气候变化对甘肃农牧交错带春小麦种植区划的影响

为探索气候变化对甘肃农牧交错带春小麦种植区划的影响,科学合理地调整春小麦种植格局。该研究以甘肃农牧交错带30个气象站点1971—2020年的气温和降水时序数据为基础,用BP神经网络对异常和缺失数据进行了插补,依据春小麦生长关键期和整个生育期对光、热和水的需求选取了年均温（温度因子）、年均降水量（水分因子）和≥0 ℃积温（热量因子）作为春小麦种植适宜性区划指标。采用线性倾向率法、累计距平法及Mann-Kendall突变检验法对3个区划指标进行了时间变化特征分析及突变检验,运用ArcGIS技术对区划指标进行了空间分析。结果表明：研究区多年年均温为6.84 ℃,年均温以0.56 ℃/10 a的速率增加,增温趋势明显,于1998年发生突变;年降水量以6.10 mm/10 a的速率呈略微增加趋势,1980年发生突变;≥0 ℃积温以155.41 ℃/10 a的速率呈显著升温趋势,≥0 ℃积温没有发生突变现象。从空间分布来看,年均温和≥0 ℃积温呈现出西部地区气温低,其他地区气温高的空间格局,而年均温倾向率和≥0 ℃积温倾向率则呈现出由西向东、由北向南逐步递增的变化趋势;年降水量表现为由南向北逐步递减的空间分布格局,而年降水量倾向率则呈现出自南向北逐步递增的趋势。气候变化导致甘肃农牧交错带春小麦可种植区海拔提升了565 m,使适宜春小麦种植的范围显著扩大,空间上向南、西扩展,总面积增加到1.66×10⁶ hm²,比1998年前增加了0.80×10⁵ hm²,占总耕地面积的5.06%,其中最适宜区范围扩大最为显著,增加了24.44个百分点。同时,春小麦种植适宜程度区划的区域分配呈现出明显的差异性,1998年后甘肃农牧交错带春小麦种植最适宜区耕地面积较1998年前增加了4.18×10⁵ hm²,适宜区缩小了2.20×10⁵ hm²,次适宜区缩小了1.17×10⁵ hm²,不适宜区缩小了0.68×10⁵ hm²。研究结果可为气候变化背景下甘肃农牧交错带春小麦种植结构的优化调整提供科学依据,有助于区域决策,制定合理利用气候资源的策略,以促进甘肃农牧交错带农业可持续发展和春小麦高产优质。     

闽北主要致灾暴雨空间分布趋势年际变化初步分析

在简要阐述闽北自然地理概况和暴雨洪水特性的基础上,引用建国后主要致灾暴雨资料,通过划分暴雨分布区域的方法,初步分析闽北主要致灾暴雨空间分布趋势的年际变化,为防治闽北暴雨洪水灾害提供参考。     

近40年中国植物物候对气候变化的响应研究

根据中国科学院物候观测网络中26个观测网络中26个观测站点的物候资料，分析了近40年我国木本植物物候变化及其对气候变化的响应关系。并建立了不同年代物候期与地理位置之间的关系模式。分析了当前气候增暖背景下物候期地理分布规律变化对气候变化的响应关系。结果表明：温度上升，我国的木本植物春季物候期提前，20世纪80年代以后，东北，华北及长江下游等地区的物候期提前，西南东部，长江中游等地区的物候期推迟，同时物候期随纬度变化的幅度减小。     

1961-2016年长江源区径流量变化规律

利用长江源区沱沱河站和直达门站1961—2016年月平均径流量数据,运用滑动平均、累积距平曲线、集中期、集中度、滑动t检验、小波分析等方法指标,定性和定量相结合,统计分析了长江源区径流量的年际、年代际、年内、突变和周期变化特征。结果表明:长江源区1961—2016年径流量总体呈增加趋势。沱沱河站径流量集中度、相对变化幅度、年内分配不均匀系数高于直门达站。1996年是沱沱河站径流量发生显著突变的年份,2004年是直门达站径流量发生显著突变的年份。沱沱河站存在8～12 a和3～4 a的周期振荡特征,直门达站存在6～8 a和3～4 a左右的周期振荡特征。     

