基于GIS的邯郸市干热风时空变化特征分析

利用1971～2010年邯郸地区16个气象台站的日最高气温、14:00时空气相对湿度和14:00时风速的观测资料,研究了邯郸市干热风发生日数和干热风天气过程发生次数的时间和空间分布特征,并利用Morlet小波分析方法探讨了邯郸干热风发生日数的周期性。结果表明:邯郸市轻度、重度干热风的年平均发生日数分别为2.6 d和1.4 d,在空间分布上自西北到东南逐渐减少;轻度、重度干热风天气过程的年平均发生次数分别为0.9次和0.5次;从1971年至2010年,轻度和重度干热风发生日数的年际变化很明显,均呈先减少后增多的变化趋势;轻度干热风年平均发生日数的变化存在3.5年和2.0年的周期,重度干热风年平均发生日数的变化存在3.0年和2.0年的周期。     

过去50年黄淮海地区冬小麦干热风发生的时空演变规律

【目的】 研究近50年来中国黄淮海麦区小麦干热风时空变化特征,针对其变化趋势,提出有效防御干热风的科学对策。【方法】基于黄淮海地区68个气象台站1961-2010年的逐日气象资料,采用中国气象局发布的气象行业标准“小麦干热风灾害等级”指标,系统分析近50年来黄淮海冬小麦高温低湿型干热风年平均发生日数与过程次数的时空分布特征,针对其变化趋势,提出有效防御干热风的主要途径和技术措施。【结果】（1）1961-2010年,黄淮海地区冬小麦轻度、重度高温低湿型干热风出现的平均日数和过程次数随时间的变化总体呈减少趋势,其中1960-1980年和2001-2010年均为缓慢减少时期,1981-2000年变化则不太明显。1968年各地干热风危害均最为严重,1987年危害均最轻;（2）近50年来,该区轻度、重度干热风灾害的年际变化很大,这和该时期气象要素匹配程度有关。各地20世纪60年代干热风发生最严重。其次,为20世纪70年代和最近10年。20世纪80、90年代危害较轻;（3）就空间平均分布状况而言,该区轻度和重度干热风年平均发生日数和干热风过程次数分布具有一致性,总体呈中间高、两头低的趋势,且地区间差异都很显著,同纬度地区的内陆高于沿海。河北省的北部和西北部、河南省的东南部一带等地干热风危害最轻,河北省南部、河南省西北部等地危害最重,该地作物产量受到冲击很大,生产相对更脆弱。【结论】1961-2010年,中国黄淮海地区冬小麦干热风灾害总体表现为减少趋势,但由于不同时期和不同区域气象要素温度、水分、风速等匹配组合的差异,干热风灾害年际变化很大,地区间差异显著,在不同时期、不同区域仍有可能发生。实际生产中,必须重视小麦干热风灾害的防御,可从生物措施、农业技术措施和化学措施着手来减少干热风对小麦生产的影响和危害。     

中国黄淮海冬麦区关键生育期——干热风关联特征及 其时空变化分析

【目的】结合冬小麦的生育期,分析其在不同生育期内遭遇干热风的时空变化特征。 【方法】文章利用黄淮海冬麦区地面气象台站记录的逐日气温资料、农业气象台站记录的地 面物候资料以及土壤水分数据,提取出1993—2016 年各气象站点发生在抽穗扬花期、灌浆 前期以及灌浆后期的干热风日。设计干热风强度指标k,使用核密度分析方法,分析冬小 麦在不同生育期内遭遇干热风的时空变化规律。最后结合RCP4.5 和RCP8.5 的排放情景下 模拟的温度数据,分别预测黄淮海冬麦区在2030 年、2050 年干热风发生强度的可能趋势。 【结果】（1）1993—2016 年不同生育期内轻、中、重度年累积干热风日均呈增加趋势,其中 尤以中度干热风的增加趋势最为显著。（2）重度干热风发生在灌浆后期的比例明显大于轻、 中度干热风。随着干热风严重程度的增加,其在生育期内分布比例的年际差异逐渐增大。 （3）不同生育期内干热风多发区的空间范围变化规律一致,均存在向东、向南扩大的趋势。 河北、河南以及山东的交界地区始终是干热风的严重威胁区。（4）预测结果表明,在2030 年、2050 年研究区干热风发生强度有增强趋势、多发区范围略有扩大。【结论】1993—2016 年不同生育期内干热风灾害总体表现为增加趋势。预计在2030 年、2050 年干热风灾害发生 强度及影响范围会进一步增强和扩大。应加强对干热风的预警和防御,并在干热风发生后及 时采取补救措施。     

