新疆阿勒泰地区太阳能资源分析与评估

通过理论计算分析,得到由纬度推算天文辐射的线性经验公式。验证了西部模式在阿勒泰地区的实用价值和精度,给出了太阳天文辐射分布、地面太阳总辐射分布等分析、评估图表。依据计算分析,额尔齐斯河、乌伦古河流域地面接收的太阳总辐射能量年平均在5 400~5 700 MJ·m^-2。1960年以来总辐射呈下降趋势,达-4.836 2 MJ·m^-2·（10 a）^-1,1999年开始转为上升趋势。45°～46° N 的沙漠区域,降水少、纬度低,太阳辐射高,可能达到5 900 MJ·m^-2,潜力很大。     

石羊河流域中部太阳辐射变化的特征分析

利用2007-2010年石羊河流域中部观测的太阳辐射资料,结合下垫面和天气变化状况,应用数理统计,综合分析太阳辐射相关因子变化。结果表明：近年来年平均总辐射、反射辐射、地表长波辐射、大气逆辐射和净辐射总量分别为6 030.9 MJ•m^-2、1 596.1 MJ•m^-2、11 764.7 MJ•m^-2、8 892.8 MJ•m-²和1 563 MJ•m^-2。年内相关辐射变化均呈单峰形,夏季（6-8月）处于高位,冬季（12月和1-2月）相对较低。地表反射率随着下垫面植被的增加逐步减小,冬季最大值为0.329,秋季（9-11月）最小值为0.241。晴好天气下除大气逆辐射近似波动的一条直线外,其余呈单峰形,一般地表长波辐射的峰值在中午前后滞后于总辐射的峰值1～2 h;阴雨雪天气,短波和长波辐射的日变化比较复杂,呈现多个峰值和谷值。春季和夏季阵性降雨后,云间大气透明度好,出现总辐射瞬时值异常增大,超过太阳常数的现象,最大超过159 W•m^-2,云对辐射具有附加效应。云量影响辐射量的变化,大气逆辐射在同一季节,典型晴天值要小于多云和阴雨（雪天）天气,净辐射在日出日落前后均出现正负值之间的跳变,但云可以减少跳变的幅度。     

新疆天然光照度变化趋势分析

基于新疆8个城市连续50 a（1961-2010年）的太阳辐射及气象数据,结合中国辐射光当量模型,获取各城市天然光年总照度值。应用Mann Kendall 检验方法,分析各城市天然光年总照度变化趋势及年际变化趋势。结果表明：年总照度变化幅度最大的城市为喀什,其年总照度降低2.4×108 lx•（10a）^-1;年总照度变化幅度最小的城市为若羌,其年总照度降低1.1×108 lx•（10a）^-1。城市年总照度年际变化趋势为喀什逐年递减;阿勒泰、乌鲁木齐、伊宁、哈密、吐鲁番及和田为先波动后下降,且下降趋势显著,若羌为先波动后下降,但下降趋势不显著。     

内蒙古太阳能资源时空分布特征与评估研究

利用1961-2017年内蒙古8个太阳辐射站和119个气象站数据资料,基于气象行业标准《太阳能资源评估方法》估算内蒙古太阳总辐射量,分析月、季和年的时空分布特征并进行太阳能资源评估。结果表明:(1)全区平均太阳总辐射量年变化总体表现为缓慢减小的趋势,2017年达到最低,为5807MJ/m~2;空间分布呈现从东北到西南递增的趋势,介于4858～6925MJ/m~2之间。(2)季节变化表现为夏季最高,春、秋次之,冬季最低,夏季7月在阿拉善盟西北部的额济纳旗和拐子湖一带太阳总辐射量最高,太阳能资源的开发利用优势最大。(3)内蒙古除呼伦贝尔市外其他盟市太阳能资源稳定度均为"稳定",中西部地区太阳能资源"最丰富",建议优先选择内蒙古中西部的丘陵阳坡、荒漠化草原、及沙地等建设大规模光伏发电站。     

中国1981～2014年太阳总辐射的时空变化

利用1981～2014a逐日总辐射资料和最高气温、最低气温、日照时数资料,确定我国逐日太阳总辐射DSRM-C模型(Daily solar radiation model-C)的时不变参数.利用该模型与气象资料,估算各站逐日总辐射,分析近34a总辐射的空间格局.并利用Mann-Kendall(M-K)方法检验辐射量年和季节的变化趋势.结果表明,我国1981～2014a太阳总辐射量总体下降.华北、东北和西南地区总辐射量显著下降,西北地区辐射量明显增加,华南地区则无明显变化.夏、秋、冬季辐射量呈下降趋势,且以夏季变化幅度最大;春季辐射量略有上升.总辐射量四季变化趋势空间分异明显.东部地区夏季和华北地区春、秋、冬季总辐射量明显下降,将影响夏粮和秋粮的生产.     

