新疆雪线场的建立及其空间分布特征

以新疆为研究区,利用2015年逐日积雪产品MOD10A1/MYD10A1数据,通过积雪持续时间比率法提取研究区雪线,并运用克里金插值法建立新疆区域雪线场,在此基础上对研究区雪线空间分布特征进行研究。经分析得出:普通克里格插值法建立的新疆雪线场MAE(平均绝对误差)为4.49 m,RMSE(均方根误差)为48.93 m,其误差满足本研究的精度需求;从整个研究区分析,雪线高程呈现出北低南高,西高东低的布局,其值在3 000~5 600m,具有典型的经度地带性和纬度地带性的分布特点,同时雪线场南部分布密集北部稀疏;从局部区域分析,天山山区雪线高程南高北低、东高西低,昆仑山区中间高、两边低,阿尔泰山区西北向东南依次降低;各个区域雪线分布差异较大,其内部分布复杂,雪线高程高低交错。     

2001-2014年新疆阿尔泰地区积雪时空分布特征研究

基于2001-2014年的MODIS10A2积雪产品数据,对新疆阿尔泰地区积雪的年际变化特征、年内变化特征及空间分布进行了分析研究,得到以下结论:1)年内积雪一般由10月中旬左右便开始累积建立,在第二年1月份积雪覆盖面积到最大值,7月份积雪覆盖面积达到最小值,其中,冬季积雪面积所占比例最大,夏季最小。2)2001-2014年新疆阿尔泰地区积雪覆盖面积呈减少趋势。阿尔泰地区积雪空间分布极不均匀,北部积雪分布明显多于南部,山区及高海拔地区为积雪频次分布的高值区,平原及流域地区为积雪覆盖频次的低值区。3)永久性积雪主要分布在阿尔泰山北部的高海拔区(3000-3923m),且面积较小。     

中亚高山冰川表面高程变化时序重建

中亚高山冰川区地形复杂，站点观测和传统实地测量范围十分有限。卫星激光测高技术可实现大范围冰川表面高程变化监测。以2003—2009年ICESat激光测高数据为数据源，参考2000年的SRTM高程数据，建立冰川区点云去噪及其精度优化算法和多尺度冰川区表面高程时空变化分析模型，并分析了2003—2009年间中亚山区整体与各分区冰川表面高程时序变化。结果表明：中亚高山冰川区的冰川表面平均高程整体呈下降趋势，表现出明显的区域差异。其中，2003—2009年中亚冰川表面高程总体下降了9.59±1.89 m;Ⅰ区（即西藏和青海南部）的冰川表面高程下降了6.51±2.9 m;Ⅱ区（即新疆、青海北部和甘肃部分地区）下降了7.87±5.03 m;Ⅲ区（即中国境外，中亚地区的部分国家）下降了9.81±5.1 m，且监测到2004—2005年冰川表面高程上升。本研究方法对冰川区点云类高程脚点监测具有一定的通用性，但对基准DEM的依赖度较高。     

基于MODIS数据的2001—2016年内蒙古积雪分布及其变化趋势

积雪融水是干旱区重要的水资源之一,积雪分布变化的监测对区域雪冰资源的合理利用及灾害防治至关重要。基于内蒙古地区2001-2016年MOD10A2积雪数据对研究区进行分带提取,分析不同海拔高度积雪年内年际变化特征,结合气温和降水气象因素,分析其分布变化原因。研究表明:积雪面积、积雪覆盖率年内分布呈单峰形,10个海拔带的积雪期为9月到次年5月,峰值出现在冬季,积雪覆盖率增减的临界高度在952~1 114 m;不同高程带的积雪面积在春季、夏季、秋季整体上呈现出"增加-减少-增加-减少"的年际变化规律,冬季整体上表现出"减少-增加-减少"的变化规律;积雪面积受降水量和气温相互的影响,其中海拔高度可能起到间接作用。内蒙古地区春季、冬季积雪覆盖率均与冬季降水量呈显著正相关,各季节积雪覆盖率基本与温度呈负相关关系。     