1951-1996年中国铁路泥石流灾害的时空特征

[目的]分析中国铁路泥石流灾害的分布特征及其变化规律,以期为中国铁路防灾减灾提供依据.[方法]基于1951-1996年来的中国铁路泥石流灾害资料,对中国铁路泥石流灾害频次、时空分布特征及其变化进行分析.[结果] 1951-1996年,全国铁路年均发生17.5次泥石流灾害,其中重大泥石流灾害3.8次.1964,1979,1981年是铁路泥石流灾害较为严重的年份.铁路泥石流灾害主要发生在6-8月,其中8月发生次数最多,占总数的40.2％,6-8月这3个月的灾害次数占总数的90％以上.从铁路泥石流灾害的地域分布来看,主要分布在西南、西北和华北地区,发生泥石流灾害最多的线路是陇海线,其次是东川线、成昆线和宝成线.[结论]泥石流灾害是各种内外因素综合作用的结果.除了暴雨、不良地形及地质条件客观原因之外,一些人为因素也往往是诱因.     

2000-2018年赣江上游植被覆盖度时空演化及其对气候变化的响应

[目的] 对赣江上游植被覆盖度时空演化及其对气候变化响应的研究,为区域的生态环境保护提供科学依据和数据支撑。[方法] 基于MODIS NDVI数据,结合年平均气温和年降水量数据,运用趋势分析、变异系数、Hurst指数与相关分析等方法对赣江上游2000—2018年的植被覆盖度时空演化及其对气候变化的响应进行了分析。[结果] ①赣江上游植被覆盖度呈显著增加趋势,增速为5.21%/10 a,空间上呈现四周高中间低的特征,且以高植被覆盖为主;研究区植被覆盖度呈极显著和显著增加的分别占25.59%和39.7%,极显著和显著减少的分别占1.32%和2.46%,而变化不显著的占57.84%;②研究区植被覆盖总体上比较稳定,平均变异系数为14.73%;Hurst分析显示赣江上游植被变化反持续性要强于持续性,总体上以弱反持续性为主;③研究区植被生长总体上受气温影响强于降水量,但存在空间差异。[结论] 赣江上游植被覆盖度变化较小,未来将呈微弱下降趋势,气温是影响植被生长的主要气候因子。     

西藏高原地温对气温变化的响应

选取1971-2013年西藏西部、中部和东部8个气象站的浅层（5、10、20cm）地温和较深层（40、80cm）地温以及气温逐月的观测资料,采用气候倾向率法、Mann-Kendall（M-K）检验等方法,分析近43a西藏年、季平均气温,年、季平均地温,年平均地气温差的变化趋势以及地温与气温的气候突变关系,并对21世纪地温的变化趋势进行预估。结果表明：（1）各研究站点年平均浅层地温均呈显著上升趋势（P＜0.05）,其中藏西部和藏中部比藏东部增温显著;各季节几乎地温上升显著,其中冬、春季升幅显著高于夏、秋季。（2）年、季深层地温除昌都无显著变化外,其余站点几乎均呈显著上升趋势（P＜0.05）,其中狮泉河、日喀则、拉萨各季深层地温升幅显著高于同期浅层地温,而泽当和昌都各季深层地温升幅低于同期浅层地温。（3）研究地温对气温的响应发现,研究期内藏西部的狮泉河浅层年地气温差小于深层,藏中部的日喀则和拉萨浅层年地气温差20世纪90年代前大于深层,90年代后接近或小于深层;藏东部的昌都浅层年地气温差在80年代中期前小于深层,80年代中期后大于深层。各土层年平均地温与年平均气温均呈极显著正相关,不同土层年地温间也呈极显著正相关（P＜0.01）。（4）西藏21世纪地温随着气温显著升高,藏西部和藏中部增温幅度整体高于藏东部。年均地温高于气温,且其升温幅度大于气温,气温升高,地温增加,预估至21世纪末,昌都、拉萨、波密地温水平将分别达到偏南的八宿、泽当和察隅现有地温水平,相当于所有站点南移近1个纬度。     

全球气候变化背景下近五十年中国湿度区域变化趋势

全球气候变化对国家尺度的农业及环境决策影响显著,研究全球气候变化下农业环境问题,对于农业的可持续发展有着积极的意义.运用实测的相对湿度月平均值,采用趋势分析方法,分析了过去50 a中国大气湿度的动态变化.结果发现:在全球升温背景下,中国相对湿度区域变化以95°E为分界线,95°E以西区域湿度普遍呈增大趋势,说明在全球变暖背景下,中国西部的湿度增大,呈现“暖湿化”趋势;95°E以东地区基本以相对湿度减小为主,呈现“暖干化”趋势,但个别区域湿度增大.在升温比较一致的情况下,各地湿度变化的趋势不同,主要是由降水变化的区域差异引起的.西北干旱区湿度的增大,对于西北干旱区的生态环境有着重要的意义,有利于这一地区的农业发展.     