窟野河水-气界面CO2交换通量变化特征及其影响因素分析

近年来内陆水体CO₂释放受到广泛关注,为揭示黄土高原地区内陆水体CO₂的释放特征,于2018年7月和10月及2019年3月和6月利用LI-7000 CO₂分析仪对窟野河及代表性水库开展了高频次的水体CO₂分压(pCO₂)和水-气界面CO₂交换通量(FCO₂)观测,并分析其时空变化规律。结果表明:窟野河水体pCO₂和FCO₂(分别为996μatm和94.5 mmol·m^-2·d^-1)均高于水库(分别为752μatm和10.3 mmol·m^-2·d^-1)。FCO₂季节性差异明显:对于河流而言,表现为秋季最高(165.7 mmol·m^-2·d^-1),春季最低(42.9 mmol·m^-2·d^-1);对于水库而言,变化趋势则完全相反,表现为春季最高(16.6 mmol·m^-2·d^-1),秋季最低(-5.4 mmol·m^-2·d^-1)。生物地球化学活性更强的支流FCO₂(107.4 mmol·m^-2·d^-1)高出干流(66.5 mmol·m^-2·d^-1)约50%;同时,位于中下游黄土丘陵区的水库FCO₂(16.4 mmol·m^-2·d^-1)显著高于位于上游呼鄂丘陵区的水库FCO₂(1.2 mmol·m^-2·d^-1)。整体来看,流域水体pCO₂受碳酸盐体系影响最大,有机碳分解作用次之;流速是控制水-气界面气体交换速率的关键因素。在年尺度上,窟野河的河流与水库水体均为大气持续碳源。窟野河平均CO₂释放量与我国长江及国外温带河流相近,但低于黄河中游的其他支流。     

两种典型大气扩散指数在新疆的分布特征及其适用性对比

为定量评估气象条件对空气污染的作用，利用2010—2020年新疆14个气象探空站及地面气象观测站资料计算大气自净能力指数和静稳指数，对比分析两者在新疆的时空分布特征及其适用性，结果表明：新疆的大气自净能力指数与静稳指数呈反位相分布，两者具有较好的相关性，相关系数达-0.89。大气自净能力指数在夏季最大[9.4 t·(d·km²)^-1]，冬季最小[0.9 t·(d·km²)^-1]，南疆[6.2 t·(d·km²)^-1]普遍大于北疆[6.0 t·(d·km²)^-1]；静稳指数在冬季最大(5.1)，夏季最小(0.7)，南疆(1.6)普遍小于北疆(3.8)，即南疆的大气扩散条件较北疆好，北疆较南疆更容易形成静稳天气。通过分析2015—2020年大气环境监测站逐日污染数据发现，大气自净能力指数和静稳指数在天山北坡对PM2.5和PM10均有较好的指示意义；在阿勒泰两个指数对PM_2.5有较好的指示意义；在...     

砾石对青藏高原东缘水电工程取土场人工草地生物量分配的影响

根据澜沧江上游如美水电站工程建设迹地生态环境保护的迫切需要,在该区域取土场开展人工草地植被恢复试验。研究将砾石置放于回填土壤(未筛分土和筛分土)的表层(0-10cm)、中层(20-30cm)和下层(40-50cm),播撒人工草种垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb),进行人工草地建植,并监测群落冠层和根系生物量。结果表明,在回填未筛分土壤样地,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为136.5-526.7g·m^-2、98.9-372.5g·m^-2、79.8-373.2g·m^-2,根系生物量分别为223.3-495.9g·m^-2、140.5-460.1g·m^-2、124.1-343.4g·m^-2。在回填筛分土壤样地中,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为134.8-415.5g·m^-2、88.3-288.9g·m^-2、73.9-260.5g·m^-2,根系生物...     

