1961-2015年新疆0cm地温的时空分布特征及突变分析

根据新疆地温观测时间最长、资料最完整的86个地面气象站1961-2015年地面0cm地温逐月资料,运用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及基于ArcGIS的混合插值法对0cm地温的时空变化特征进行了分析。研究表明:从时间尺度来看,近55年新疆0cm地温呈显著波动上升趋势,增温速率为0.54℃/10a,突变点为1999年。地温的突变存在明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季0cm地温突变年份分别为2000年、1995年、1998年、2003年,增温速率冬季(1.40℃/10a)>秋季(0.59℃/10a)>春季(0.53℃/10a)>夏季(0.42℃/10a);从空间分布来看,0cm地温增温速率北疆(0.70℃/10a)>东疆(0.46℃/10a)>南疆(0.40℃/10a)。地温与气温呈现出显著正相关关系,而风速降低有利于地温的增加。因此,在全球气候变暖、风速降低的大背景下,地温将持续升高。     

50年来辽宁省地温变化规律及播种期地温预报研究

利用辽宁省38个站1961 ～2010年50a的0cm地温、5cm地温和平均气温资料,采用数理统计、气候倾向率、累积积温距平和信噪比方法,分析了0cm地温和气温、地-气温差的年际、年代际和季节变化特征,建立了春播期5cm地温预测模型.结果表明:0cm地温与气温在年际尺度上具有较好的线性相关关系;50a来,辽宁省年均0cm地温和气温均呈增温趋势,地温增温速率(0.39℃/10a)高于气温(0.30℃/10a);0cm地温和气温的季节变化以升温为主,冬季升温速率最为明显,夏季升温速率最慢,辽宁0cm地温对气候变暖的响应比气温敏感;年均地-气温差为1.4℃ ～2.6℃,温差没有明显升高趋势;年平均气温、冬季0cm地温、0cm地-气温差在1987年、2000、2003年发生了气候突变;春播期5cm地温预测精度平均绝对误差为1.2℃～2.8℃,可用于春播期地温预报服务.     

山西省春季地温的特征对崩塌滑坡的影响研究

文中利用山西省107个国家站站点1981—2018年春季逐日平均气温、地温资料,采用相关分析、M-K非参数检验等方法,研究了山西省春季各层地温的变化趋势以及地温与气温和春季崩塌、滑坡地质灾害的相关关系。结果表明：M-K突变分析得出：春季平均气温在1998年出现由冷转暖的突变,0cm地温在1999年发生突变,5cm地温突变点为2003年,10cm地温突变点为2001年,15cm和20cm突变点均为1997年。山西春季崩坍、滑坡发生频次从2005年开始呈高频增长趋势,其中2005-2009年发生频率呈显著增多趋势,2016-2018年发生频次减少。0cm地温与崩塌、滑坡频次呈显著正相关。0cm地温升高时,崩塌、滑坡有增多的迹象。通过小波能量谱分析春季崩塌滑坡地质灾害与0cm地温呈现出同位相显著正相关。选取历史上山西省春季出现崩塌滑坡地质灾害的个例分析得出,春季地质灾害发生前平均气温和0cm地温出现两种情况：第一类持续异常偏高或突然转为偏高,第二类前期偏高或异常偏高,临近转为偏低,由于0cm地温的变化特征几乎与平均气温的变化特征一致,所以可以利用平均气温的数据作为判别春季崩塌、滑坡地质灾害高...     

黄河上游玛曲地区浅层地温对气候变暖的响应

利用1971-2010年黄河上游玛曲地区5-10月浅层地温观测资料,采用气候倾向率等现代统计诊断方法,对玛曲地区近40 a来浅层地温的变化趋势、气候突变特征进行了分析。结果表明：黄河上游玛曲地区各月平均浅层地温以0.20~0.71 ℃·（10a）^-1的速率上升,其中20 cm平均地温增温的趋势最显著,5 cm平均地温增幅最小,浅层地温升温的趋势随深度的增加而更为显著。在2000年之前,浅层地温以负距平变化为主,2000年之后为正距平。20世纪70年代浅层地温最低,2001-2010年达到最高。1971-2010年夏季玛曲地区5、10、15、20 cm浅层平均地温均发生了升高突变。夏季浅层平均地温与同期的平均气温呈显著的正相关,其中20 cm平均地温与同期平均气温的相关性最为显著,相关系数达到0.922,且两者在变化趋势上有着很强的一致性。夏季浅层平均地温与冬季降水量存在一定的正相关,其变化对冬季降水量产生了一定的影响。     