基于GPCC数据的1901-2010年东北地区降水时空变化

基于1901—2010年GPCC[全球降水气候中心（Global Precipitation Climatology Centre）研制的逐月降水格点数据]月降水格点数据与东北地区79个气象站1961—2010年逐月降水资料,利用相关分析、EOF分解、气候倾向率、M-K统计检验和集合经验模态分解（EEMD）等方法,比较了GPCC降水数据与观测数据的差异,探讨了GPCC数据描述的东北地区近百余年不同时间尺度（年、季）降水变化特征。结果表明:1961—2010年GPCC与东北地区站点数据有着非常显著的相关关系,年GPCC降水与站点数据的距平相关系数为0.96,其与同期东北地区79个气象站的平均偏差仅为5.3%,表明GPCC数据对东北地区降水具有非常好的描述性。GPCC描述的1901—2010年东北地区降水是微弱增加的。从主模态来看,GPCC数据描述的东北地区近百年降水在20世纪初到20年代末处于偏少阶段;30年代到60年代东北地区降水显著增加,处于偏多阶段;70年代后降水又有所减少,但在80年代后期和90年代后期出现个别降水偏多年。从季节变化来看,1901—2010年东北地区秋季降水呈现一定的减少趋势,而其他季节降水有所增加。此外,东北地区降水存在年际（3.5,7.3 a）、年代际（12.3,26.7 a）和百年时间尺度（112.3 a）的特征周期变化。     

1962-2010年玛纳斯流域耕地景观的时空变化分析

为分析近几十年来玛纳斯流域水资源开发密集开发条件下耕地景观的时空变化,采用1962年、1977年、1989年、2000年和2010年5期遥感影像进行土地利用制图,并针对耕地信息,分别从时间变化过程、类型转化关系、空间格局等方面分析了近50 a来面积变化的时空特征,从气候变化与灌区建设的角度探讨了水资源空间配置与耕地扩张的关系。结果表明:1)近50 a来耕地和建设用地面积持续增加,未利用地、湿地和冰川雪地持续减少,草地在前20年增加、后30年减少;土地利用的变化程度总体上由剧烈逐渐趋于缓和;2)整体上耕地的变化由双向转化期逐渐过渡到单向转入期,草地和未利用地为各期主要转入类型,建设用地和草地为主要转出类型,各期的转入面积远大于转出面积,耕地总面积持续、快速增长。3)耕地扩张的重心由城市周边转向荒漠地区、由上游地区逐渐转移到下游,先后在昌吉、呼图壁、沙湾县、主要河流两岸及北部荒漠地区扩张,耕地景观也由杂乱破碎转的斑块转为成片连续的耕地带,耕地在景观中的优势进一步加强。4)耕地面积的扩张与降水和河川径流量的增加有关,耕地的扩张速度与方向与水库的空间分布及建成时间有明显的相关性,水库及灌渠建成的后一个时段往往会伴随一轮耕地的快速扩张。流域内水资源开发的潜力不足,已不能满足耕地的大规模扩张。适当控制耕地规模、优化用水结构、提高水资源利用效率,是集约化农业发展、生态环境保护的关键。     

2001-2020年南盘江流域植被物候时空变化及其对气候的响应

植被物候对气候敏感易观测,是观测生态变化与全球气候变化的重要指标,研究植被物候变化及其对气候的响应对于了解全球气候变化与植被之间的复杂关系具有重要意义。为揭示近20年来南盘江流域植被物候时空变化及其对气候的响应特征,基于2001—2020年增强型植被指数(MOD13Q1-EVI),运用S-G滤波、动态阈值法、Sen斜率分析法、相关性分析法等方法,获取了南盘江流域植被物候参数,分析其时空分布特征,利用偏相关系数分析了气候变化对SOS,EOS的影响。结果表明:(1)2001—2020年,南盘江流域物候特征变化较大,SOS(Start of the growing season)呈提前趋势,EOS(End of the growing season)和LOS(Length of the growing season)呈推迟延长趋势,物候变化具有空间异质性,不同子流域植被物候存在较大差异。(2)植被物候变化受到地形的影响,EOS随海拔升高,结束时间提前; SOS随海拔变化的规律与LOS的规律相反,都存在1 000 m,2 000 m和2 600 m分界线。(3)南盘江流域SOS变化与气温、降水呈正相关关系,EOS与气温呈正相关关系、与降水呈负相关关系。该研究可为南盘江流域的生态环境保护与植被资源可持续发展提供科学依据。     

