关中地区土壤干湿变化及对气候的响应

关中地区是陕西省主要的农业生产基地,但频发的旱灾严重阻碍了社会经济的发展。土壤湿度作为反映旱灾的一个重要指标,进行土壤湿度对气候因子响应的研究,可为科学认识干旱规律及制定政策提供依据。以关中地区为研究区,采用2001—2020年的MODIS-NDVI与MODIS-LST长时间序列数据,构建了关中地区地表土壤干湿状况（TVDI）特征空间,采用线性趋势法、相关性分析、敏感性分析等统计方法对关中地区土壤干湿状况的空间分布特征及其对气候的响应进行分析。结果表明：（1）TVDI能够较为准确的反演出关中地区的土壤湿度状况。近20 a来,关中地区土壤干湿状况存在变干趋势;其中,春季最旱、冬季次之。（2）土壤干湿状况的空间分布存在明显的空间异质性,整体上呈现西南向东北干旱递增的趋势。（3）土壤干湿状况与降水和气温存在相关性。与降水呈正相关关系,随着降水量增加,土壤湿度增加;与气温呈负相关关系,随着气温升高,土壤湿度降低。（4）降水对土壤干湿状况的敏感性较高,而气温对土壤干湿状况的变化程度起着较大的影响。降水决定了土壤湿度值的增加或减少的方向,而气温则决定了增加或减少的程度。土壤干湿状况是一个综合指标,...     

宁夏山区小麦产量变化特征及其对气候变化的响应

利用宁夏山区各气象站1957～2002年的气候资料及同期小麦产量资料,分析了宁夏中部干旱带和南部山区小麦产量和气候要素的周期性变化特征以及小麦产量与气候要素的关系.采用常用的墨西哥帽小波(Mexican Hat)函数,分别对宁夏中部干旱带和南部山区小麦单产气候产量和气候要素时间序列进行了小波分析,分高、提取了小麦单产气象产量和气候要素时间序列的波动周期,并进行了相关性分析.结果表明:1954～2002年,宁夏中部干旱带小麦单产在波动中增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关.中部干旱带小麦气候产量具有4年左右、8年左右和16年左右的周期振荡,且以8年左右的周期最为显著.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强.气候产量和5月份降水量在4年和8年的振荡周期上有同位相,相关性达到显著水平.宁夏南部山区小麦单产在波动中稳步增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关,与5月份平均气温有明显的反相关.宁夏南部山区小麦气候产量有4年左右和8年左右的周期振荡,以4年左右的周期性振荡最强.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强;5月份平均气温存在着8年左右和16年左右2个时间尺度的振荡周期,以16年左右的周期性振荡最强.气候产量与5月份降水量4年和8年的振荡周期上具有明显的同位相,与5月份平均气温8年的振荡周期有明显反位相.气候变化对宁夏南部山区及宁夏中部干旱带小麦产量具有明显的影响.     

1960-2020年华北地区玉米单产对气候变化的响应

采用一元线性回归、IDW、皮尔逊相关分析等方法对1960-2020年华北地区玉米生长季内的气候指数、玉米单产变化趋势,以及二者间的相关性特征进行分析,以期为保障农业生产稳定发展,促进粮食安全提供理论参考。结果表明：1)1960-2020年,各气候指数中生长度日、最高(低)气温呈上升趋势,日照时数和累积降水呈下降趋势,华北地区气候趋于暖干化。2)近61年来生长度日、最高(低)气温大范围上升,日照时数呈全域下降的特点,累积降水仅在局部地区(晋北、冀西北、豫东南)呈上升趋势。3)1960-2020年,华北地区玉米实际单产呈先持续上升、后下降到再缓慢上升的波动变化特征,气象单产波动下降,变幅大。4)玉米气象单产受气候因素影响波动较大,其增减主要与高温和降水的变化显著相关。     

新疆克里雅河径流量变化的气候响应

基于1957—2013年克里雅河源流区兰干水文站径流、气温、降水观测数据,运用小波分析、M-K突变等方法,以时间序列进行非线性、多尺度响应分析。结果表明:(1)克里雅河径流量和气温呈非线性显著上升,降水量和蒸发量略有上升。(2)在年际尺度上,源流区径流存在8 a周期,气温、降水存在12 a周期;在年代际尺度上,径流存在22 a周期,气温、降水、蒸发量存在28 a周期,同时蒸发量还存有22 a周期。(3)在年际尺度上,径流与降水成正相关,而与气温、蒸发量成负相关;在年代际尺度上,径流与气温相关性更高,受气温影响更显著。(4)在周期振荡上,气温与蒸发量具有一致性;在对气候变化响应上,径流对气温、降水、蒸发变化呈交错滞后响应,该模式对克里雅河径流有削丰补枯的调节作用。(5)与乌鲁木齐河相比,克里雅河径流较乌鲁木齐河在突变时间上存在近10 a滞后,20世纪90年代克里雅河流域气温的异常偏低是引起突变滞后的主要原因。     

