干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征

为探究干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征,选取了元谋干热河谷1条典型冲沟,对其不同分段(沟头、上游、中游、下游)下10,20,30,40,60,100 cm土层的土壤水分开展定位监测。结果表明：(1)沟床不同分段各土层(除100 cm土层外)含水量整体变化趋势一致,均表现为明显的干湿季特征;湿季(5—10月)土壤水分相对较高(7.64%～28.91%),受降雨影响大;干季(11—次年4月)则长期处于较低水平(6.11%～11.97%)。(2)沟床土壤水分从沟头至下游沿程变化在干湿季有明显差异,湿季表现为先减小后增加,下游(17.36%)显著高于沟头(15.46%)和上游(12.19%);干季则是先减小后增加再减小,沟头(10.64%)显著高于上游(6.74%)和下游(9.10%)。不同土层深度上,浅层(10—20 cm)和深层(60—100 cm)土壤水分含量在干湿季均较高,水分最小值出现在30—60 cm土层,其中干季30 cm土层水分亏缺严重。(3)沟床土壤水分最高日期通常出现在7日内累积降雨达76.1 mm以上的年最大降雨月当月;最低日期通常出现在持续无降雨条件下,如干季末期,...     

渭河流域降水和气温的时空特征分析

降水和气温等气候要素对农业生产具有显著影响。根据1957—2009年渭河流域内12个代表性气象站点53a的降水和气温实测资料,采用传统统计、经验正交函数分解(EOF分析)和小波分析等方法,讨论了渭河流域降水量和气温的空间分布特征,并分析了其周期变化特点。结果表明:(1)受大尺度天气系统影响,流域降水量和气温异常的一致性是主要特点,也存在南北差异和东西差异;(2)年降水量主要存在30a或更大的周期变化特征,而年平均气温、年平均最低气温和年平均最高气温主要存在29a或更大的周期变化特征。     

基于Kriging插值的黄河流域降水时空分布格局

采用国家气象局整编的1960-2000年黄河流域97个气象站点的系列资料和Kriging插值方法,对黄河流域降水时空结构及其变化特征进行了分析.结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;就年际变化而言,20世纪60年代和80年代降水偏多,尤其是80年代黄河流域年平均降水与正常值相比要偏高许多,而70年代和90年代降水偏少,目前正处于降水偏少时期.黄河流域上游的降水增加趋势相当明显,而中游和下游降水则明显减少;就降水年内分配而言,降水高度集中在汛期（6-9月）,且上、中、下游降水均以7、8月最多,但下游7、8月降水较中、上游更为集中.研究结果和分析结论对了解黄河流域水资源演变具有十分重要的意义.     

滦河水库系统浮游植物时空变化特征研究

2009年对滦河水库系统潘家口-大黑汀水库的浮游植物时空变化特征进行研究,结果表明,潘家口-大黑汀水库共监测到浮游植物8门34科62属,其中本次研究共发现库区新记录藻类11属;种类最多的为绿藻门和硅藻门,分别有27属和14属,分别占32.4%和23.5%;其中优势种类为8属,常见种类为17属,次常见或稀有种类为37属。藻密度在春末和夏初较小,在秋季的8、9月生长量达到最大,在冬季又开始降低,以潘家口坝上样点为例,5月藻密度为160.9万个.L-1,9月藻密度1 721.27万个.L-1;春季主要的优势类群为硅甲藻,夏季为隐硅藻,秋季为蓝绿藻,夏秋季节的优势属为假鱼腥藻（蓝藻门）。藻类分布存在空间性差异,种类最多的样点（下池）共发现43属,种类最少的样点（大黑汀库区）仅发现20属。与20世纪80年代的调查结果相比,47属为共有浮游植物,相似性系数为64.8%,浮游植物群落结构由硅藻型向蓝-绿藻型转变,其中变化最大的样点为潘家口坝上,相似性系数仅为29.4%,藻类密度增加了近20倍,总磷和总氮浓度分别增加1.41倍和3.63倍,潘家口-大黑汀水库富营养化程度呈加剧趋势。     

1960-2015年秦岭地区极端降水的时空变化特征

极端降水是气候变化的重要研究内容之一。在全球气候变化背景下,探究秦岭地区的极端降水变化,对于明确区域极端气候差异及探究其机理具有重要的意义。基于秦岭地区1960-2015年29个气象站点降水数据以及秦岭25 m×25 m分辨率的DEM数据集,选取6个极端降水指数,运用最小二乘回归法、Man-Kendall突变检验法、5年滑动趋势法和克里金插值法研究了56年来秦岭地区极端降水的时空变化特征。结果表明:（1）秦岭地区极端降水分布存在明显空间差异性,西北部是年均连续无雨日数高值区,中西部为连续降水日数高值区;强降水日数、强降水量、5日最大降水量和降水强度等指数呈"南高北低"的分布格局,位于秦岭最南端的紫阳县是各个极端降水指数极大值区。（2）56年来,秦岭地区极端降水的持续性整体呈减少趋势;强度呈增加趋势。秦岭山地降水时间短、强度大,尤其是在秦岭南部地区,应加强防备,以免引起洪水灾害造成的重大破坏。     