河西走廊东部地表温度的变化趋势及特征分析

利用河西走廊东部4个气象站近50 a地表0 cm的平均温度、平均最高和最低温度、极端最高和最低温度等观测资料,运用线性趋势系数法系统分析了河西走廊东部地表温度的空间分布、时间变化趋势及极值变化等特征。结果表明：河西走廊东部地表温度低海拔平原区大于高海拔山区。各地年及年代平均地温呈显著上升趋势,年平均地温的时间序列存在着6～9 a的准周期变化;各地各季节地温也呈上升趋势,春、夏季气候倾向率大于秋、冬季;月地温变化比较一致,7月为一个明显的高峰,1月为一个明显的低谷。年、各季节平均最高、最低地温总体呈上升趋势,但上升的步调和幅度不完全一致,年平均最低地温的上升幅度比平均最高地温的上升幅度大。年极端最高和最低地温也呈上升趋势,极端最低地温的上升幅度大于极端最高地温的上升幅度。     

石羊河流域地表0cm温度的长期变化

利用1961-2007年石羊河流域当地气象站的逐月平均地面0 cm温度资料,研究近47年石羊河流域年平均地表温度的变化趋势、气候突变和异常年份等.结果表明:47年来,流域地温总体呈上升趋势,20世纪60-70年代地温呈降低趋势,80年代中期开始升温,90年代和2001-2005年初地温呈明显上升趋势;流域地温下游上升速...     

干旱区农田土壤水分地温变化规律及其相互关系

以干旱区农田灌溉后土壤水分、地温实测数据为基础,研究了其土壤水分、地温各自的变化规律及两者的相互关系.结果表明,各层含水量之间具有高相关性,基本达到了极显著的水平.这与土壤水分灌溉时由上而下的逐渐下渗,以及蒸发时由下而上的逐层上升有密切的关系.各层地温间的相关性大,除地面温度外,其余各层地温间的相关水平为显著或极显著水平,且相邻土层地温间均呈极显著相关.土壤水分及地温剖面垂直变化特征明显,并具有动态性.土壤水分含量大时,两者的垂直变异系数小,反之变异系数大.0～20 cm、地面(0 cm)分别为剖面含水量及地温变异强度的最大层,属中等变异强度.土壤水分及温度之间的负相关性明显.地面温度是预测表层、底层土壤水分的良好指标,利用回归分析法建立的土壤水分与地温间的函数关系可为推测土壤水分提供依据.     

南疆沙漠腹地地温变化特征

利用塔中气象站三年的气象数据,分析了塔中地温的变化特征。结果显示:塔中0～40cm地温年变化规律显著,温度自1月开始迅速上升,在7月达到最高值,达30℃以上,其后又持续下降,冬季最低;80cm以下地温变化平缓,最高、最低温度出现月份逐渐后延,年振幅渐小;在典型晴天、阴天、沙尘天气时,表层地温都是日出前后最低,日出后迅速上升,至午后16时左右达最大值,其后迅速下降,于日落时降至一低值,并在夜间继续缓慢下降;四季0～80cm各层地温夏季﹥秋季﹥春季﹥冬季;天气对地温的影响主要体现在地表温度和浅层地温,至40cm及以下各层几乎无影响,日变化与典型晴天规律相同;阴天和浮尘对地温的影响较小,扬沙和沙尘暴天气对地温影响较大,其影响随深度增加而渐小;各层地温的平均日变化曲线近于正弦曲线,随深度增加地温特征线趋于平缓,极值出现时间逐渐后延。塔中地温的年际、日内变化的逐层性,与沙漠表面风成沙的物理属性有关。     

天水地区冬春地温变化与冬小麦生长和产量的相关分析

为分析地温变化对冬小麦生长发育和产量的影响,采用天水地区1982—2010年的冬小麦观测资料和同期冬春两季地温资料,分析了冬春地温在近28 a来的变化特征,研究了冬春地温变化对冬小麦返青后各发育期开始和持续时间的影响,以及冬春地温对冬小麦中后期生长状况、产量构成要素和地段实产的影响。结果表明:(1)天水地区近28 a来冬春两季地温均出现增温现象,春季地温增幅高于冬季地温增幅;(2)冬春两季地温与冬小麦返青后各发育期开始时间均为负相关,春季地温与全生育期持续时间为显著的负相关;(3)春季地温与冬小麦孕穗期株高呈显著负相关,与籽粒与茎秆比、成穗率呈显著正相关。冬春地温与冬小麦生长和产量间存在明显的关系,春季地温的影响比冬季地温更明显。春季地温的影响具有显著性和持续性,而冬季地温的影响具有阶段性和滞后性的特点。     