六盘山半干旱区华北落叶松林坡面土壤含水量的降雨响应

在宁夏六盘山外围半干旱区,土壤含水量是影响林木成活与生长的关键因子,需深入理解森林坡面不同坡位的土壤含水量对降雨量的响应差异。本文在宁夏六盘山叠叠沟小流域,选择一个华北落叶松人工林典型坡面,于2021年5—10月利用自动气象站和土壤水分仪连续监测降雨等气象条件和坡面土壤含水量变化,分析土壤含水量的坡位差异及对降雨量级的响应。观测期间总降水量为443.7 mm,虽然接近多年平均值,但夏季干旱严重。结果表明:(1)土壤含水量存在明显的生长季内变化,整体表现为先降低后升高的趋势,8月最低(0.112 m³·m^-3)。(2)土壤含水量存在明显的坡位差异,整体表现为:上坡[(0.191±0.044)m³·m^-3]>中坡[(0.158±0.045)m³·m^-3]>下坡[(0.146±0.034) m³·m^-3],表明土壤含水量的坡位变化因处于干旱年,主要受植被蒸散耗水量大小的影响,而受坡面汇流影响不大。(3)在同...     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

1971-2014年青藏高原参考蒸散变化及其归因

研究参考蒸散时空变化格局并辨识其驱动因子，是认识区域水文过程及其对气候变化响应的重要途径。基于修正的FAO 56 Penman-Monteith公式和青藏高原75个台站逐日气象观测资料，分析了1971—2014年高原参考蒸散变化的转折特征，并探讨转折前后的年际与季节变化趋势及其主导因素。结果表明：1971—1996年青藏高原参考蒸散呈急剧下降态势〔-27.07 mm·(10a)^-1〕，而1997—2014年高原参考蒸散增加趋势显著〔40.16 mm·(10a)^-1〕，尤以33°N以南区域最为突出。这与影响参考蒸散变化的气候因子变化趋势的年际转折密切相关。其中，风速变小是1971—1996年高原年参考蒸散减少的主要因素，特别是在高原北部；相对湿度降低则极大地促进了1997—2014年高原主体(除高原北缘外)参考蒸散的显著增加。此外，从季节上看，春、秋、冬季参考蒸散变化的最大贡献因子由之前的风速减小转变为1997—2014年的相对湿度下降；影响高原夏季参考蒸散的主导因子是1971—1996年相对湿度的增加，之后则转变为1997—2014年日照时数的增加。     

近40 a西藏怒江流域极端降水事件的时空变化

利用西藏怒江流域1971-2010年9个台站逐日降水量资料,采用第99个百分位值确定了不同台站的极端降水阈值,对流域极端降水事件的时空特征进行分析。结果表明：西藏怒江流域极端降水阈值为20.6～33.8 mm,分布与年降水量的走向基本一致。近30 a那曲地区大部、八宿和察隅最大日降水量为增加趋势,尤其是察隅,增加了5.2 mm•(10a)^-1;极端降水频数丁青、八宿和察隅趋于增多,其他各站倾向于减少(-0.06～-0.41 d•(10a)^-1;年极端降水量察隅以29.4 mm•(10a)^-1的速度明显增加,左贡变化不大,其他站点呈减少趋势,为-1.0～-27.2 mm•(10a)^-1;年极端降水强度那曲、索县、左贡和察隅为增强趋势,为0.6～6.2 mm•d^-1•(10a)^-1,比如、洛隆和八宿无变化,安多和丁青呈减小趋势。极端降水频数、极端降水量、日最大降水量、极端降水强度在20世纪90年代前均存在4～5 a的显著周期,在2000年以后均存在2～4 a的显著周期。     

