宁夏中南部作物生长期可利用降水变化规律及其异常特征

[目的]研究宁夏中南部作物生长期可利用降水变化规律及其异常特征。[方法]利用1961～2010年宁夏中南部9个气象站3～9月逐月降水、气温和美国NCEP/NCAR再分析资料,采用高桥浩一郎蒸散经验公式、Mann-Kendall、Lepage法、Morlet小波分析等方法对宁夏中南部作物生长期可利用降水的变化特征及其异常特征进行分析。[结果]近50年宁夏中部干旱区与南部丘陵区作物生长期可利用降水量差异明显,呈南多北少特征,2个区域可利用降水量均呈减少趋势;各年代的变化各不相同,中部干旱区70年代以后、南部丘陵区90年代以后可利用降水量持续偏少,且中部干旱区可利用降水量变率大;2个区域作物生长期可利用降水分布极不均匀,均主要出现在7、8、9月,占生长期总量的76%以上,而3、4、5月低于生长期总量的14%。中部干旱区和南部丘陵区均未出现突变现象;中部干旱区主要存在5～7年的周期,其次是2～3年的周期;南部丘陵区主要存在2～3年的周期,其次是10～12年的年代际周期。多雨年北半球欧亚500 hPa高度距平场中贝加尔湖、蒙古国和我国西北部地区为负距平区,少雨年则为正距平区。[结论]该研究为宁夏中南部空中可利用水资源的合理利用提供参考。     

云南省低丘缓坡山地开发空间差异及其对策研究

为了研究云南低丘缓坡山地开发对策,本研究立足于云南省低丘缓坡山地空间差异,从垂直差异和水平差异2个层面分析低丘缓坡资源利用的空间差异,从垂直空间差异来看,云南低丘缓坡土地资源主要体现出不同海拔分布极不均匀、不同海拔日照时数、气温、降水量等气候资源差异显著等特点,从水平空间差异来看,体现出土地利用率和土地开发成本差异明显、自然地理和社会经济条件差别显著等特点.针对这些特点,笔者提出了基于空间差异的低丘缓坡土地开发利用政策,对云南低丘缓坡资源的开发利用具有积极的意义和作用.     

平顶山矿区大气污染与绿化状况相关分析

通过对典型大气污染类型区进行实地监测，采用统计分析和污染指数的方法，研究了平顶山市矸石山和市区典型大气污染的现状，探讨了大气污染和绿化指标之间的关系。结果表明，监测区大气污染较为严重，各类我之间污染水平具有显著性差异；大民绿化覆盖率相关密切，林木覆盖率在空气净化中有重要作用。     

福建省沿海城市城区和郊区酸雨观测的对比分析

以2002-2003年福建省沿海11个城市的酸雨监测数据为基础,结合850 hPa高度上的风场资料,探讨各个沿海城市城郊两地酸雨的时空分布及差异.2002-2003年,福建省多数沿海城市城郊两地酸雨污染程度有一定差异,城区降水酸度主要由局地污染物的化学属性所决定,郊区酸雨污染则受外来污染物的影响;四季气象条件和850 hPa高空风向的变化都对沿海城市城郊两地酸雨污染产生一定程度的影响,并影响降水的酸性.     

Suppression of rain and snow by urban and industrial air pollution

Direct evidence demonstrates that urban and industrial air pollution can completely shut off precipitation from clouds that have temperatures at their tops of about -10 degrees C over large areas. Satellite data reveal plumes of reduced cloud particle size and suppressed precipitation originating from major urban areas and from industrial facilities such as power plants. Measurements obtained by the Tropical Rainfall Measuring Mission satellite reveal that both cloud droplet coalescence and ice precipitation formation are inhibited in polluted clouds.     