基于GIS的白洋淀流域降雨侵蚀力时空分布特征分析

为分析白洋淀流域降雨侵蚀力的时空分布特征,利用白洋淀流域及周边64个气象站点2003—2018年的日雨量资料,采用日雨量模型、线性逐步回归、倾向率、Mann-Kendall突变检验以及克里金插值等方法进行了研究。结果表明：(1)白洋淀流域年均降雨侵蚀力为2 284.54 (MJ·mm)/(hm²·h),西南阜平县和东北霞云岭降雨侵蚀力较大,在东南—西北方向上呈先增后降趋势。(2)气象站点降雨侵蚀力与经纬度、海拔的关系为：降雨侵蚀力=-0.115×纬度+0.414×经度-0.235×海拔,降雨侵蚀力与纬度、海拔呈负相关,与经度呈正相关。(3)降雨侵蚀力年内分布中,夏季较大,平均1 826.75 (MJ·mm)/(hm²·h),冬季较小,平均1.77 (MJ·mm)/(hm²·h);降雨侵蚀力年际分布中,2011—2014年较大,平均2 584.82 (MJ·mm)/(hm²·h);2003—2006年较小,平均2 053.79 (MJ·mm)/(hm²·h)。(4)降雨侵蚀力时间...     

陕西省植被时空演变特征及其对气候变化的响应

利用GIMMS/NDVI数据分析了陕西省1982—2006年的植被覆盖时空演变,并探讨了植被时空变化对气候变化的响应。分析发现,陕西省NDVI空间分布具有自南向北递减的特点,陕西北部、中部和南部三区四个季节的NDVI均以夏季最大,春季和秋季相当,冬季最小。25年来,三区NDVI显著增加,其中以春季增幅最大,夏季反而有下降的趋势。三区气温增加趋势明显,导致生长期的延长,这是NDVI增加的主要原因之一;三区年总降水呈减少趋势,降水的减少并未使得NDVI减少,这说明当地降水可以满足植被生长的基本条件;夏季NDVI的减少可能与人类活动增加有关。在年内尺度上,三区温度的增加利于植被覆盖的增长;降水量的增加为植被覆盖的增长提供更充足的水分,NDVI的增加主要出现在月降水量小于100mm时,当该月降水量大于100mm时NDVI并无明显增加趋势。     

基于SWAT模型的中尺度流域气候变化水文响应研究

基于2002--2004年气象资料,选择一中尺度流域——漳卫南流域,采用SWAT模型的Arc View界面AVS2000构建了分布式水文模型,并以流域现状气象条件为基准,设置了24种不同气候情景,以流域径流量、腾发量（Eτ）和产水量3个SWAT模型输出指标定量分析了气候变化对流域水循环的影响。模拟结果表明气候变化对于流域腾发量（Eτ）、地表经流量和产水量均有显著影响：流域降水量增加,流域腾发量（Et）、径流量和产水量都随之相应增加;流域气温增加,腾发量（Eτ）随之相应增加,但径流量和产水量随气温增加而相应降低。研究结果对于变化环境下的流域水资源管理具有一定的意义。     

基于AVHRR和MODIS数据源的山东省植被覆盖时空变化及其对极端气候的响应

[目的]研究山东省的植被覆盖变化和极端气候的关系,以期为区域植被生态维护提供科学借鉴。[方法]基于AVHRR-GIMMS NDVI对MODIS NDVI插补获取的1982—2021年长时间序列NDVI数据集,分析山东省NDVI的时空变化,并结合该省96个气象站的逐日数据,研究NDVI对极端气候的响应。[结果](1)山东省及各分区NDVI总体呈强持续性的显著上升趋势,该省平均增速为0.013/10 a(p<0.001);空间上NDVI大体呈西高东低,南高北低分布;空间趋势上植被覆盖以强持续性显著改善和基本不变为主。(2)整体上NDVI与年和月的极端气温暖指数、极端降水指数以显著正相关为主,与冷指数以显著负相关为主,与GSL,DTR相关性不显著;空间上鲁西平原区主要受极端气温的影响,其他分区对极端气温和极端降水均响应明显。(3)NDVI对极端气候的响应具有明显的滞后性,且对极端气温的滞后性比对极端降水的滞后性强。[结论]山东省植被覆盖总体向持续改善的方向发展;NDVI对极端气候响应明显,极端高温和极端降水对植被生长总体起促进作用,而极端低温以抑制作用为主;植被覆盖变化对极端气候响应存...     