干热河谷不同土地利用类型坡面土壤水分时空变异

为探究干热河谷区不同土地利用类型坡面土壤水分的时空变化规律,以元谋干热河谷老城小流域水土保持综合治理示范区内的银合欢人工林地、扭黄茅草丛地和坡耕地为研究对象,采用经典统计学和地统计学克里格插值相结合的分析方法,对3种土地类型坡面土壤水分的时间和空间异质性进行研究。结果表明:元谋干热河谷区土壤含水量较低(林地旱季7.56%,雨季12.80%;草地旱季8.05%,雨季12.66%;坡耕地旱季19.37%,雨季22.95%),雨季显著大于旱季。旱、雨季均表现为坡耕地草地林地,呈中等至强度变异(0.14~0.72之间);不同土地利用类型下各层土壤水分的自相关系数均由正向负转化的相同趋势,但拐点有所不同,且雨季大于旱季;不同土地利用类型下旱、雨季土壤水分的最佳拟合模型林地与草地相同(林地与草地旱雨季均为球状模型,坡耕地旱雨季为指数模型),均呈中等或强等空间相关性(0.05~0.39之间),且旱季大于雨季;同一土地类型下旱、雨季不同土层的土壤水分空间分布相似,不同土地利用类型下相同土层分布格局则不同。     

渭河流域1850—2005年降水及蒸发量变化时空特征

为了探究渭河流域过去气候变化规律及其影响因素,基于CMIP5模式输出产品,采用双曲线插值方法获取渭河流域56个站点1850—2005年降水、蒸发及气温数据。采用最小二乘法、M-K突变检验、小波分析及ArcGIS空间插值方法分析了渭河流域气候要素的多尺度时空特征。结果表明:渭河流域近156 a来年均气温、降水为上升趋势,趋势率分别为0.028℃/10 a,0.09 mm/10 a,年蒸发量为减少趋势,趋势速率为-5.1mm/10 a,温度和降水季节变化与年变化基本趋于一致,蒸发量的减少主要发生在夏秋两季。渭河流域中游、下游与南部降水相对变率变化趋势基本一致,而上游与泾河及洛河支流降水相对变率趋势一致,相对变率在-2.8%～14.98%。整个流域温度、蒸发量相对变率为-2.3%～-3.47%及-2.35%～6.54%。各气候要素均存在5～20 a的短周期变化以及110 a长周期变化,气温及蒸发分别在1986年及1963年发生突变现象,降水无突变点出现。总体而言,渭河流域近156 a气候呈现暖湿化趋向,降水及蒸发存在明显的空间分异以及周期性规律。     

海河流域不同等级降水强度和雨日的时空变化特征

利用1960-2013年海河流域30个气象站点的日降水量资料,采用一元线性趋势、5a滑动趋势、MannKendall检验、Morlet小波分析、反距离空间插值(IDW)等方法,对海河流域不同等级降水强度和雨日的时空变化特征进行研究。结果表明,(1)与东南部地区相比,海河流域西北部地区大雨以上级别雨日少,强度小,而小雨雨日相对更多,强度相对更大,暴雨以上级别雨日表现出由东南向西北递减的趋势。(2)小雨是海河流域主要降水形式,近54a来小雨日数呈极显著减少趋势(P0.01),小雨强度呈极显著增大趋势(P0.01),其它量级雨日和强度的线性变化趋势均不显著;不同等级降水强度和雨日的M-K检验结果显示,小雨日数发生减少突变,小雨强度发生由弱向强的转折变化,但未出现突变,其它雨量等级未发生突变。(3)不同等级降水日数的变化周期集中在10a、17a左右,各等级降水强度的变化周期均集中在17a左右。     

Long-Term Trends in the Chemical Composition of Precipitation over Western Japan

Wet deposition monitoring was conducted at six rural stations in western Japan, during the period from 1987 through 1996. Long-term trends in the concentration of non-sea salt ions were analyzed on the basis of the data obtained. The monitoring results indicated that annual average concentrations of NO₃ ^? and NH₄ ⁺ in precipitation significantly increased on the order of 45%, and that of nss-Ca²⁺ and nss-SO₄ ^2?, concentrations did not change over the past 10 years. The ratio of NO₃ ^?/nss-SO₄ ^2? in precipitation significantly increased, the ratio of NO₃ ^?/NH₄ ⁺ showed no marked fluctuations, and the ratio of [nss-Ca²⁺+NH₄ ⁺]/[nss-SO₄ ^2?+NO₃ ^?] slightly increased during the period. These findings suggested that the wet deposition of NO₃ ^? and NH₄ ⁺ in western Japan, particularly that in the winter season, was influenced by the long-range transport of nitrogen oxides and ammonia from the Asian continent.     