印度河上游流域冰川度日因子变化及其影响因素

当前,基于正积温的度日模型广泛应用于冰川消融研究中,该模型的核心参数是度日因子。根据印度河上游Sachen、Gharko、Barpu冰川2014—2016年的物质平衡和气温实测资料,计算得到消融期内各冰川研究区的度日因子,并分析了度日因子的时空变化特征及影响因素。研究结果显示：Sachen、Gharko、Barpu冰川度日因子均值分别为2.83 mm?d^-1?℃^-1、3.74 mm?d^-1?℃^-1、3.91 mm?d^-1?℃^-1;各冰川度日因子皆随着海拔升高而递增,海拔递增率分别为0.003 7 mm?d^-1?℃^-1?m^-1、0.007 4 mm?d^-1?℃^-1?m^-1、0.004 1 mm?d^-1?℃^-1?m^-1;对于同一观测点而言,度日因子不是一个常数,会随着时间的变化而改变,冰川度日因子随着年际变化呈增加的趋势;度日因子受表碛影响显著,度日因子整体上随着表碛厚度的增加而递减。然而表碛厚度低于2 cm时,表碛的覆盖作用促进了冰川的消融,表碛覆盖区冰川度日因子大于裸露区冰川;冰川朝向的变化对度日因子产生了一定的影响,面向阳坡的冰川度日因子随海拔递增率大于阴坡。     

我国荒漠植被生产力动态及其与水热因子的关系

为了探讨近30 a来我国干旱区荒漠植被的净初级生产力(NPP)及其与水热因子相关性随时间的变化,运用CASA(Carnegie Ames Stanford approach)模型估算我国荒漠植被1982—2015年生长季的NPP,并运用线性回归和GIS空间分析方法分析了NPP的时空变化特征,利用滑动相关系数分析了荒漠植被NPP与水热因子的关系。结果表明：① 单位面积NPP均值为42 g·m^-2·a^-1,NPP整体水平较低。空间上呈西北部、东部边缘较高,中部、南部和中东部较低的分布特征。② 荒漠植被NPP年均总量为5.783×1013g·a^-1。从荒漠植被NPP的年际变化来看,1982—2015年中国荒漠植被NPP总量以1.64×1012g·(10a)^-1的线性速率（P=0.054）上升,荒漠植被生长状况总体上不断改善,但总量趋势呈现阶段性变化,1982—1993年荒漠植被NPP总量呈极显著增长态势（1.25×1012 g·a^-1,P<0.01）; 1993—2006年NPP总量呈极显著降低态势（-6.42×1011 g·a^-1,P<0.01）; 2006—2015年NPP总量缓慢增长（1.70×1011 g·a^-1,P>0.05）。从空间变化来看,47.65%的荒漠植被NPP呈增加态势,主要分布在阿拉善高原、天山北麓、塔里木盆地西部边缘、柴达木盆地的东南边缘、阿尔金山南麓和昆仑山脉。③ 从荒漠植被NPP与各气候因子之间的相关关系随时间的变化来看,NPP与气温的滑动相关系数随时间的变化保持为负相关,与降水、干燥度的滑动相关系数保持为正相关,与太阳总辐射的滑动相关系数随时间变化并未表现出显著的变化趋势。总体上,荒漠植被与水热因子的相关关系在研究时段均有进一步减弱的态势,即荒漠植被NPP对气候因子的变化愈来愈不敏感。     

7个平欧杂交榛子品种的生理解剖特性及其抗寒性研究

为了解榛子对低温胁迫的生理响应机制,筛选甘肃高寒地区适宜种植的抗寒性品种,以辽宁省经济林研究所引进的7个榛子品种的休眠期枝条和叶片为试验材料,分别对其进行低温处理,测定其光合以及相关生理指标,同时采用石蜡切片观察不同品种叶片的显微结构,并用主成分分析综合评价各品种的抗寒性强弱。结果表明：(1)不同时期品种达维的P_n最高,分别为20.7(7月)、11.8(8月)、8.7(9月)μmol·m^-2·s^-1;辽榛8号的G_s在7月和9月出现最低值,分别为0.11 mmol·m^-2·s^-1(7月)和0.06 mmol·m^-2·s^-1(9月),而8月辽榛3号的G_s最低,为0.133 mmol·m^-2·s^-1;9月品种辽榛9号的C_i达到最高值,为334.33μmol·mol^-1;品种玉坠的T_r在9月...     

和田市1961-2009年太阳总辐射的变化特征

应用和田市国家基准气象站1961-2009年逐月太阳总辐射资料,采用线性倾向估计、Morlet连续小波、滑动t检验法分析了49a来和田市太阳总辐射的趋势变化、周期及突变特征,结果表明：年太阳总辐射呈显著的减少趋势,减少率达96.8MJ/m2.10a,夏、秋、冬三季亦呈显著减少变化趋势;60年代平均辐射最多且明显偏多、8...     