基于GIS的黑龙江省降雨侵蚀力时空变化分析

基于黑龙江省32个气象台站近40 a的日降雨量数据计算半月降雨侵蚀力,构建了GIS基础数据库。通过Kriging方法对平均降雨侵蚀力进行插值,运用趋势分析法,从时间和空间上对黑龙江省降雨侵蚀力演变特征进行了分析。结果表明:(1)各气象台站半月平均降雨侵蚀力在时间分布上呈单峰型集中于4月下半月至10月上半月,先逐渐增加,7-8月达到最大值,随后逐渐降低。(2)半月平均降雨侵蚀力在空间分布上存在较大差异,7-8月差异最为显著,7月下半月平均降雨侵蚀力呈全年最大值。(3)该省范围内平均降雨侵蚀力1972-1981年最小,1982-1991年最大,1992-2001年、2002-2011年较1982-1991年平均降雨侵蚀力呈持续递减趋势。(4)该省近40 a平均降雨侵蚀力具有较强的空间相关性,多年平均降雨侵蚀力自西向东、由北至南呈明显的抛物线状分布趋势,伊勒呼里山向北、松嫩平原自东向西、三江平原自西向东、小兴安岭由南至北、张广才岭、老爷岭由北至南,呈明显递减趋势分布。     

1961-2015年吉林省降雨侵蚀力的时空变化特征

[目的]分析吉林省1961-2015年降雨侵蚀力的时空变化趋势,为该省的农业和生态保护、水土保持等工作提供科学依据.[方法]利用吉林省46个自动气象站1961-2015年逐日降雨量资料估算吉林省逐气象站的降雨侵蚀力,并采用相关系数、气候倾向率和反距离空间插值方法分析吉林省降雨侵蚀力的时空变化趋势.[结果]吉林省年平均降雨侵蚀力在空间分布上从集安开始呈向西北和东北逐渐递减的变化趋势,其空间分布特征与年平均降水量的空间分布特征基本一致.时间分布上与多年平均降水量的时间分布特征具有高度一致性,在7月达到峰值.有34.8％的气象站点降雨侵蚀力呈上升趋势,中、西部大部分地区呈下降趋势,东部有1/2以上呈上升趋势,但只有长白站的下降趋势通过显著性检验.不同地区各年代平均降雨侵蚀力变化也不一致,具有波动性.不同年代各降雨侵蚀力等值线在空间分布上总体变化不大.[结论]吉林省降雨侵蚀力在时空变化上与降水量一致,不同地区降雨侵蚀力变化趋势不一样,几乎没有通过显著性检验.     

黄河流域植被指数对气候变化的响应及其与水沙变化的关系

[目地]研究流域植被对气候变化的响应及其与水沙的关系,为黄河流域生态环境政策调整提供科学依据。[方法]基于归一化植被指数(GIMMS NDVI)、气温、降水和径流量、输沙量数据,利用线性回归和相关分析方法分析了黄河流域NDVI时空变化和对气温与降水的响应,及其与径流量和输沙量关系。[结果]①1982—2015年黄河流域及上、中游流域NDVI均呈显著线性增加趋势,中游流域增速最快,显著增加区域面积也最大。②1982—2015年黄河流域NDVI与年平均气温、年降水量呈显著正相关面积分别占22.39%和21.99%,集中分布在中北部区域。③2000—2015年黄河流域总体和上游流域年径流量均表现出增加趋势,上游和中游流域输沙量呈下降趋势。黄河流域水沙关系变化是多种因素共同作用的结果。[结论]气候变化背景下黄河流域1982—2015年植被总体呈改善趋势,但具有明显空间差异特征,植被变化与河流径流和输沙变化关系尚待进一步研究。     

丹东地区降雨侵蚀力(R值)的时空分布规律分析

降雨是引起土壤侵蚀的主要动力因素，而降雨侵蚀力是引起土壤侵蚀的主要动力因子，对于降雨侵蚀力时空分布规律的定量研究是进行土壤侵蚀预报的基础。以丹东地区41个雨量站1990～2000年逐月降雨资料，依据有关降雨侵蚀力的计算方法，估算丹东不同地区的降雨侵蚀力，并在AreiMo软件支持下对所得结果进行时空分布规律的分析。结果表明：（1）在空间分布上，丹东地区多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由南向北递增。（2）降雨侵蚀力的月分布情况与降雨量的月分布情况大致相一致，且月R值的年内变化显著。（3）年R值的年际变化在空间分布上大致呈南北高，中间低的特点。