鄱阳湖流域NDVI的时空变化及其与气候的关系

利用1998～2010年的SPOT VEGETATION旬数据,用均值法分析这13年间鄱阳湖流域年NDVI和NDVI的季节变化趋势,用一元线性回归法分析这13年NDVI变化的空间分布特征。结果表明:13年鄱阳湖流域的年NDVI呈增加趋势,在山地和丘陵地区有明显的改善,盆地和平原地区存在中度或轻微改善,而在较大的城市呈从中心向外沿依次明显退化、中度退化、轻微退化和基本不变的环状分布。年NDVI与年降水量和年平均气温的变化没有显著的相关性,月NDVI与月降水量和月平均气温存在显著的相关性,可信度在95%以上。     

中国七大区降水化学特性的空间差异及成因

选取中国七大区的33个省及城市20世纪90年代降水监测资料,通过对比分析,对中国七大区的降水化学特性、空间差异及成因进行了初步研究.结果表明,七大区降水中离子组成基本一致,但是主要离子含量差别较大;降水酸性也表现出明显的差异,总体表现为北方偏碱性,南方偏酸性,并且自东北向华南呈增强趋势;20世纪90年代中国大气硫污染突出,东北、西北地区SO42-及Ca2+含量是其他地区的2倍以上,并且北方降水中NH4+浓度较高,因而针对不同地区的降水化学特性,应采取不同的污染防治措施.     

SOIL NITROGEN CYCLING AND ENVIRONMENTAL IMPACTS IN THE SUBTROPICAL HILLY REGION OF CHINA: EVIDENCE FROM MEASUREMENTS AND MODELING

The subtropical hilly region of China is a region with intensive crop and livestock production, which has resulted in serious N pollution in soil, water and air. This review summarizes the major soil N cycling processes and their influencing factors in rice paddies and uplands in the subtropical hilly region of China. The major N cycling processes include the N fertilizer application in croplands, atmospheric N deposition, biological N fixation, crop N uptake,ammonia volatilization, N₂     

2000-2016年朝鲜植被覆盖动态变化及其驱动力研究

基于MODIS NDVI探究朝鲜植被覆盖的空间分布格局,运用斜率分析法拟合2000-2016年朝鲜植被覆盖动态变化趋势,运用Pearson相关分析法分析朝鲜植被NDVI与气温、降水的相关性,在此基础上,总结了2000-2016年朝鲜植被覆盖动态变化规律及其驱动因素.结果表明:朝鲜植被覆盖空间分布不均,北部高原、山地区以及中东部山地丘陵区NDVI值最高;西、南海岸地带,平原地区以及东部沿海区NDVI值最低.朝鲜植被生长季NDVI整体上呈减少趋势,但局部有增加趋势,空间差异明显;其中减少面积为39 161 km2,占国土面积的31.9%,增加面积为28 972 km2,占国土面积的23.6%;生长季各月整体上均呈减少趋势,减少幅度5月最大,7月次之,9月最小.植被变化与气温、降水存在相关性,并存在一定程度的滞后性;年际受气温影响略大,年内9月植被与前期1月、前期与同期累积气温存在显著相关性,与当月、前期与同期累积降水存在显著相关性.     

衡水市空气污染特征与气象条件分析

利用2005~2006年衡水3个环境监测点的逐日逐时监测资料对衡水市的空气质量进行了分析。结果表明,衡水市可吸入颗粒物(PM10)为首要污染物的天数基本在300 d以上;二氧化硫(SO2)为主要污染物的天数为40~88 d。在观测时段内未出现二氧化氮(NO2)为首要污染物的情况。衡水空气质量多为良,二级以上天数在300 d以上。污染物浓度白天段要高于夜间段。污染物浓度具有明显的季节变化,冬半年到夏半年污染物浓度逐渐降低,从夏半年到冬半年污染物浓度逐渐升高。大雾及冬季燃煤取暖对空气污染具有正贡献;降水对降低空气中PM10的浓度有积极的作用,大的降水后空气质量维持优的时间较长,反之,空气质量达到优的持续时间较短。空气温度以及低层的空气湿度对污染物浓度有很大的影响。     

