GRACE重力卫星监测新疆干旱特征

新疆地处亚欧大陆中部,远离海洋,对全球变化响应敏感。文中利用GRACE重力卫星数据反演得到整个新疆地区的区域月均水储量变化量,基于该水储量变化数据,得到区域旱涝指标-相对水储量指数。利用相对水储量指数对新疆2002年8月-2013年7月的干旱情况进行了分析,研究结果表明:GRACE方法反演的干旱特征与标准化降水指数(SPI)的结果基本一致;新疆2002年8月-2013年7月期间共发生了7次干旱事件,其中2008.04~2009.12干旱程度最严重,与近十年新疆干旱灾害实际情况相符合。GRACE为干旱监测提供了一种新的方法,具有良好的应用前景。     

新疆天山山区TRMM卫星降水数据的复合校正方法

在新疆天山山区,利用重建时间序列后的NDVI和DEM数据,基于人工神经网络对TRMM3B43月降水数据进行了校正。并采用研究区25个站点实测降水数据对仅考虑地理因子校正后的TRMM值与同时考虑地理因子和NDVI进行校正后的TRMM值分别进行精度检验,结果表明:仅考虑地理因子校正后的TRMM数据的校正效果明显,同时考虑地理因子与NDVI进行校正后的TRMM数据效果更好,R2显著提高,δ和RMSE明显降低。对于单个站点而言,仅考虑地理因子校正后的TRMM数据和综合考虑地理因子和NDVI校正后的TRMM数据精度大部分有所提高,个别站点与实测值之间有一定差异,降水量相对较小的站点差异较明显。     

中国天山山区风速变化特征

利用天山山区27个气象站1960～2009年日平均风速、日平均气温、日最高和日最低气温等资料,运用一元回归分析法、IDW空间插值法、Mann-Kendall突变检验法和Matlab7.0软件,对天山山区风速的时空变化,突变年份和周期变化进行分析。结果表明:天山山区风速年际变化倾向率为-0.013m.s-1a-1,表明该区的风速呈明显减小趋势,比全国风速的减小更显著;四季的风速减小变化趋势也都比较显著;年风速自60年代逐渐减少,2000年以来减小幅度略有下降。风速突变检验显著,年及夏、秋季检验一致,在1980年发生突变;年风速距平序列在11年左右的振荡最为明显,其次是3年,由于时间序列较短,风速变化还可能存在更长的周期变化。     

新疆天山地区日照时数的气候特征

基于1961-2008年新疆天山地区23站日照时数的逐日资料,使用一元线性方程和M-K检验等统计方法,分析天山地区日照时数的时空变化特征。结果表明：①日照时数的气候分布存在明显的空间差异,呈东多西少,南多北少的分布特征。②区域平均日照时数均呈减少趋势,尤其在冬季和夏季。③四季除春季外日照时数均存在明显的年代际变化特征,...     

近期天山北坡经济带土地利用变化时空特征分析

土地利用 /土地覆盖变化是区域生态环境演化的一个重要因素。近年来 ,经济发展、人口增长和城镇化速度的加快 ,对天山北坡经济带内土地资源的利用方式产生了深远的影响。本文应用 RS和 GIS技术 ,对经济带 2 0 0 0年和 2 0 0 2年 Landsat TM卫星影像进行解析 ,分析经济带土地利用现状及土地利用动态变化特征 ,并探讨土地利用变化的驱动因素。结合野外调查验证 ,文章还指出该区域由于土地利用方式的变化所引起的生态环境问题 ,并提出了相应的对策建议     

天山山区近40年冬季降水变化特征与南、北疆的比较

利用新疆 1 95 9～ 1 998年的冬季降水资料 ,本文首先分析天山山区近 40年来冬季降水的干湿变化阶段 ,极值年份及其降水距平 ,显著周期 ,空间分布特征和年代际变化特点 ,进而与南疆、北疆进行比较 ,并得出了一些重要的结论。     

近40年天山北坡经济带热量资源时空变化特征研究

利用天山北坡经济带11个气象台站1971—2010年年平均气温、无霜期、≥10℃积温的资料,使用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验、t-检验和IDW插值对天山北坡经济带的热量资源的时空变化特征进行分析。结果表明:近40年天山北坡经济带的年平均气温、无霜期和≥10℃积温分别以0.4℃·10a-1、3.2 d·10a-1及87.2℃·d·10a-1的倾向率上升,并均在20世纪90年代发生了突变,突变年后比突变年前年平均气温增加了1.1℃,无霜期增加了8 d,≥10℃积温增加了239.4℃·d-1,而且随着年代的增加,年平均气温、无霜期和≥10℃积温的增加趋势更加显著。空间上天山北坡经济带的热量资源具有显著的区域差异,年平均气温、无霜期和≥10℃积温均呈现西北部高东部低的分布格局,并随着时间的变化年平均气温、无霜期和≥10℃积温的高值区已由原来的乌苏市、克拉玛依市向西扩展到精河以西广大地区,低值区范围缩小至玛纳斯县、呼图壁县周围一带。中东部地区的昌吉市、米泉市、阜康市等县市的热量资源的增加速率均高于中西部地区,其中昌吉地区热量资源增加最为显著。     