重庆市化肥使用与残留的时空分异特征研究

通过采集39个样本,调查研究了重庆市1998～2002年化肥使用与残留的分布特征。重庆市化肥全年使用水平为317.08 km/hm~2,高于全国平均水平。都市发达圈水平最高达758.24 km/hm~2,是渝西走廊的2倍。按施肥量水平则分为高施肥量区、中施肥量区、低施肥量区。施肥量水平与粮食产出、种植业经济产出呈明显的负相关性,施肥量越高,其投入效率越低,呈现出明显的报酬递减规律。化肥当季使用水平(x)与粮食产量(y)之间的关系为一抛物线方程。化肥平均利用率为35.72％,其中高施肥量区域最低,只有32.33％,低施肥量区域则达到49.12％。化肥使用总体上基本平衡,但过量使用、基本平衡和可增加使用的区县分别有9,13,17个。都市发达圈为化肥过量使用,渝西走廊与三峡库区为基本平衡。化肥残留总量最高的是三峡库区,每年进入三峡库区重庆段的氮肥约为10.31×10~3t/a,磷肥13.60×10~3t/a,严重影响了三峡水库水质。直辖后化肥当季使用水平和全年使用水平分别减少18.83％,43.28％,单位化肥的粮食产出减少28.35％,化肥利用率减少31.78％,但单位化肥的种植业经济产出增加80.93％。     

分维与土壤特性时空变异性研究进展

论述了几种经典分维的定义及计算方法,阐明了传统分析土壤特性时空变异性不足之处,介绍了近几年来用分维度量土壤特性时空变异性的一些成果,并对分维在今后土壤特性时空变异性中的应用前景作了展望。     

沂河流域土壤可蚀性空间变异研究

对土壤可蚀性K值进行研究有助于探索和分析沂河流域土壤侵蚀的空间分布特征。利用GIS空间分析和统计功能,探讨了土壤可蚀性K值的空间分布特征及其与土壤类型、土地利用、高程、坡度等影响因子之间的相互关系。结果表明:(1)研究区K值范围在0.031 1～0.193 3之间,均值为0.099 5,以较低可蚀性和中等可蚀性土壤分布最广,上游河谷和下游平原地区土壤可蚀性明显高于沂山、蒙山等高海拔地区;(2)不同土壤类型的可蚀性K值存在差异,粗骨土、石质土、山地草甸土和棕壤的可蚀性值较低,红黏土、水稻土、砂姜黑土、新积土和潮土的可蚀性值较高,易受到侵蚀;(3)土地利用方式对K值有明显的影响作用,不同土地利用方式的可蚀性K值大小依次为:耕地未利用地草地林地;(4)随着海拔高度的上升,土壤可蚀性呈现逐渐降低的趋势;(5)不同坡度区间的K值存在差异,土壤可蚀性随坡度增加整体上呈现减小趋势。     

费县土地利用和土壤侵蚀时空变化分析

深入研究土地利用和土壤侵蚀关系对认识人类活动在自然环境变化中的作用机制具有重要意义。以TM影像为数据源,基于ERDAS遥感处理平台和ArcGIS地理信息系统平台,综合分析了费县1987年和2007年两个典型时期的土地利用、土壤侵蚀的时空变化。结果表明：费县土壤侵蚀主要发生在耕地、林地、草地这3种土地利用类型中;1987-2007年20a间,费县耕地、草地、水域和未利用土地面积减少,林地、建设用地面积增加,土壤侵蚀面积减少,侵蚀等级下降。总体来说,费县土地利用和土壤侵蚀状况都是向良性的轨道发展。建议今后在继续进行退耕还林的同时,推行合理的耕作制度,有效减少土壤侵蚀。     

延安市土壤侵蚀和土地利用时空变化分析

以TM影像为数据源,动态监测了延安市宝窄塔区1997,2004年的土地利用、土壤侵蚀的时空变化,并对该变化进行了分析.结果表明,宝塔区土壤侵蚀主要发生在耕地、林地、草地、果园这4种土地利用类型中;1997-2004年期间,宝塔区耕地面积人幅减少,林地、草地面积有所增加,土壤侵蚀面积减少,侵蚀等级下降.总体上来说,延安市土地利用和土壤侵蚀状况都是向良性循环发展的.     