“产业治污”模式削减丘陵区农业面源氮排放

丘陵是我国南方面积最大的地貌类型,是降雨径流易发区和水土流失敏感区。诸多因素使农业面源氮排放成为丘陵区农村环境整治和乡村振兴的难题。为此,本研究以目标区域的产业发展为前提,基于丘陵小流域氮素流失特点,以氮资源循环利用为核心,针对农村生活源、农田种植源和畜禽养殖源分别构建了生活污水的稻田安全消纳净化技术、生态种植串联沟渠塘堰的立体消减技术和种养结合的畜禽粪污多级循环全消纳技术体系,提出了"产业治污"运行及管理模式,即:根据流域环境承载力确定产业结构和规模,建立"企业订单+基地+农户+专家团队"的产业控污机制和"村企合一参与式"的治污管理体系。并基于国家典型流域农业面源污染综合治理专项,在湖北省竹溪县竹溪河源头流域农业面源污染综合治理试点项目中进行了具体的工程设计和应用。实践证明,"产业治污"模式实现了目标区域污染治理与产业发展的有机融合,在有效削减丘陵区农业面源氮排放的同时,推动了产业结构调整,提升了农民收入,促进了农业经济发展与环境保护双赢。     

The role of sea spray in cleansing air pollution over ocean via cloud processes

Particulate air pollution has been shown to strongly suppress precipitation from convective clouds over land. New observations show that precipitation from similar polluted clouds over oceans is much less affected, because large sea salt nuclei override the precipitation suppression effect of the large number of small pollution nuclei. Raindrops initiated by the sea salt grow by collecting small cloud droplets that form on the pollution particles, thereby cleansing the air. Therefore, sea salt helps cleanse the atmosphere of the air pollution via cloud processes. This implies that over oceans, the climatic aerosol indirect effects are significantly smaller than current estimates.     

分布式水土流失型面源污染模型初探

为研究丘陵山区水土流失与面源污染协同过程机理对丘陵山区环境改善的作用,本研究研发出一种分布式水土流失型面源污染模型,该模型通过耦合多个水土流失型面源污染关键过程模块,从源、流、汇等角度精准刻画水土流失型面源污染过程机理;进而开发了基于优化算法的汇流模块,解决了分布式模型运算效率低等技术问题。本研究利用新模型评价了三峡库区菁林溪流域水土流失型面源污染时空演变规律,并模拟了退耕还林、化肥减量、坡改梯和滨岸缓冲带对水土流失型面源污染的防治效果。结果表明：菁林溪流域年均泥沙、吸附态磷、溶解态磷的负荷量分别为17.23 t·hm^-2、1.22 kg·hm^-2和0.56 kg·hm^-2,入河量分别为9 032.2 t·a^-1、601.3 kg·a^-1和541.7 kg·a^-1,分别占负荷量的54.32%、50.87%和72.99%。不同土地利用类型的吸附态磷负荷强度为坡耕地>林地>水田,溶解态磷负荷强度为坡耕地>水田>林地,表明水土流失型面源污染优先控制区与传统农业面源有所差异。同时,滨岸缓冲带的防控效果最好,可减少25.01%的泥沙量和26.22%的吸附态磷。本模型较好地模拟了水土流失型面源污染及防控措施效果,可为水土流失型面源污染过程机理精准解析和优化防控提供依据。     

河南旱作农区水分特征与节水农业途径

根据年降水量80%保证率、干旱频率和降水-蒸发差额分划出河南旱作农区范围,北起省界,南至沙、颍河。分析其降水、土壤水分和灌溉水资源等特征。指出平原以种植小麦为主并采用防旱轮作制,可充分利用自然降水;山区开展蓄水保土为中心的基本农田建设,为近期节水农业途径。     

南方丘陵山区水稻生产机械化发展现状与对策

概述了以江西为典型南方丘陵山区地理地貌特征的水稻生产机械化发展状况,分析了耕、种、管、收4个主要环节上水稻生产机械化作业存在的问题,对制约南方丘陵山区水稻生产机械化发展的农村劳动力、农田基础建设、农机装备技术、政策引导等因素进行探讨,提出了促进南方丘陵山区水稻生产全程机械化大发展的对策与建议.     