西北地区气候暖湿化空间与季节差异分析

对我国西北地区气候暖湿化趋势的进一步探讨,有助于深入理解北半球中高纬干旱半干旱区对全球气候变暖的响应这一重要科学问题。利用西北地区1961—2021年127个台站的气温和降水量资料,结合线性趋势、Kriging插值、非参数Mann-Kendall检验等统计学方法,通过分析表明:(1)近60 a西北地区整体呈显著暖湿化趋势。区域升温趋势较为一致,为0.32℃·(10a)^-1,增湿的区域不平衡特征明显,西北西部增湿较东部更早、更稳定和显著,西部主要分布在新疆西北部,而东部增湿主要分布在青海地区;(2)增温与增湿的年代际波动不平衡性突出,西北的气温和降水分别于1993年和2010年发生了突变现象,突变后的增温增湿气候倾向率分别较突变前高0.08℃·(10a)^-1和37.60 mm·(10a)^-1,突变后暖湿化更为突出,并且以暖湿化东扩为主要特点;(3)暖湿化的季节不平衡性分析还表明,西北全域60 a以来,以冬季增暖最为显著,春季次之,但突变发生后东部和西部均调整为春季变暖最为显著;西北西部的冬季降水增加显著,西北东部春季与夏季...     

宁夏盐池县生态系统水分利用效率时空特征及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物光合固碳和水分消耗之间权衡关系的重要指标。研究区域植被WUE的时空变化特征对区域生态恢复、水资源的合理利用与开发等方面至关重要。本研究基于MODIS的GPP和ET数据评估2000—2019年盐池县植被WUE的时空变化特征及其主要的影响因子。结果表明：(1)2000—2019年盐池县的ET和GPP分别以7.61 mm·a^-1和7.23 g C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上呈西北高东南低的分布特征,具有较强的空间异质性。(2)近20 a,盐池县植被WUE变化范围在0.80～1.11 g C·kg^-1·H₂O之间,多年均值为0.91 g C·kg^-1·H₂O,年际变化不显著;从空间上来看,全县WUE存在较强的异质性,高值主要分布在东北部,低值位于西南部。(3)近20 a,宁夏盐池县WUE在空间上有54.70%的区域呈上升趋势,主要分布在东北部;45.30%的区域以下降趋势为主。未来,盐池县61.48%...     

青海湖流域NPP动态变化及驱动力

对青海湖流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)以及驱动因子进行分析可以为流域生态管理与可持续发展提供一定的参考。本研究基于Carnegie-Ames-Stanford Approach(CASA)模型估算了青海湖流域NPP值，通过趋势分析、Hurst指数、地理探测器等方法，定量评估了2000—2018年青海湖流域NPP的动态变化及驱动因子。结果表明：从空间分布来看，青海湖流域多年平均植被NPP为218.88 g C·m^-2，年平均NPP的高值分布在青海湖北部和南部，最高达到375.85 g C·m^-2，低值分布在青海湖东岸，最低为0.11 g C·m^-2。从时间变化看，2000—2018年流域年平均NPP表现为上升趋势，增幅为1.61 g C·m^-2·a^-1,2018年达最高值为247.30 g C·m^-2。季节变化表明7月NPP最高，1月NPP最低。在NPP未来变化趋势上，Hurst指数小于0.5的区域占比为75...     

1971-2010年东北三省平均地面风速变化

利用1971-2010年逐月观测资料,分析东北三省年、季节和月平均地面风速变化的时空特征。结果表明：① 东北三省年平均地面风速变化呈显著递减趋势,变化速率为-0.23 m·s^-1·(10 a）^-1,1971-2000年（前30 a）、1981-2010年（近30 a）和1991-2010年（近20 a）平均地面风速变化均呈显著递减趋势,线性变化速率分别达-0.25 m·s^-1·（10 a）^-1、-0.20 m·s^-1_·（10 a）^-1和-0.17 m·s^-1_`（10 a）^-1,均通过了0.001显著性检验;② 近40 a东北三省各季和逐月平均地面风速变化趋势呈显著递减趋势,均通过了0.001显著性检验;春季递减速率最大,冬、秋季次之,夏季最小;③ 近40 a东北三省地面年平均风速的趋势变化除个别站点外,其他均呈现出比较一致的显著递减趋势,但最近20 a呈显著递减趋势的站点数在减少,递增趋势的站点数增多。