性关系,中度以上侵蚀主要分布在500～1 500 m高程带上,其中极强烈、剧烈侵蚀在500～1 000 m间出现频率最高,这应该与该区域强烈的人类活动有关;3)库区土壤侵蚀强度与坡度呈显著正相关,中度以上侵蚀在15°以上坡度带的发生频率急剧增加,其53.74%的面积比例贡献了89.06%土壤侵蚀量;4)库区土壤侵蚀强度在不同坡向上表现为半阴坡>正阴坡>半阳坡>正阳坡,阴坡的侵蚀量稍大于阳坡,占库区总侵蚀量的56.63%。说明500～1 500 m高程带、>15°坡度带以及阴坡是库区发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。     

山地丘陵地区乡村聚落的空间分布特征

通过景观指数分析、空间自相关性分析、空间分析,以桃源县为例,对山地丘陵地区乡村聚落的空间分布特征进行研究。结果表明:桃源县乡村聚落密度及其用地规模的空间分异特征显著,聚落总体形状较为简单,其中沅水、白洋河、延溪流域的乡村聚落形状相对较为复杂,规则性不强。桃源县各乡村聚落之间距离的空间分布格局特征并不明显,聚落之间的联系紧密,且水域对聚落空间分布的影响程度较强,最邻近道路距离的空间分布格局特征并不明显。桃源县的乡村聚落规模、形态结构、聚落与水域邻近度的空间特征显著,其空间关系差异显著。     

西安市水土流失空间分布特征与管控空间划分

城镇规模的快速发展是引发城市水土流失的关键因素。以西安市为研究区域,计算了各区县土壤侵蚀面积并进行了强度等级划分,分析了水土流失在空间上的分布特征并进行预测,识别出需要重点监管的区域。结果表明:西安市年均土壤侵蚀量为278.49万t,年均土壤侵蚀模数为176.74 t/(km^2·a),微度侵蚀和轻度侵蚀占总侵蚀面积的99.76%,中度侵蚀以上面积仅占0.24%;未来情景下西安市各区域土壤侵蚀模数主要分布在0~200 t/(km^2·a),其中建成区和发展区土壤侵蚀面积分别为65.37,302.19 km^2;水土流失空间管控与重点区域主要分布在高陵区、鄠邑区、长安区和临潼区等地区。随着城市建设与发展的完善,西安市重点管控区的面积也在发生变化。     

华北区域近50年气候态类型变化分析

应用1961-2009年近50a华北区域均一化观测资料,分析该地区气候变化趋势,并结合柯本气候分类法,研究该地区气候态类型变化特征。结果表明:1961-2009年,华北区域平均增温幅度为0.44℃/10a,降水量呈减少趋势,减少幅度为9.3mm/10a。空间变化趋势表明,华北区域全区均呈增温趋势,其中,内蒙古中部和东部、河北南部的部分地区升温最为明显,超过0.6℃/10a。华北区域年均温0℃和5℃等值线在2000-2009年较20世纪60年代有较明显的北移现象,尤其在内蒙古中部地区更为明显。近50a华北区域250mm降水分界线有较大波动,主要集中在内蒙古东北部锡林郭勒至呼伦贝尔地区,近10a等值线东移最为明显,表明降水明显减少。柯本气候分类法分析表明,1961-2009年,华北区域气候呈现了暖干的变化趋势,部分站点从非干旱-干旱气候类型变化到干旱-半干旱气候类型,主要集中在内蒙古中部和山西北部地区,但华北区域整体的气候带和气候类型没有发生根本性的变化。     

北方农牧交错带农林牧业生产结构类型空间分异特征研究

利用1996—2000年统计资料的11项指标,采用典型相关分析(CCA)方法,以中国北方农牧交错带为例,对其农林牧业生产结构类型的空间分异特征进行了分析。首先,确定了以种植业比重、林业比重、牧业比重为自变量组,其余指标为因变量组;其次,利用CANOCO4.5和CANODRAW4.1软件,将研究区划分为偏农、偏林、偏牧、农牧、牧农等5种农林牧业生产结构类型;最后,结合GIS技术,分析研究区农林牧业生产结构的空间分异特征。研究结果表明,由东南向西北,5种类型分布大体为偏农型、农牧型、牧农型、偏林型和偏牧型。     

中国省域水资源生态足迹格局均衡性研究

以水资源生态足迹格局模型为基础,通过基尼系数及其分解和重心迁移分析来衡量水资源配置的均衡程度和均衡性的动态演变过程。结果表明:（1）水资源生态压力保持“北高南低”格局,水资源经济效率高效区域主要集中于长江经济带、环渤海经济区、东南沿海地区和京津冀区域周边;（2）水资源生态压力总体基尼系数长期逼近于0.4的均衡性警戒线,地区间水资源生态压力差异较大。水资源经济效率总体基尼系数整体较低,我国水资源生态足迹与承载力不甚匹配,与GDP则较为匹配;（3）2006—2015年水资源生态压力的重心位于中国地理重心东北部,且有往东迁移的趋势,水资源经济效率的重心位于中国地理重心东南部,且有向西南部迁移的趋势。     