气候和土地利用变化对成都市植被NPP时空分布的影响

以2001-2010年MOD17A3数据集的年均NPP数据为基础,分析成都市植被净初级生产力的时空变化及其影响因素,并借助回归分析方法对引起植被NPP变化的影响因素进行量化分析.结果表明:研究区植被净初级生产力年际变化特征明显,年净初级生产力分布在560～699gC/(m~2·a)之间,平均值为663gC/(m~2·a),总体来看10年间成都市植被净初级生产力呈波动减少趋势,年际减少为5.04gC/(m~2·a).空间分布上表现为由西南向东北逐渐减少的趋势,不同地形区植被NPP变化程度各异,其中平原区植被NPP下降趋势最为显著,其次为山区,而丘陵区植被NPP呈上升趋势.温度、降水量、耕地面积和建设用地面积对整个成都市植被NPP时空变化的独立解释能力分别为2.3%,16.4%,1.0%,10.5%,即研究区植被NPP受到自然因素和人为因素共同作用,而自然因素对植被NPP时空变化的主控作用总体上大于人为因素.对各地形区而言,山区NPP变化主要受到温度和降水量影响,降水量是主控因素(独立解释能力为6.6%);平原区NPP变化主要受到降水量、耕地面积和建设用地面积影响,建设用地面积为主控因素(独立解释能力为10.3%);丘陵区NPP变化主要受到温度、降水量、建设用地面积影响,建设用地面积为主控因素(独立解释能力为5.2%).研究结果为区域生态环境的建设,以及合理的城市土地利用规划提供依据.     

农村环境污染的成因及治理对策

当前随着经济发展,以及城市化不断扩展,农村环境受到严重污染,已经不同往日的清 净。随着城市发展我国提出可持续发展,因此要求不断提高城市及农村的环境,解决环境污染 问题。在农村地区产生最主要的环境问题为水污染,垃圾污染,大气污染,大多是城市环境污染 过于严重而迁移到农村,因此本文针对农村环境污染的成因进行分析,并提出解决措施。     

我国文冠果分布的气候地理特征及未来气候情景下适宜种植区预测

通过获取文冠果的种群分布点,基于影响文冠果生长的气候地理环境因子构建MaxEnt模型,探讨影响文冠果生长的主导气候地理环境因子条件,利用ArcGIS10.1平台对当前气候环境下文冠果的适宜种植区进行分析,并对未来不同气候情景下文冠果的适宜种植区进行预测,为文冠果的资源保护和未来种植提供理论依据和科学参考。结果表明:1)影响文冠果种植分布的主要因子有年降水量、年平均气温、温度年较差、高程和最干季降水量;2)在当前气候情景下,文冠果的高适宜种植区面积、适宜种植区面积、低适宜种植区面积和不适宜种植区面积分别占全国总面积的1.17%、2.85%、3.78%和92.20%,高适宜种植区主要分布在陕西、山西和甘肃;3)在未来不同的气候情景下,文冠果的高适宜种植区、适宜种植区的面积均呈扩大的趋势,随着时间的推移,文冠果的高适宜种植区和适宜种植区的面积也呈扩大趋势。     