1965-2012年新疆北部地区气候变化及其对北极涛动的响应

近年来,增温增湿趋势影响着新疆北部(以下称北疆)的生态系统与农牧业发展,有必要对北疆气候变化及其归因进行深入剖析.根据北疆地区23个台站月平均气温、降水资料和北极涛动指数(AOI)标准化序列资料,采用线性倾向估计、累积距平、滑动t检验、相关分析、小波变换等统计方法,分析了1965-2012年北疆地区气温与降水的变化特征及其对北极涛动(AO)的响应.结果表明:①北疆年平均气温与年降水量变化呈上升趋势,线性倾向率分别为0.41 ℃·(10a)-1及11.26 mm·(10a)-1;二者发生突变时间分别在1988年和1986年前后;突变后,北疆春、秋、冬季增温显著,夏季气温增幅不明显;北疆降水量各季都有所增加,且以冬季增幅最大.②北疆气温、降水与AOI的变化周期具有一定程度的相似性:冬、夏季气温及降水与AOI在准3 a尺度周期上有很好的频域对应关系.③北疆冬季气温序列与AOI相关性较高;北疆冬季气温、降水与AO变化在多个周期尺度上呈显著相关且滞后0.5 ～1 a,说明AO变化对北疆气温和降水具有实际预报价值.     

河套灌区五原绿洲50a气候年变化特征与预测研究

利用1956-2005年河套灌区五原绿洲气温和降水时间序列分析表明,研究区气温呈显著增暖趋势,而降水量波动中略有下降。对50 a来气温和降水的Morlet小波及其功率谱分析结果表明,研究区气候具有多尺度振荡的特点,年平均气温存在4.88 a、7.14 a、11.1 a和21 a左右的周期变化,而年平均降水具有显著的4.89 a和21 a左右的周期变化。气温和降水具有同步的时间序列,但其优势周期尺度不同。年平均气温和年平均降水分别存在11.1 a和4.89 a显著周期(P<0.01)。通过GM(1,1)模型模拟预测表明,未来10年气温仍然呈持续升高趋势,且增幅较大。     

内蒙古皇甫川流域作物生长期气候旬变异特征及其对作物产量效应分析

皇甫川流域地处我国北方半干旱区,作物生产对气候变化具有明显的脆弱性。利用该流域1961—2000年生长季(5~9月)的降水、气温数据、农作物播种面积和产量数据,深入分析作物生产对旬尺度降水、气温变异的响应。研究表明,排除社会经济因素影响,皇甫川流域农作物生产对旬尺度降水、气温变异有明显响应,但不同农作物的响应程度不同,同一种农作物对不同旬的响应亦不同;8月上旬降水量的丰缺对糜黍、玉米、薯类和谷子等农作物的气候产量有明显正效应,6月下旬和7月上旬降水量的多少对高粱的气候产量有决定性的影响;5月中旬最高气温和7、8月份各旬平均气温、最低气温和最高气温的升高,都可能使农作物的气候产量不同程度降低。因此,加强生态环境建设特别是生长季(尤其是7、8月份)旱作区的田间管理,降低农业生产对气候变化的敏感性,显得尤为重要和必要。     

基于条件植被温度指数的冬小麦主要生育时期干旱监测效果评价Ⅲ——干旱对冬小麦产量的影响评估

选取关中平原2002-2009年冬小麦越冬后每年3-5月9旬的条件植被温度指数（CVTI）遥感干旱监测结果,基于归一组合赋权法确定的冬小麦越冬后四个主要生育时期干旱对产量影响的最优权重,建立关中平原4市（不包括铜川）冬小麦每年的加权CVTI与单产间的一元线性回归模型,并对冬小麦的单产进行了估算。结果表明,2002-2009年关中平原冬小麦单产在波动中呈上升趋势,中部单产较高,西部次之,东部最低。基于关中平原4市的整体产量估算模型预测西安市部分区县2010年的单产,取得较好的结果,验证了关中平原4市的整体产量估算模型具有较好的精度,能够较准确地反映关中平原干旱对冬小麦产量的影响。     