基于GIS的山西有效积温时空变化分析

气候变化对陆地生态系统、粮食生产与安全、经济社会可持续发展等影响很大,分析积温变化特征可为种植业布局、农情测报、防灾减灾及气候区划等提供决策依据,对指导农业生产和生态建设等具有重要意义。据山西109个气象站1979—2016年间气温日均值资料和SRTM3 DEM数字高程资料,采用滑动平均法、线性回归模型、IDW和Mann-Kendall突变检验等方法,用ArcGIS的空间分析和三维分析建模工具,内插到100 m×100 m的小网格上,进行热量资源分布精细化模拟,绘制出山西积温分布图,分析日均气温≥10℃的有效积温及其持续日数和起止时间的时空变化特征。结果表明,近38 a来,山西≥10℃积温平均为3 252.3℃,初日提前、终日推迟,气候倾向率为154.9℃/10 a;持续日数增加,平均为192.7 d;变化周期为6～8 a,且在1997年前后出现由冷到暖的突变;≥10℃积温及其持续日数均呈波浪上升趋势,最长和最短日数距平均值分别为19.76、-9.6 d;2 500℃以上积温区明显增加,积温带向东北方向推移;积温及持续日数由西南向东北递减,随海拔增加递减。     

阿克苏地区土地利用时空变化特征分析

基于GIS平台,以阿克苏地区各县市土地利用现状数据,2006年1:1 600 000的行政区划图及实地调查数据为基础,结合统计分析,对阿克苏地区1996～2006年间的土地利用数量、类型及空间变化进行了分析.结果表明:(1)在10年尺度上土地利用总体动态特征是未利用地和牧草地减少,其它土地利用类型增加;(2)10年间阿克苏地区土地结构变化绝对指数为8,其中:园地,交通用地的年变化率较大,牧草地、未利用地的年变化率较小;(3)引入的单一土地利用类型相对变化率,反映出阿克苏地区土地利用变化存在明显区域差异.     

基于ESDA 和GIS 的四川省县域耕地 变化时空关联性分析

基于ESDA全局和局部空间自相关分析,采用Geo Da和Arc GIS软件分析了四川省2001—2007年和2007—2013年两个时期的耕地变化率及其空间关联性。结果表明:(1)2001—2013年,四川省耕地面积呈先急剧减少后略有增加的总体变化趋势,其中,2001—2007年共减少耕地面积37.6375万hm2,年均减少耕地6.2729万hm2;2007—2013年增加耕地面积1.8817万hm2,年均增加0.3136万hm2;(2)2001—2007年和2007—2013年两个时期全局Moran’sI分别为0.4219和0.5428,表明耕地变化率空间自相关特性明显,耕地变化率相似的县域在空间上集聚分布,且有进一步集聚的趋势;(3)局域空间自相关集聚类型中,两个时期正相关的类型都占主体部分,分别占75.41%和73.77%,其中,显著性强烈的县域分别占26.81%和16.30%,且存在由西向东转移趋势;(4)两个时期耕地变化率空间集聚虽然不完全相同,但存在共性,即以攀西城市群为主的川西南、以成都平原城市群和川东北城市群为主的川东大部分县域耕地变化率较高,川西北城市群部分县域耕地变化率较低。     

山西冬小麦干热风分布特征及对产量的影响

基于山西39个气象站1971—2013年43 a的逐日气象资料,分析了干热风的发生日数、发生过程次数的时空分布特征。结果表明,山西冬小麦干热风在1971—2013年之间总体呈波动略减小趋势,20世纪70年代干热风发生较为严重,轻、重干热风发生均较多,20世纪80年代危害最轻,90年代以后有缓慢增加趋势;干热风高发区主要分布在南部的临汾和运城盆地,其次为晋中盆地,晋东南发生最轻。干热风是山西冬小麦主产区最主要的农业气象灾害之一,干热风发生日中空气相对湿度较小是引起千粒质量降低和产量减少的重要因素,采取有效措施防御干热风是小麦稳产增产的重要保障。     