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州大气降水时空变化特征

利用新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州气象观测基本(准)站1960—2011年的降水观测资料,采用线性回归分析、趋势分析、突变检验和小波分析等方法,对降水量变化特征进行分析。结果表明:近52 a克孜勒苏柯尔克孜自治州年降水量均呈现一致的增加趋势。就年际变化而言,平原区阿图什站的降水量自20世纪末增加较为明显;山区乌恰站和阿合奇站降水量呈现快速增加趋势,在进入90年代后各地多极端天气气候事件;阿图什和乌恰站的降水变率较大,阿克陶和阿合奇站降水变率较小,各个观测站四季降水变率均在0.3以下,表明降水稳定;平原站年降水量序列在20世纪80年代末和21世纪初发生了2次明显的突变,突变时间点分别为1987年和2000年,山区站年降水量序列在20世纪90年代初发生了由少到多的突变,突变时间点为1994年;小波分析结果显示:克孜勒苏柯尔克孜自治州平原地区降水存在着3 a、7 a和8 a左右的振荡周期,而山区存在着8 a和4 a左右的振荡周期。     

全球变暖背景下天山地区近地面水汽变化研究

利用天山地区44个站1961-2009年水汽压数据,采用线性趋势估计、距平分析、Mann-Kendall趋势统计突变检验和功率谱等方法,分析天山地区近地面水汽变化及其与区域气候变化的关系。结果表明：天山地区近49 a来水汽总体呈增多趋势,年和四季水汽变化具有年际和年代际差异,最大增多趋势均出现在20世纪90年代中后期至21世纪初,最小值出现在70年代中后期和80年代中期,最大值出现在21世纪初。突变和周期分析得出,水汽年变化与西北地区气候变化趋势具有明显一致性。年降水变化与水汽相关最高,温度和青藏高原指数次之,其他因子相关一般。     

天山山区及周边地区水汽含量的计算与特征分析

利用1976-2009年天山山区周边伊宁、库车和乌鲁木齐3个探空站实测资料,计算逐月平均水汽含量,并建立了与地面水汽压的关系式;利用这个关系式计算了天山山区及周边地区1961-2009年44个站水汽含量,分析了水汽的时空分布特征及其与降水量的关系。结果表明：①天山山区及周边地区水汽含量有3个高值区,主要分布在天山北麓的河谷平原地带和吐鲁番盆地,水汽含量在12~21 mm;南天山及东部的阿克苏地区、库尔勒地区和东天山南部的哈密地区是水汽含量的次高值区,水汽含量在5~13 mm;而中天山和东天山是水汽的低值中心,水汽含量在4~8 mm。② 水汽含量的月际变化呈单峰型,夏季最大,冬季最小,季节变化非常明显;其中2-7月为增长期,3月增长率最大,7月最小,增长率分别为65.8%和17.6%,而8月到次年1月为递减期,12月减少率最大,8月最小,分别为38.5%和7.8%。 天山山区内部月均水汽（7.83 mm）低于全区平均水平(10.51 mm),其中西天山月均和夏季水汽含量均最高,分别为9.88 mm和18.94 mm。③ 49 a间水汽含量年代际变化较小,1986年以后变化波动大且上升趋势明显。④ 水汽和降水量并不具有很好的对应关系,而呈现区域差异。
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天山野生果树主要病害及其分布

在对新疆天山山区的野生果树资源进行研究的同时，根据资料和野外调查，报道了在新疆野苹果（Malus sieuersii)，野杏（Armeniaca vulgaris)、野扁桃（Amygdatus ledebouriana)、野核桃（Juglans regia)、野生樱桃李（Prunus cerasifera)、野欧洲李（Prunus domestica)、稠李（Padus racemosa)、欧荚Mi(Viburnum opulus)、准噶尔山楂（Grataegus songarica)、茶蔗子（Ribes spp.)、黑果悬钩子（Rubus caesius)、黑果小檗(Berberis heteropoda)等十余种主要野生果树中常发生的29种病害以及分布等特征。     

基于GIS的山地自然遗产露营适宜度分析——以新疆天山遗产库尔德宁为例

露营作为一种生态旅游形式,是世界遗产地等保护区内珍贵资源开发和利用的重要手段之一.基于新疆天山世界遗产库尔德宁片区遥感影像、基础地理信息和实地调查等数据,通过层次分析法确定了山地自然遗产露营适宜度评价指标的权重,并利用Arc GIS分析了库尔德宁露营适宜度的空间格局.结果表明:①露营适宜度评价体系中权重最高的是安全条件,露营安全是各方关注的重点;②库尔德宁露营极高适宜度区域占2.2％,较高适宜度区域占64.09％,较低和极低适宜度区域仅占1.92％,大部分区域适宜开展露营活动;③库尔德宁部分高适宜度区域位于遗产地和缓冲区以内,这些区域应严格按照保护要求进行开发或者禁止开发.     