新疆北部牧区雪冰灾害指数和危险性评估

根据雪冰气候事件的聚合、权重和牧业灾害损失的关系,通过[WTBX]H、L[WTBZ]指数分析,研究了新疆北部的雪冰灾害特征和危险性。研究认为,雪冰灾害具有链状结构,灾害强度与雪冰气候事件权重、聚合度有关。基于信息扩散理论,对雪冰灾害危险性进行分析评估,新疆北部雪冰灾害分布,总体呈西北─东南向带状分布,西低东高,南低北高,低山丘陵高于平原,厚积雪区域高于薄积雪区域。     

2002-2009年中国干旱区积雪时空分布特征

以中国干旱区为研究对象,利用MODIS和AMSR-E融合后的2002-2009年8个水文年份（8月1日至7月31日）的无云积雪产品,计算并验证了用遥感方法提取研究区积雪日数、初雪日期和终雪日期的精度,结合积雪日数制图和积雪面积统计,分析了研究区8 a来积雪时空分布特征。结果显示：① 与气象台站观测资料获取的积雪参数的对比验证表明,遥感方法提取积雪参数的精度较高,误差日数大多在20 d以内,主要表现为遥感方法积雪日数的低估,初雪日期的延后和终雪日期的提前。② 除山地冰川和永久积雪外,天山和阿尔泰山山系间的北疆地区是研究区内季节性积雪最为丰富的地区,积雪日数一般在60 d以上,不过积雪的分布不均匀,大体上从边缘山区向内部盆地中心积雪日数递减,初雪日期延后,终雪日期提前。③ 干旱区在2005年、2007年和2002年积雪面积较大,而2008年和2006年积雪面积较小。各年稳定积雪存在的地区和范围相对稳定,面积变化不大,其年际变化主要体现在积雪日数的增减上;不稳定积雪的面积一般高于稳定积雪,且年际变化较大,积雪日数大多在20 d以内。     

新疆3大山区云中液态水时空分布特征北大核心CSCD

采用2003-2015年美国宇航局（NASA）发布的AIRS/Aqua L2 Standard Physical Retrieval（AIRS＋AMSU）V006（AIRX2RET）云数据集,选取新疆地区,特别是云水量较丰富的3大山区为研究区域,研究其云中液态水的时空分布特征。结果表明：从空间分布看,北疆的云水量高于南疆,山区比沙漠盆地丰富,山区迎风面更为丰富,高达500×10^-6kg·m^-2,呈西多东少的趋势。受大气环流的影响,整个研究区域、天山和阿尔泰山的云水量在春季分布较丰富,均高于350×10^-6kg·m^-2,昆仑山在夏季分布较丰富;整个研究区域秋季的云水量分布均较少,在20×10^-6kg·m^-2以下。近13 a研究区域云水量的年均值为42.47×10^-6-455.32×10^-6kg·m^-2,整个研究区域云水量总体平稳,3大山区则呈下降趋势;在2009-2010年研究区域的云水量总体呈上升趋势,天山变化较明显。3大山区云水量的年变化呈＂单峰形＂,阿尔泰山、天山和昆仑山云水量最高时段分别出现在2-4月、3-5月和4-8月,峰值分别为822.30×10^-6kg·m^-2、869.75×10^-6kg·m^-2和742.82×10^-6kg·m^-2。     

近50年新疆冬季热量资源时空变化

利用新疆101个气象站1961—2010年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用线性趋势和Mann-Kendall法对最冷月1月平均气温、年极端最低气温、冬季负积温和越冬期日数等冬季热量要素变化趋势、突变特征进行分析,采用混合插值法,在ArcGIS平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布式模拟。结果表明：(1) 新疆1月平均气温、年极端最低气温总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的特点,冬季负积温和越冬期日数总体呈现“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的分布格局。(2) 在全球变暖背景下,1961—2010年新疆冬季热量资源呈明显的增多趋势,并且1月平均气温和年极端最低气温分别于19 79年和1980年发生了突变性的升高,冬季负积温和越冬期日数分别于1986年和1998年发生了突变性的减少。突变年前后,1月平均气温和年极端最低气温上升幅度的空间分布总体呈“从东南至西北递增”的格局,冬季负积温减少幅度的空间分布呈“由南向北递增”的特点,越冬期日数减少幅度的空间分布呈“南疆大,北疆小;盆地大,天山和阿勒泰山区小”的格局。     