天水市冬小麦生长对气候变暖的响应

通过分析冬小麦生育期、产量与温度的关系及变化趋势,建立回归模拟方程,揭示冬小麦对气候变暖的响应,为种植结构调整和粮食安全提供理论依据。结果表明:1980年以来,天水冬小麦对气候变暖的响应主要表现为出苗期、拔节期、抽穗期、成熟期缩短,返青期推迟;增温使出苗～返青期、拔节～抽穗期延长,返青～拔节、抽穗～成熟期缩短;随着冬小麦全生育期平均气温和地温的升高,全生育期以6.7 d/10a的速度缩短;小麦全生育期与5、10、15、20 cm平均地温均呈负相关。小麦产量有先降后升的变化趋势。天水市小麦适宜播期应在10月1日左右。     

基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征

为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0~80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明:砂粒含量与多重分形参数(D_0、D_1、α_0)之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层(0~10 cm)土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。     

陕西渭北地区苹果园土壤有机质现状评价

为了了解陕西省渭北苹果园土壤有机质含量现状,选取该区有代表性的56个果园,调查了施用有机肥料的种类、方法、施肥量和苹果产量,分析不同深度的土壤有机质含量。结果表明：平均施肥量及有机质含量与苹果产量呈正相关;渭北地区苹果园土壤0～40cm土层有机质含量平均值为1．26％,总体处于中等水平,变幅在0．86％～2．17％;有机质0～40cm含量（1．26％）明显大于40～60cm含量（0．90％）,且不同地区含量差别较大：不同地区土壤有机质的垂直分布存在差异。最后,根据试验结果提出了陕西省苹果园土壤有机质含量分级指标。     

气候暖干化对环县土壤贮水量的影响

通过对干旱半干旱区环县近38年(1971～2008)来的气温、降水分析发现,环县气候暖干化明显,年平均气温增高,增幅为0.0385℃/a,增温幅度远高于全国近40年增温幅度(0.004/a);气温年代变化以80年代到90年代上升幅度最大;季节变化以春季、冬季增温最为显著,夏季、秋季增温缓慢.年降水量呈略减趋势,逐月降水量变化不一致,6月、9月降水量呈显著增加,7月、11月呈显著减少,其它各月正常或略减变化;年代变化,70到80年代呈现增加,80到90年代减少,90到2000年来呈现增加;从80年代以来,春季降水呈显著减少,表明春旱明显,夏季、秋季和冬季的降水随年代不同有增有减,变化趋势不一.近26年(1983～2008)来,0～100 cm土壤贮水量呈升高趋势变化,年增幅为0.5586 mm/a.其中,春季和秋季呈递增变化,增幅分别为0.941 mm/a、0.5164 mm/a;夏季呈现减少趋势;不论是在干旱年、多雨年、或是不同年代情况下,一年中土壤贮水量的低值区总是出现在作物旺盛生长时期的6月份,而高值区总是出现在秋季,而不是出现在降雨量最多的夏季;气候暖干化对耕作层30 cm以上土壤贮水量影响明显,年景不同,土壤贮水量差异较大.     

陕西省退耕还林工程对植被恢复的效应——基于PCSE修正的面板数据模型

基于1998—2013年的SPOTVEGNDVI数据,利用像元二分法和面板校正标准误(PCSE)估计方法,分析陕西省植被覆盖时空变化特征以及退耕还林工程、降雨水平等自然、社会经济因素对植被覆盖变化的相对贡献,探究退耕还林工程对植被恢复的驱动效应。结果表明:(1)陕西省植被覆盖总体呈增加趋势,1998—2013年年均归一化植被指数(NDVI)值增长0. 98%,且在退耕还林工程实施阶段(1998—2009年),植被恢复效果更为明显。(2)陕西省植被恢复效果空间分异显著,16 a间,各地区NDVI值上升幅度不同,40. 61%的区域提升约0. 1,29. 05%的区域提升约0. 2,23. 69%的区域提升0. 25以上。其中,位于陕北退耕还林区的延安市植被恢复效果最为明显,NDVI年增长约为1. 12%。(3)退耕还林工程对植被恢复影响显著,退耕还林面积占土地总面积每提升1%将使NDVI值增加1. 97%,相当于降水量增加了4. 29%,这对于降水量少且不均的陕西省生态环境建设具有重要参考意义。     