渭干河-库车河三角洲绿洲棉花种植面积时空变化特征分析

利用研究区棉花种植面积和产量相关统计数据,探究研究区棉花种植面积和产量的时空变化特征及单产和面积作用对棉花产量的影响。研究结果表明：(1) 近62年来,研究区的棉花种植面积、棉花产量和单产均呈上升趋势,而且表现出明显的阶段性和波动性,1949—1985年间增长缓慢,1986—2011年增长迅速。(2) 就棉花总产波动来看, 单产的作用占42.04%,面积作用占50.96%,在1949—1985年间单产增加对棉花总产量提高的贡献较大,在1986—2011年间棉花种植面积扩大对棉花总产量提高的贡献较大。(3) 1985年前棉花种植面积较稳定,波动不大,主要靠挤占粮食作物面积来扩大,1986年之后棉花种植面积扩大迅速,主要途径为开荒造地。(4) 棉花市场价格的波动、生产成本的上升、产量的徘徊、生产环境的恶化和品种等直接影响着研究区棉花生产的竞争力和棉农增收。     

酒泉市夏季降水和气温变化与ENSO事件的相关分析

运用主成分分析法对1951-2000年酒泉市月平均降水和气温资料进行了分析,并用X2检验的方法,对近50 a酒泉市夏季降水和气温变化与ENSO事件的相关性进行了分析.结果表明:(1)酒泉市夏季(6～8月)降水和气温对当地年降水和年气温起到决定性作用.(2)酒泉市夏季总体气候未来几年仍然将处于干旱少雨时段,降水量减少,温度升高.(3)ENSO暖事件对酒泉市夏季降水影响显著,ENSO暖事件年酒泉降水偏少占优,次年容易发生大量降水;但其与气温的相关性不明显.(4)ENSO冷事件对酒泉市夏季气温的影响接近显著水平,ENSO冷事件年酒泉市气温以偏低为主;对降水的影响不明显.     

Assessing the response of dryland barley yield to climate variability in semi-arid regions,Iran

Precipitation and temperature are the most abiotic factors that greatly impact the yield of crop, particularly in dryland. Barley, as the main cereal is predominantly cultivated in dryland and the livelihood of smallholders depends on the production of this crop, particularly in arid and semi-arid regions. This study aimed to investigate the response of the grain yield of dryland barley to temperature and precipitation variations at annual, seasonal and monthly scales in seven counties of East and West Azerbaijan provinces in northwestern Iran during 1991-2010. Humidity index (HI) was calculated and its relationship with dryland barley yield was evaluated at annual and monthly scales. The results showed that the minimum, maximum and mean temperatures increased by 0.19°C/a, 0.11°C/a and 0.10°C/a, respectively, while annual precipitation decreased by 0.80 mm/a during 1991-2010. Climate in study area has become drier by 0.22/a in annual HI during the study period. Negative effects of increasing temperature on the grain yield of dryland barley were more severe than the positive effects of increasing precipitation. Besides, weather variations in April and May were related more to the grain yield of dryland barley than those in other months. The grain yield of dryland barley was more drastically affected by the variation of annual minimum temperature comparing with other weather variables. Furthermore, our findings illustrated that the grain yield of dryland barley increased by 0.01 t/hm² for each unit increase in annual HI during 1991-2010. Finally, any increase in the monthly HI led to crop yield improvement in the study area, particularly in the drier counties, i.e., Myaneh, Tabriz and Khoy in Iran.     

新疆艾比湖流域近40年来气候变化特征分析

本文通过艾比湖流域分布的5个气象台站有关气温、降水、蒸发的多年数据,分析了近40a来艾比湖流域的气候变化特征。结果表明:近40a来年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势,其中以冬季最为明显;年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现增加趋势;年及四季蒸发量呈上升趋势,但90年代的年及各季蒸发量较80年代呈减少趋势,其中以夏季最为明显。该地区近10多年来气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,蒸发量却有减少的趋势。     

扎龙湿地近58年气温、降水变化特征研究

根据齐齐哈尔市1951-2008年气象观测数据,利用统计分析方法分析了58年来扎龙湿地气温和降水的变化情况。分析结果表明：年平均气温变化呈上升趋势,年降水量变化呈波动趋势,存在2～3年、6～7年变化周期。气温的季节变化呈不同程度的上升趋势,降水的季节变化呈不同程度的波动趋势;年均气温的代际变化较为和缓,呈小幅上升趋势,...     