新疆天山北坡中段森林生态系统氮素干沉降

在过去几十年,干旱半干旱地区由于人为活动的增强引起了大气活性氮污染的加剧,从而导致氮沉降量的增加.为了定量评估新疆天山中段雪岭云杉(Picea schrenkiana)针叶林大气氮素干沉降状况,自2012年10月至2013年9月,选择在乌鲁木齐县萨尔达坂乡森林生态系统,利用中流量大气颗粒物采样器和被动采样器,距离地表2 m处分别采集PM10(可吸人颗粒物)和NH3、NO2样品,基于推算法定量评价氮素干沉降通量.结果表明:研究区NH3、NO2、颗粒态NH4+ (pNH4+)、颗粒态NO3-(pNO3-)和PM10年平均浓度分别为(5.86±1.31)、(2.85±0.30)、(0.45±0.07)、(0.45±0.06) μg·m-3和(55.8 ±6.52) μg·m-3;气态NH3-N、NO2-N和颗粒态N03--N、NH4+-N的沉降通量分别为3.42、0.79、0.61、0.62 kg·hm-2 ·a-1,干沉降总量为5.44 kg·hm-2 ·a-1.其中,气态NH3沉降占干沉降总量的62.9％,表明放牧引起的氨排放可能是该地区大气氮沉降的主要来源.鉴于该地区可观的氮干湿沉降总量(9.9 kg·hm-2·a-1,其中湿沉降为4.45 kg·hm-2·a-1),对研究区植被、土壤以及自然环境产生的可能影响应引起重视.     

新疆天山中部一次暴雪天气诊断分析

采用天气学诊断方法,利用NCEP/NCAR 1°×1° 6 h再分析资料,对2010年2月22-23日新疆乌苏至石河子沿线出现罕见暴雪天气的环流及物理量特征进行分析。结果显示：此次暴雪是低涡外围强锋区中的短波与南支槽共同作用下产生的。低层辐合、高层辐散的垂直结构促进了空气上升,加剧了低层暖湿空气的聚合和抬升,为暴雪天气提供了能量的触发条件;上升运动的强度、厚度、相对湿度的高低与暴雪发生的强度及持续时间呈正相关,并且对暴雪发生时间和落区有很好的指示意义。     

近36年天山山区潜在蒸散量变化特征及其与南、北疆的比较

在使用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算出新疆各地1971-2006年潜在蒸散量的基础上,采取线性回归、最大熵谱、Mann-Kendall检测、滑动t检验和Yamamoto检验以及自然正交分解(EOF)等方法,对近36年新疆天山山区和南、北疆潜在蒸散量的变化特征及其气候成因进行对比分析.结果表明:①天山山区年潜在蒸散量的总体变化趋势与南、北疆相似,均为递减趋势,但其线性递减速率和蒸散量的多年平均值较南、北疆小,年际、年代际变化较南、北疆稳定;②天山山区潜在蒸散量的周期性变化与北疆一致,均具有4.5年的显著周期;③天山山区的潜在蒸散量于1991年发生了突变性的减小,天山山区的突变点分别较南、北疆滞后3年和5年;④天山山区和南、北疆年潜在蒸散量的主要空间分布特征均是同向变化,而反向性变化以南疆最大,天山山区居中,北疆最小;⑤新疆各区域气温均有较明显的上升趋势,但由于日照时数和年平均风速减少(小)r,降水量和空气相对湿度增多(大),受其综合影响,天山山区和南、北疆潜在蒸散量总体呈减少趋势.     

Spatiotemporal variation and correlation of soil enzyme activities and soil physicochemical properties in canopy gaps of the Tianshan Mountains,Northwest China

The study of the heterogeneity of soil enzyme activities at different sampling locations in canopy gaps will help understand the influence mechanism of canopy gaps on soil ecological processes. In this paper, we analyzed the spatiotemporal variation of soil enzyme activities and soil physicochemical properties at different sampling locations (closed canopy, expanded edge, canopy edge, gap center) in different sampling time (December, February, April, June, August, and October) on the northern slope of the Tianshan Mountains, Northwest China. The results showed that soil catalase, cellulase, sucrase, and acid phosphatase activities were relatively high from June to October and low from December to April, and most of soil enzyme activities were higher at closed canopy than at gap center. Soil urease activity was high during December-February. The soil temperature reached the highest value during June-August and was relatively high at gap center in October, December, and February. Soil water content was significantly higher in December and April than in other months. Soil bulk density was higher at gap center than at closed canopy in December. Soil pH and soil electrical conductivity in most months were higher at closed canopy than at gap center. Soil organic carbon, soil total nitrogen, and soil total phosphorus were generally higher at gap center than at closed canopy. Furthermore, sampling time played a leading role in the dynamic change of soil enzyme activity. The key factors affecting soil enzyme activity were soil temperature and soil water content, which were governed by canopy gaps. These results provide important support for further understanding the influence mechanism of forest ecosystem management and conservation on the Tianshan Mountains.