新疆北部MODIS积雪制图算法的分类精度

Terra/MODIS雪被产品在牧区积雪灾害的动态监测中,具有重要的应用价值.利用新疆北部地区2001-2005年4个积雪季的Terra/MOD10A1雪被产品和20个气象台站的观测资料,对比分析了MODIS积雪制图算法的分类精度.结果表明:①在晴空天气条件下,MODIS积雪制图算法分类的总精度达98.5%,积雪分类精度为98.2%,积雪多分误差小于漏分误差.分类精度在不同观测台站之间存在较大的差异,其总精度介于94.0%～100%,积雪分类精度介于77.8%～100%.②MODIS积雪算法的分类精度同海拔、坡度和坡向之间没有稳定的相关关系,雪深和土地覆盖是导致精度差异的主要原因.MODIS无法识别雪深低于0.5 cm的积雪;当雪深介于0.5～3 cm时,积雪识别精度较低,介于45.2%～76.2%.当雪深大于等于3 cm时,积雪识别精度随雪深的增加而增大,平均值达98.6%以上.③MODIS积雪制图算法在草地区的分类精度最高,达98.9%;其次为农田、灌木林和城市与建设用地区,分别为97.9%,97.2%和96.9%.在农区积雪漏分误差低于多分误差,在草地、灌木林和城市与建设用地区则高于多分误差.     

MODIS逐日积雪覆盖率产品验证及算法重建

选取青藏高原局部地区为研究对象,针对MODIS逐日积雪覆盖率产品（MOD10A1）存在精度差、地域限制等问题,利用MODIS地表反射率产品（MOD09GA）,提出了分段建模的方法,生成了精度更高的积雪覆盖率产品,并采用Landsat资料对该产品进行了验证。结果表明：① MOD10A1标准积雪覆盖率产品在青藏高原地区精度较低,提取的平均雪盖率为29.16%,与同时相TM影像的积雪覆盖比例（22.45%）相差较大,两者相关系数仅为0.74;② 利用MOD09GA地表反射率产品重建积雪覆盖率的分段模型,提取的平均雪盖率为21.70%,与同时相TM影像的积雪覆盖比例较为接近,且两者相关系数达到0.85;③ 与TM资料生成的积雪真值图像对比,改进后的分段模型标准误差与绝对平均误差都优于标准产品,对研究区积雪覆盖面积监测精度的提高有一定的改善。     

内蒙古黄河流域1990—2020年生境质量评估

内蒙古黄河流域是中国重要的生态区域,探究其生境质量变化能够为区域生态环境保护提供重要基础信息。本研究基于1990—2020年土地利用/覆盖数据,采用InVEST模型和地理探测器分析方法,揭示内蒙古黄河流域生境质量时空格局及其驱动力。结果表明：（1）内蒙古黄河流域生境质量总体呈现北低南高的空间分布格局,具有显著的空间聚集性。生境质量等级为低的区域面积占比为23.50%,主要分布在库布齐沙漠以及研究区东南部;（2）1990—2020年,研究区生境质量呈现先降低后小幅回升的变化趋势。生境质量退化的区域面积占比为11.97%,主要集中在研究区北部和黄河两岸附近,是耕地扩张和沙地分布区域;（3）地形、植被和土壤类型等自然因子是生境质量空间分异特征的主要驱动因子,任意两种进行交互探测的因子对生境质量空间分异的解释力都要大于其单一因子的解释力。建议未来生态治理和恢复工作应重点关注研究区北部生境质量发生退化的区域,研究结果可为区域生物多样性的保护和生态环境的恢复提供借鉴和参考。     

基于2002-2012年气象数据的中国小麦条锈病菌越夏区划

为了解气候变暖对我国小麦条锈病菌越夏的影响,本研究基于2002—2012年间691个气象站点7、8月份连续最热10 d均温低于越夏临界温度22℃或23℃的年概率,比较了ArcGIS中反距离权重法、局部多项式插值法、径向基函数法和普通克里格法4种插值方法对我国小麦条锈病菌越夏区划的影响,采用指数模型和球状模型下普通克里格插值法进行了条锈病菌越夏区划;以2002—2012年间7、8月份连续最热10 d的平均温度均值作为区划指标,利用ArcGIS的指数模型和球状模型下普通克里格法进行了高程插值。结果表明,2002—2012年每年的7、8月份连续最热10 d均温低于越夏临界温度的年概率在20%以上的地区可以认为是我国小麦条锈病菌的越夏区,年概率在5%~20%的区域可以视为越夏过渡区,年概率在5%以下的地区可以视为不太适合小麦条锈病菌越夏的区域。表明小麦条锈病菌越夏区仍主要集中于我国西北、川西北地区,但越夏范围有一定缩减。     