ENSO事件对河西走廊气候与气候灾害的影响

通过对河西走廊敦煌、酒泉、张掖、武威4个城市58 a来气温和降水资料的搜集和整理,分析该区域气温和降水的变化、ENSO事件对该区气候以及旱涝灾害的影响。结果表明：1952年以来,该区年均气温总体呈波动上升趋势,气温增长率约0.3 ℃/10 a;年均降水量略有增加,增长率约2.3 mm/10 a。在58 a内该区发生旱涝灾害的频率为50%。小波分析显示,该区域轻度旱涝灾害周期为4~5 a,中度旱涝灾害周期为13~14 a,大的旱涝灾害周期为18~19 a,重的旱涝灾害周期为26~27 a。ENSO事件对该区平均气温的影响比平均降水量的影响明显,厄尔尼诺年气温明显升高,降水量略有增加;拉尼娜年气温明显降低,但年均降水量增加了10.5 mm。ENSO事件与该区旱涝灾害关系显著,该区域的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年或前后年,并且旱涝灾害多发生在连续性的ENSO事件年。     

渭北旱原红富士苹果园不同降水年型水分管理模式研究

于1995年～1997年对渭北旱原红富士苹果园不同降水年型水分管理模式进行了研究。结果表明，在干旱年份，红富士果园水分管理模式以秸秆覆盖方式最佳，在多雨年份，红富士苹果园水分管理模式以果园种植白三叶草方式最佳；并综合分析了不同降水年型不同水分管理模式对红富士苹果产量的影响，不同水分管理模式对果园土壤含水量和土壤有机质的影响及不同水分管理模式对红富士苹果生长状况、外观品质、内在品质的影响。在此基础上，提出了渭北旱地果园各种年型下“果树行间生草 树盘秸秆覆盖”的水分管理新模式。     

乌鲁木齐市近47年气温降水特征与突变分析

利用乌鲁木齐市的气温和降水资料,运用气候趋势系数、一元回归分析法和5年趋势滑动,进行了气候变化的趋势分析。结果表明:乌鲁木齐市气温和降水的变化趋势基本与西北地区气候变化趋势一致;春季和夏季气温呈下降趋势,秋冬季呈上升趋势,冬季增温幅度最大;四季降水量呈增加趋势,冬季降水量增加趋势最明显。在此基础上,利用滑动T检验法、YAMAMOTO检验信噪比(SNR)、Cram er法和M ann-Kendall法进行气候突变分析,结果表明:气温突变比降水突变明显,气温在1962年发生突变。     

近30年毛乌素沙区的气候与厄尔尼诺/拉尼娜事件的相关分析

本文利用毛乌素沙区 8个气象站近 30年的气象资料 ,运用MicrosoftExcel2 0 0 0和X2 检验 ,分析了该区近30年来的气候变化特点及其与厄尔尼诺 /拉尼娜事件的相关程度。研究表明 :近 30年来 ,毛乌素沙区的气候总体上呈暖干化趋势 ,降水量减少 ,降水的稳定性增强 ,气温升高 ,气温的波动性增大 ,且存在明显的区内差异 ;厄尔尼诺事件对毛乌素沙区的降水量影响程度较大 ,厄尔尼诺年降水量明显减少 ,且下一年降水量增多 ;拉尼娜事件对毛乌素沙区的气温有一定影响 ,拉尼娜年气温相对降低 ;拉尼娜年降水量略有增加趋势 ,厄尔尼诺年气温有所升高 ,但都达不到统计上的相关水平。     

景泰县近50年来气温、降水变化特征分析

采用线性趋势分析、Mann-Kendall、子波分析和功率谱分析等方法,分析了景泰县近50年年气温、降水的演变特征及对气候变暖的响应。结果表明:景泰年平均气温在1970年代中期发生了由降温到增温的转型,增温趋势明显,年平均气温增温率为0.32℃/10a。平均最低气温增温率高于最高气温,年平均日较差呈明显下降趋势,说明夜间增温高于白天增温。四季气温均呈上升趋势,但增温趋势表现出明显的季节非对称性,冬季增温最为显著,平均气温增温率达0.63℃/10a,为四季最高,秋季平均气温增温率为0.33℃/10a,春季为0.20℃/10a,夏季增温最小。降水量无明显的增减,但年际变化波动性较大。气温在1990年代中期发生增温的突变,降水没有突变现象发生。近50年来,景泰县气温的变化以8～10a、2～4a的周期振荡较强,年降水量变化的周期振荡以25a、9a、6a为主,在显著周期9a尺度上,两者为反位相变化结构,在5a时间尺度上自1990年代初期之后,降水与气温大致呈同位相变化。     

气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。     

近45年阿克苏地区干湿程度演变分析

采用近45年来阿克苏地区年、季气温、降水序列,并通过对各站干湿指标序列的考察,分析了阿克苏地区年代际、年、季干湿状况的变化.结果表明:阿克苏地区年平均气温的增加快于年降水量的增加,两者均以冬季增加为主,临近沙漠地带夏季气温和秋季降水呈微弱的下降趋势.干湿指标分布自山区经平原向沙漠由湿向干变化,由于各区域间降水差异较大,沙漠边缘地带比山区小近30%.阿克苏地区的干湿变化呈现出山区和浅山地带持续增湿,平原增湿速率逐渐减小,局地转为干旱化的特征.