基于GIS的凉州区耕层土壤主要养分时空变化研究

采用GIS定位取样测试、ACIGIS软件数据分析和统计分析方法,对武威市凉州区土壤养分状况分析评价的结果表明,凉州区耕地土壤有机质平均含量为16.2 g/kg,变幅为1.02～40.10 g/kg,标准差为5.79,变异系数为35.33。相对第二次全国土壤普查,有机质含量平均增加2.1 g/kg,土壤全氮平均增加0.09 g/kg;土壤有效磷平均含量为25.4 mg/kg,变幅为15.5～36.4 mg/kg,平均含量增加11.8 mg/kg;土壤速效钾含量加权平均值为177 mg/kg,变幅为155～266 mg/kg,相对第二次全国土壤普查总体表现下降趋势,平均减少7.0 mg/kg。     

基于DSSAT和GIS的中国水稻产量时空变化模拟研究

以DSSAT模型相关理论为基础,结合DSSAT模型和GIS技术,模拟了中国不同历史时期(1980-2007年)水稻产量,研究水稻产量时空分布特征以及产量变化区分布规律.结果表明:中国水稻气候产量总体呈现增加趋势,在空间上分布不均,南方高于北方,东部高于西部;水稻产量的变化逐渐形成了4个不同增减态势区以及3个不同稳定性区域的整体格局,从而得出未来一定时期中国水稻产量稳定增产的稳定潜力区.     

基于GIS的海口市滨海旅游区土地利用格局的时空变化

利用1991、2001、2008年3期LandsatTM/ETM＋遥感影像数据,采用面向对象技术对3期影像数据进行分类,利用土地利用面积变化率公式获取研究区土地利用时间序列变化规律,并且在GIS中通过空间叠加分析取得研究区土地利用转移矩阵进而对其空间转化特征进行分析。结果表明：1991～2008年,海口市滨海旅游区土地利用转化量主要发生在建设用地、耕地、未利用地和林地之间,水域和湿地转化不明显。在时间上表现为建设用地和水域面积增加,且建设用地增幅最为明显,耕地、未利用地、有林地和湿地面积减少,耕地面积减少最多;在空间上表现为各种用用地类型的转化集中在近海岸地带,转化方向主要是耕地、有林地和未利用地转化为建设用地。     

基于MODIS-NDVI的邯郸市冬小麦和夏玉米面积提取

作物种植面积提取是作物动态监测的关键问题之一。为了解邯郸市主要作物种植面积分布,本研究选用250 m分辨率的MODIS陆地植被数据产品MODIS 13Q1,经过遥感影像数据预处理、作物物候信息调研、典型地物时序曲线提取、建立决策树等步骤,完成2010—2016年邯郸市冬小麦和夏玉米的种植面积提取。结果表明,邯郸市冬小麦和夏玉米的种植空间分布基本保持一致,均集中于东部平原区;种植面积的年际变化趋势相对稳定,历年差别不大;冬小麦和夏玉米的面积提取误差平均分别为10.57%和13.40%,符合大区域作物面积提取要求。本研究为大区域范围下通过遥感技术快速提取作物种植面积提供了参考方法,同时为邯郸市作物种植规划提供了指导。     

冬春气候变化对开封小麦产量的影响分析

本文主要利用开封国家基本气象站1951-2010年的观测资料,简单分析了开封市50多年冬春两季的气候变化特征。分析结果表明:开封市春季气温呈波浪式平缓上升,冬季气温上升明显;开封市年平均降水量变化趋势不明显,冬春降水变化不明显,并将研究结果与开封市冬小麦的产量之间的关系进行了分析。     

基于GIS支持的阳谷县冬小麦精细农业气候区划

利用现有区域自动气象观测站、阳谷县国家气象观测站及周边县观测资料,应用线性回归方程模拟计算阳谷县各乡镇30 a日气象要素资料,在此基础上计算分析了阳谷县0℃积温、降水量、日照时数等农业气象参数的分布;根据小麦气候区划的要求统计计算了阳谷县各乡镇生育期≥0℃积温、灌浆期日较差等精细化农业气候区划指标。结果表明,阳谷县全县处于冬小麦的适宜种植区,冬小麦的适播时间为10月3—16日;从南向北小麦适合弱春性向半冬性品种播种,一般年份不会出现冻害,个别年份可能会出现晚霜冻害,并有干热风等高温灾害存在;小麦灌浆期从东向西日较差增大,成熟小麦的含糖量增多,高庙王镇品质最好;小麦光照阶段的日照时数短,小麦品种应选择感光性弱或中等类型;降水量占需水量的30%左右,缺水量比较大,需要很好的灌溉条件。     