天山北坡典型内陆河流域积雪年内分配与年际变化研究——以玛纳斯河流域为例

以500m分辨率的MOD10A2积雪遥感影像和气象站点数据为基础,以积雪覆盖率和初雪日与积雪日数为变量对玛纳斯河流域积雪的年内分配(2007年10月-2008年9月)与年际变化(1960年-2006年)进行了分析探讨.结果表明:水文年内玛纳斯河流域积雪变化较大,北部开阔的河谷地带积雪覆盖呈现明显的季节性变化;南部山区海...     

北大西洋涛动对新疆冬季极端冷事件的影响

利用1961—2016年新疆各站逐日气温、NCEP再分析高度场、风场资料及北大西洋涛动（NAO）指数,分析了新疆1961—2016年冬季出现的极端冷事件频次变化及与其相联系的环流特征。冬季NAO通过欧亚（EU）波列传播影响新疆冬季极端冷事件的变化,但冬季NAO位相与新疆冬季极端冷事件并没有逐年一一对应的负相关关系。在冬季NAO负位相年,由EU波列传播,70°N以北北风偏弱,当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高（低）,50°~70°N西风偏弱（强）时,新疆冬季极端冷事件偏多（少）;在冬季NAO正位相年,由EU波列传播,70°N以北北风偏强,当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高（低）,50°~70°N西风偏弱（强）时,新疆冬季极端冷事件偏多（少）。因此,冬季NAO、乌拉尔山及其以东区域高度场和50°~70°N西风三者共同作用决定了新疆冬季极端冷事件的发生频次,其中乌拉尔山及其以东区域位势高度和50°~70°N西风在冬季NAO对新疆极端冷事件的影响关系中起到了重要的调制作用。     

新疆能源消费碳排放时空特征及能源结构调整路径探讨

新疆作为我国重要的能源生产与供给基地,合理的协调经济发展与能源碳排放之间的关系,是实现其经济可持续发展与节能减排目标的重要前提。本文在整理新疆各类统计数据的基础上利用空间自相关对新疆2000—2020年能源消费碳排放的时空特征进行了测算和分析。结果表明：（1）研究期间新疆能源消费碳排放总量呈现逐年增加的趋势,但碳排放强度整体上呈现下降趋势;（2）碳排放强度的空间分布特征表现为：天山东坡碳排放强度较高,准噶尔北缘、天山北坡和昆仑山北坡则相对较低,并且具有明显的集聚特点;（3）在全球变暖与碳减排的大背景下,新疆需要从区域资源禀赋特点入手,建立差异化的能源结构调整策略,通过构建多能互补的绿色能源网络,促进区域实现“双碳”目标和社会经济的高质量发展。     

艾比湖湿地土壤粒度特征分析

为了探明阿拉山口大风对地表土壤粒度分布的影响,本文选取阿拉山口风向影响下的阿拉山口地区（A区域）,博河、精河下游河岸带（B区域）,阿奇克苏河下游河岸带（C区域）作为研究区,三个区域的表层土壤作为研究对象,以艾比湖湿地表层土壤粒度测试实验为基础,分析土壤粒度及空间分布的特征。平均粒径结果表明：阿拉山口区、博河,精河下游河岸带、阿奇克苏河下游河岸带粒径分别为101．49μm、77．54μm、49．82μm;偏度特征为：三个区域的偏度均值结果显示为正偏态,分别为为4．01（阿拉山口区域）、3．71（博、精河区域）、2．77（阿其克苏河区域）。土壤质地分级结果为：阿拉山口区土壤质地以粗砂为主,博河,精河下游河岸带以沙砾和粉砂为主,阿奇克苏河下游河岸带以粉砂为主。上述结果定量地揭示了阿拉山口常年的风力侵蚀作用及其人类活动对该区域表层土壤粒度的影响。     