气候变化对西峰黄土高原地温与物候期的影响

用西峰黄土高原1971~2005年5、10、15、20 cm地温和1981~2005年冬小麦发育期、1984~2005年苹果树、梨树物候资料,分析了地温变化对物候期的影响。结果表明,西峰各季节10 cm地温均呈升高的趋势,增温幅度春季最明显,变幅也最大,冬季次大,再是秋季,夏季最小。地温与物候期均为负相关,冬季与冬小麦发育期最显著的是乳熟期,相关系数为-0.57~-0.65,与苹果树发育期最显著的是成熟期,相关系数为-0.48~-0.60,与梨树发育期最显著的是叶变始期和开花始期为-0.41~-0.52;春季与冬小麦发育期最显著的是返青期,相关系数为-0.60~-0.63,与苹果树发育期最显著的是叶芽开放期和展叶始期,为-0.66~-0.68,与梨树发育期最显著的是开花始期,为-0.68~-0.69。春季地温对作物发育期的影响具有明显的持续性和滞后性,冬季地温对作物发育期影响有阶段性,春季地温对作物发育期的影响比冬季的明显。     

冻融对北疆盐碱地长期滴灌棉田土壤盐分的影响

为了解北疆积雪覆盖条件下,冻融作用对盐碱地膜下滴灌棉田土壤盐分分布及变化的影响。采用时空变异法,以连续应用膜下滴灌0、4、6、8、10、15 a 6块棉田初春土壤盐分的变化为例进行分析。结果表明,"冻层滞水"及积雪消融入渗对80~100cm深度土体中盐分具有天然淋洗作用,冻融前后土壤盐分分布呈"广口杯"状。4月5日至14日在水分(直接驱动力)运动影响下,60~80 cm土层含盐量降低,其中一部分随毛管水向上蒸发,滞留于0~40 cm土壤;另一部分受重力水作用向下淋洗,80 cm以下土层含盐量升高。滴灌0 a地块0~140 cm土体内储盐量为29 063.00 g,滴灌15 a后,降至5 778.86 g。冻融对盐分的淋洗作用在应用滴灌年限较短地块表现得相对明显,即土壤中含盐量越高,淋洗作用越显著;冻融后滴灌0 a棉田0~140 cm土体储盐量降低8 941.33 g,滴灌15 a棉田降低614.62 g。提出冻融循环对土壤中盐分的天然淋洗作用是北疆盐碱地长期膜下滴灌棉田土壤盐分降低的重要因素之一。     

民勤绿洲不同年限退耕地土壤养分变化及其相关性分析

以石羊河下游的典型区—民勤退耕地为研究对象,对石羊河下游地区不同恢复年限退耕地土壤养分变化情况及其养分与退耕时间之间相关性进行分析,结果表明:1土壤中N肥含量随退耕年限的增加呈波动式上升趋势,但在同一年限退耕地中随土层的加深而逐渐减小,退耕后1~10 a,N含量变化的幅度较小;15~30 a,N含量变化的幅度相对较大;50 a后,趋于稳定;P含量在各个演替阶段土壤层次上均呈A(0~10 cm)B(10~20 cm)C(20~30 cm)D(30~40 cm)规律性分布,退耕后1~10 a,A、B两层P含量的差异较大,C、D两层受退耕时间的影响较小;15~50 a间,A、B、C、D四个土层P含量变化的幅度相对较小;K的含量表现出和P同样的规律性;有机质含量在退耕后1~7 a间变化幅度较大,10~50 a间变化幅度较小。1~5 a间,A、B、C、D四层含量变化呈逐层递减的趋势;7~50 a间,A层变化较大,B、C、D三层趋于稳定。2养分与退耕年限相关性分析表明:退耕1 a,速效磷、有机质含量与退耕时间呈显著负相关;5~10 a间,各养分与退耕时间均呈显著正相关且差异不显著;15~20 a间,各养分与退耕时间之间存在显著差异,30~50 a间,速效钾、速效磷、有机质含量与退耕时间差异不显著,50 a时差异显著。     

不同生物质炭输入水平下黄绵土N_2O日排放特性

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验与室内盆栽模拟试验相结合的方法,对不同生物质炭输入水平下旱作黄绵土N_2O的日排放通量及其影响因子进行连续观测,并确定1天中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下(0、10、20、30、40、50 t·hm~(-2)),旱作黄绵土全天表现为N_2O的排放源;无生物质炭添加处理的N_2O排放通量均显著高于其他各处理,随输入水平增加呈U型变化规律,当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,更有利于N_2O气体的增汇减排;各处理N_2O日总排放通量均在白天所占比例最高;温度是环境因子相对稳定条件下N_2O气体排放的主要影响因子,N_2O的排放与地表温度及10 cm土层地温呈不同程度的正相关关系;10 cm土层地温与生物质炭输入量呈显著正相关关系;N_2O气体的最佳同期观测时间为8∶00—9∶00。     

基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征北大核心CSCD

为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0-80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明：砂粒含量与多重分形参数（D0、D1、α0）之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层（0-10 cm）土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。     

不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响

设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0～40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0～20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0～20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0～40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0～60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0～100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均...