基于GIS与RS的北方农牧交错带宏观生态背景分异研究

提出了用数据挖掘中的预测技术进行黄土湿陷性评价。根据实际工程资料建立黄土物理力学数据库,用BP算法建立预测模型。实例分析表明,预测湿陷系数所得的湿陷量计算值精度可达89%,这说明黄土湿陷性的智能化评价方法具有可行性和实用性。     

我国北方低山丘陵易旱区薪材资源开发技术体系的研究

本文报道了我国北方低山丘陵易旱区薪材资源开发技术体系的研究结果。采用水平槽回填土工程整地技术,可拦蓄天然降水,使荒山造林成活率达到93.4％;采用人工断根促萌技术和实施矮林作业经营方式改造低产刺槐林,可分别增加地上部生物量21.5％和69.1％;改造山地油松纯林为复层混交林,可获薪材190kg/(亩·年);在河滩地杨树用材纯林行间混栽固氮灌木——沙棘,可获薪材325kg/(亩·年);追施磷肥可使三年生刺槐薪炭林生物量增加29.8％;实施人工接种根瘤菌及根瘤菌与菌根菌(VA)联合接种技术,可使刺槐幼林生物量增加29.8～48.6％。     

西部地区荒漠生态系统空间分析

土地荒漠化是困扰人类发展的主要问题一，荒漠生态系统是荒漠化地区可持续发展的基础。以资源环境数据库中的植被空间分布信息为本底，结合最新的调查和遥感资料，利用地理信息、遥感技术和统计手段，对中国荒漠生态系统的空间分布格局进行了详细的分析。中国的荒漠生态系统可以分为5个基本类型，15类生态系统，在海拔、经向和纬向的分布上都存在一定的规律性。在研究各类荒漠生态系统空间分布特征的基础上，分析了荒漠化生态系统的总体特征。     

陇东黄土高原土地利用空间格局研究

运用多种数学模型对位于黄土高原陇东地区的土地利用空间格局进行定量分析,找出了各地区土地利用存在的差异,这种差异与其所处的地理位置、地形地貌、经济水平及历史文化等密切相关。因此,在土地利用方面,对经济发达的塬原区,应防止农业用地的流失;对经济落后的丘陵山地,应努力提高林业的多种效益。     

中国粮食作物气候资源利用效率及其提高的途径

计算出全国粮食作物气候物资源利用效率，并提出热量效率概念。中国粮食作物光能利用率平均为0．14％，热量利用效率平均为0．87kg/( ℃.d).hm^2），降水量利用效率平均为5.25kg/mm.hm^2。粮食作物气候资源利用效率的地区性差异明显，北方高于南方、光、热、水资源利用效率有不同的特点，光、热、水的数量、分配与作物需求较协调的地我利用效率高。光、热、水条件有相互制约利用效率的作用。复种提高了全年气候资源利用效率，提出了粮食作物气候资源利用效率的途径。     

东北地区近46年玉米气候资源变化研究

利用东北3省70个基本气象站1961—2006年逐日日平均气温、日最低气温资料,计算分析各年代80％保证率下≥10℃初日、初霜日、生育期天数、≥10℃有效积温及玉米不同品种的布局变化。结果表明：与20世纪60年代相比,玉米气候资源在2001—2006年增加较显著。≥10℃初日除大兴安岭漠河外其它地区普遍提前了2～10d;初霜日除大兴安岭地区提前5～20d,小兴安岭和辽宁省变化不明显,其它地区普遍推迟5～10d;生育期天数除大兴安岭北部减少10d左右,吉林省北部变化不明显,其它地区普遍增加了10d左右;≥10℃有效积温除大兴安岭变化不明显,其它地区普遍增加200～400℃·d。在玉米适宜生长区域内适宜播种期较60年代普遍提前了2～10d;不同品种熟型玉米分布界线在2001—2006年北移东扩很显著,小兴安岭可以种植极早熟品种,三江平原成为中熟和中晚熟品种区域,松嫩平原南部亦可种植晚熟品种,长白山地带以前不能满足玉米生育热量条件的区域,也可以种植早熟品种了。     

基于华北地区气象指数SPI干旱时空分析

干旱是全球范围内影响最广的自然灾害,近年来,华北地区几乎每年都有不同程度的干旱发生,旱情持续时间长,影响范围广,作物受旱程度十分严重,甚至出现连年干旱情况,影响较为巨大。依据1998—2017年气象降水资料,计算标准化降水指数（SPI）,采用SPI栅格化处理和时间序列相结合的方法从SPI的年、月时序变化和空间尺度的季节性干旱演变分析了华北地区这20年的干旱时空变化特征。结果表明:（1）华北地区1998—2017年干旱发生频繁,在年与年之间发生干旱的程度和范围有所不同;（2）干旱主要发生在春、夏、秋3个季节,春、夏旱发生频率较高;（3）河南、山西、山东部分地区春旱较为严重,华北地区夏旱面积最广。