GIS支持下的临汾市冬小麦动态估产模型研究

利用1982—2008年临汾市各县(市)的气象观测资料及冬小麦单产资料,在ArcGIS地理信息系统软件下,将各因子进行插值后,再提取耕地区域的要素信息,在SPSS 11.5统计软件中以旬为单位建立了临汾市冬小麦动态估产模型,并利用2008年的实测资料对模型进行了验证。结果表明,研究所建立的动态估产模型精度较高,其估产相对误差绝对值在0.33%～5.87%之间,具有较高的稳定性。同时,从模型估产的相对误差动态变化来看,随着时间的推移,即越临近小麦成熟期,估产误差越小,说明气象因素的累计作用对冬小麦估产具有重要的意义。     

基于GIS的土壤有机质时空变异分析

为了研究城郊地区集约型土地利用方式对土壤性质的影响,以北京东郊的顺义区为例,利用GIS技术及地统计学对20世纪80年代土壤二次普查和2007年两期土壤有机质进行了空间分布特征的对比与分析研究。结果表明:经过20多年时间研究区土壤有机质含量整体呈上升趋势,东部与南部地区上升明显,两期土壤有机质空间分布特征总体一致,这种分布格局是自然和人为利用因素共同作用的结果。当地土地利用方式变化对土壤有机质产生正面影响,从精准农业角度出发研究结论对科学的农业管理措施具有指导性意义。     

北京冬小麦生长期农业热量资源变化特征分析

[目的]研究气候变化对小麦种植的影响。[方法]选用日平均气温稳定通过3℃的初日、日平均气温稳定通过0℃的终日、冬季极端最低气温和冬前积温、冬季负积温等作为小麦不同生长期农业热量资源指标,利用统计方法分析了北京地区冬小麦种植区近50年的热量资源变化特点、趋势和突变特征。[结果]从冬前壮苗对冬前积温要求的平均状况来说,北京冬小麦的最佳播种期为9月24~29日;返青期有提前趋势,停止生长期有推迟趋势;以冬季负积温作为越冬冻害标准来看,若低温发生期间无雪覆盖或冬前小麦抗寒锻炼不充分,近50年可能造成冻害的年份频率高达54%,但1988年以来气候变暖明显,冬季负积温不易发生冻害年的频率高达77%。[结论]分析北京冬小麦在热量资源因子的变化规律和突变特征,为合理利用气候变暖条件下农业气候资源具有重要意义。     

基于GIS的新乡市春季气候变化特征分析

基于新乡市1971—2014 年8 个气象站点3—5 月逐日温度、降水量和日照时数观测数据,采用线性倾向估计法、累积距平法和Mann-Kendall 检验法,结合GIS 技术,探讨和分析新乡市春季气候的变化趋势和时空分布特征,以期为当地防灾减灾和气候变化研究工作提供科学参考。结果表明：新乡市春季气温呈上升趋势,平均增幅为0.035℃/a,并且在1998 年发生显著增温突变,北部地区增温幅度高于南部地区;春季降水呈现微弱增多趋势,平均增幅为0.220 mm/a,变化不明显且年际间波动性较大,降水增幅整体上呈“北多南少”趋势;春季日照时数以平均1.216 h/a 的速率呈减少趋势,并且在1984 年发生显著递减突变,北部地区日照时数的减幅明显高于其他地区。全球变暖已造成本地区气候变异性明显增大。     

基于遥感与GIS的铜陵县土地利用变化特征分析

基于Landsat TM的2000、2005、2010年3期影像,在遥感和GIS技术支持下,对安徽省铜陵县2000~2010年土地利用变化特征进行了分析。结果表明:研究时段内铜陵县耕地面积减少了4 883.29 hm2,其中2000~2005年、2005~2010年耕地动态度分别为-2.31%和-1.64%,减速下降;居民地及工矿用地、交通用地面积分别增加了4 077.60和672.40 hm2,2000~2005、2005~2010年居民地及工矿用地、交通用地动态度分别为5.80%、2.83%和13.41%、2.32%,增速放缓;研究时段内铜陵县耕地主要向居民地及工矿用地、交通用地转换,耕地、林地以及水域相互转换较为频繁;铜陵县土地利用综合指数在2000、2005、2010年分别为254.46、258.31、260.34,整体呈逐步上升的趋势,表明铜陵县土地利用朝着集约化、高效化、合理化的方向发展。