全球气候变化对中国种植制度可能影响分析Ⅲ.中国北方地区气候资源变化特征及其对种植制度界限的可能影响

【目的】在全球气候变化背景下,分析中国北方地区的热量和降水资源变化特征,以及北方地区农业气候资源和种植制度界限变动情况。【方法】基于中国北方地区14个省(市、自治区)308个气象台站地面观测资料,综合分析热量和降水资源的年际和空间变化趋势。结合中国种植制度气候区划指标,分析从1950s—1980年和1981—2007年种植北界的空间位移情况。在种植制度北界变化敏感地带选择典型站点,运用作物生产潜力逐级订正法计算由一年一熟春玉米、春小麦及冬小麦种植模式改变为一年两熟冬小麦-夏玉米种植模式导致的作物生产潜力变化。【结果】(1)中国北方地区气温普遍升高,≥0℃积温带北移西扩,温度上升的累积效应十分明显,≥0℃积温为每10年升高65.5℃。年降水量呈带状分布,由东南向西北减少,全区年降水量呈减小的趋势,年降水量每10年变化-90—23mm,平均为每10年减少10.6mm。(2)在热量和降水共同影响下,北部中高原半干旱凉温作物一熟区(Ⅱ)面积减少,东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区(Ⅲ)在东北地区面积增加,而在西北和华北地区面积减少,东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区(Ⅳ)面积增加,黄淮海水浇地二熟旱地二熟一熟区(Ⅵ)向北移动,总体而言北方地区东北部种植界限空间位移显著,而西南部变化不明显。(3)在种植制度北界变动的敏感地带,作物生产潜力明显改变:在东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区变化为一年二熟区,作物生产潜力增加1979kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加15.3%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区改变为一年二熟区,作物生产潜力增加7912kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加155.2%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区春小麦种植改变为春玉米,作物生产潜力增加2873kg.hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加51.7%。【结论】全球气候变化背景下,研究区域内≥0℃积温增加,年降水量呈减少的趋势,种植界限敏感区域种植北界明显北移西扩,种植界限变化敏感区域内因种植模式改变带来单位土地面积周年作物产量增加。     

我国麦田有机肥替代化学氮肥的产量及经济环境效应

【目的】有机肥替代是在维持作物产量的同时减少化学氮肥用量的关键措施之一。然而,有机肥替代化学氮肥的小麦产量效应、环境代价和经济效益的复杂联系尚不清楚。本研究通过系统分析,量化了有机肥替代的农学、环境和经济效应,旨在为有机肥替代技术在我国小麦生产中的应用提供参考。【方法】本研究利用文献调研方法,对2019年12月前经同行评议发表的涉及有机肥替代化学氮肥在小麦生产上应用的文献通过Meta分析,从农学、环境和经济角度评估有机肥替代的综合效益。【结果】有机肥替代处理在化学氮肥用量平均减少43%的条件下,未降低小麦产量。有机肥替代比例对小麦产量有巨大影响。在替代化肥比例<15%和15%—30%时,有机肥替代处理分别增产8%和5%,而在替代化肥比例>30%时,未显著增产。小麦生产的净经济效益受替代比例和替代有机肥类型影响。当有机肥替代比例<30%时,净经济效益无显著性差异;而当替代比例>45%时,牛粪和商品有机肥作为替代有机肥时,净经济效益减少18%和68%。有机肥替代使小麦生长季的NH₃挥发减少24%、小麦收获期的土壤硝酸盐残留量减少16%,但使小麦生长季的N₂O排放量增加了32%。进一步分析可知,土壤性质、有机肥类型、气候条件、试验持续年限、产量和施肥水平均可调控有机肥替代的小麦产量效应。与单施化肥相比,有机肥替代处理在SOM>15 g·kg ^-1时显著增产4%,而在SOM≤15 g·kg ^-1时无增产效应,在土壤pH<7时增产8%、而在土壤pH>7时无增产效应。当鸡粪、猪粪和商品有机肥作为替代有机肥时,有机肥替代处理分别增产6%、6%和4%,而牛粪作为替代有机肥时无增产效应。有机肥替代处理在年降雨量>600 mm区域显著增产4%,而在≤600 mm区域无增产效应。在年平均气温>15℃区域增产5%,而在年平均气温<15℃区域无增产效应。有机肥持续应用>10年增产6%,而在<10年无增产效应;在高施氮量条件下有机肥替代使小麦产量显著增加4%,而在中、低施氮量条件下无增产效应。在低产水平下有机肥替代使小麦产量显著增加9%,而在中、高产下有机肥替代无增产效应。【结论】有机肥替代处理在化学氮肥用量平均减少43%的条件下,未降低小麦产量,在维持小麦产量的同时有大幅减少化学氮肥用量和氮损失的潜力,但未增加净经济效益。应用合理的化学氮肥替代量、有机肥类型在降水充足和高温区域更易发挥有机肥替代的增产效应。