贵州喀斯特高原人口分布的自然环境因素Ⅱ.多元回归分析与地带性研究

以贵州喀斯特高原76个县市(区)农业人口密度、人口密度以及自然地理因素资料,应用多元逐步回归方法,研究贵州省人口分布与其主要影响因子的相关关系,并建立多元回归模型,探讨贵州喀斯特地区的自然地理因素地带性分布的特征,并进一步研究在贵州喀斯特地质条件下人口分布的自然地带性规律.结果表明:在喀斯特地质环境条件下,受经度、纬度以及平均海拔高度之间错综复杂的相互影响关系的作用,各自然地理因素具有一定程度的地带性分布特征,从而导致了贵州高原人口具有地带性分布,表现为人口分布主要集中于西北部的黔中丘原地区.     

天山北坡经济带经济格局时空演变特征研究

利用新疆天山北坡经济带1978-2008年18个县市的人均GDP数据为基础,以县市为基本单元,采用ESDA全局空间自相关和局部空间自相关分析方法与GIS技术结合,对天山北坡经济带的经济空间关联类型、动态演化特征及动力机制进行研究。结果表明:1)30年来天北经济带经济全局空间自相关系数总体呈现空间正相关特征,且表现出一种稳定的状态。2)局部区域空间自相关特征显著,根据Local Moran's I所表征的空间意义分类,将各县市的经济发展分为集聚区(高-高)、萧条区(低-低)、空心区(低-高)和孤岛区(高-低),并结合区域面积变化,分析了天山北坡经济带区域经济集聚及演化过程特点。3)区域经济增长的近邻效应不是很明显,低-低和高-高两种类型区域面积有所减少。4)石油资源和交通条件是促进天北经济带区域经济空间集聚与演化的动力。文章最后探讨了天北经济带经济空间关联特点及演化特征对区域经济集聚扩散过程、区域政策选择、空间开发模式等问题的影响。     

近50年来新疆人口时空变化特征及成因分析

人口增长包括人口的自然增长和机械增长两个方面,人口增长会对一个区域的社会经济发展产生较大的影响,而人口增长又受政治、历史、经济和自然等多因素的制约。自20世纪50年代以来,新疆人口年均增长速率2.97%,明显高于全国平均水平1.53%,属于人口快速增长地区。其原因主要是:(1)高出生率导致高人口自然增长率,从1955年至2005年的50年期间,新疆人口的平均自然增长率17.91‰,高于全国平均水平15.20‰;(2)20世纪50~60年代人口大规模迁入造成的,到1967年底,全疆迁移净增人口共257.22×104人,平均每年迁移净增人口都在15万人以上,从1968年起,人口增长完全依赖自然增长。新疆人口分布的空间变化规律总体分布趋势为西密东疏,北多南少;山区和盆地相交的山前冲洪积扇缘绿洲地带最多,盆地中心及其盆地周围山区人烟稀少。新疆人口密度明显增加,高值区的范围在不断扩大,低值区的范围在缩小。     

未来气候变暖对褐飞虱越冬界限的影响分析

全球气候变暖将对农业病虫害的越冬界限产生影响,从而影响病虫害的发生动态。本文以GIS（地理信息系统）技术研究了未来高经济发展条件下能源种类平衡发展排放情景（A1B）下褐飞虱越冬界限及相应越冬区相对于baseline时段（1961-1990）的可能变化。结果表明：（1）越冬北界在2020s（2010-2039）北移约50 km,安全越冬北界北移约110 km;2050s（2040-2069）越冬北界北移约120 km,安全越冬北界北移约250 km。由于经纬度及海拔的影响,越冬界限北移存在一定区域差异。（2）越冬区明显扩大。相对于baseline时段,2020s褐飞虱间歇越冬区扩大约11.93万km2 （约23.24%）,安全越冬区增加约2.08万km2 或0.66倍;2050s间歇越冬区扩大约25.99万km2（约50.63%）,安全越冬区增加约18.82万km2或5.93倍。这些结果表明褐飞虱越冬界限对气候变暖响应明显,其中安全越冬北界较越冬北界北移幅度更大。气候变暖导致的安全越冬北界北移对未来褐飞虱的发生动态可能产生重要影响。