渭河流域降雨结构时空演变特征

为研究气候变化背景下渭河流域降水结构的时空变化,利用渭河流域71个气象站1981—2012年汛期(5—9月)逐时降水资料,选取降水发生率和降水贡献率两个指标,结合线性倾向率和非参数Mann-Kendall检验法探讨了流域降水结构的变化趋势及不同降水历时和不同降水等级的空间变化特征。结果表明:(1)渭河流域各历时降水发生率随历时增加呈指数形式快速递减,降水贡献率随历时增长先快速增大,后波动减小。流域上游短历时降水发生率和贡献率较高,而流域中下游长历时降水发生率和贡献率较高。(2)渭河流域1~6h的短历时和48h以上长历时降水发生率和贡献率均表现为减小趋势,7~24h历时降水发生率和贡献率为增加趋势,这种变化趋势在流域的中下游更加显著。(3)渭河流域降水发生率随降水等级的增加呈指数下降,小雨发生率最高,而暴雨的发生率最低。比较而言,流域上游小雨和中雨的发生率和贡献率较高,而流域中下游大雨和暴雨发生率和贡献率较高,特别是在渭河干流,暴雨贡献率在25%以上。(4)渭河流域小雨级别的降水事件发生率和贡献率均表现为显著的下降趋势,而暴雨级别降水发生率和贡献率表现为增加趋势,这种变化趋势将可能使流域防洪形势趋于严峻。     

Spatial and Temporal Variability of Groundwater Nitrate Concentrations in Irrigated Mediterranean Agriculture

As nitrogen (N) fertilizer-use efficiency rarely exceeds 50% in most agricultural systems, the potential leaching of N to the groundwater, particularly under irrigated conditions, has economic, health, and environmental implications. Research in the Akarsu irrigation district in the Lower Seyhan Plain in southern Turkey sought to determine spatial and temporal variability of groundwater (GW) nitrate (NO₃) concentrations in 2007–2008. Shallow groundwater observation wells 3 m deep were installed at different locations to represent the whole irrigation district. Groundwater samples were collected (February, April, July, October) and analyzed for ammonium (NH₄) and NO₃ concentrations. Because NH₄ values were negligible, only NO₃ data were processed to determine spatial and temporal variability and then used to develop regional NO₃ maps using geographic information systems. Groundwater NO₃ concentrations ranged between 0.17 and 55.96 mg L^–1 during the 2 years, only exceeding the critical 50 mg L^–1 concentration in 1% of the area sampled. The areal mean of NO₃ concentration was greatest in February, indicating a potential N leaching of unused N from the early season with intensive rainfall, especially in wheat-growing areas. Groundwater NO₃ concentrations decreased after February; however, during the peak irrigation season in July, NO₃ was relatively low because of crop uptake during spring and summer. In about half the area, groundwater NO₃ concentrations ranged between 20 and 50 mg L^–1 and were thus marginal relative to the critical pollution level. As N fertilizer use will continue to increase, especially with the expanded irrigation that is now occurring in the Mediterranean region, regular monitoring of groundwater NO₃ is advisable under such conditions.     

Spatial and Temporal Variability in Ozone Concentration Level at Two Lithuanian Stations

The ozone concentration measurement results at two rural stations in Lithuania are presented. Ozone measurements have been carried out at the coastal site since 1980 and at the forested one since 1994. Both stations are far from the influence of the local pollution. The established ozone concentration trends at the coastal station were upward in cold and not so distinct in warm seasons during this monitoring time. The tendency even of a decreasing level in some summer months was established: in June and August. These trend results were very close to the results obtained at other European stations. Comparing ozone levels and courses at both stations, significant differences were determined. Clear differences between monthly daytime and daily ozone concentration averages are observed during the warm season. They were three times larger at a forest site as compared with the results at a coastal one.     

农林复合生态系统土壤水分空间变异性和时间稳定性研究

研究土壤水分空间变异性和时间稳定性对于提高土壤水分运动研究水平具有重要意义。对渭北旱塬农林复合生态系统土壤水分实测资料分析表明,该系统内土壤水分的空间分布服从正态分布规律,其空间分布具有较强的时间稳定性。     

吉林省农田耕层土壤pH的时空变化特征

本研究通过分析2005~2013年测土配方施肥项目在吉林省采集的大量土壤样品,明确了不同地区农田耕层土壤pH的空间变异特征,并与第二次土壤普查数据对比探讨了土壤pH的变化趋势。结果表明,目前吉林省农田耕层土壤pH分布在3.8~9.1之间,平均值为6.5。不同类型农田土壤pH的高低顺序为:黑钙土风沙土草甸土黑土白浆土≈暗棕壤水稻土。空间上,吉林省农田耕层土壤呈现自西向东逐渐降低的分布特征,以西部白城市的通榆县最高而东部延边朝鲜族自治州的汪清县最低。时间上,与第二次土壤普相比,吉林省各种土类的pH存在共性的土壤酸化趋势。不同土类间pH的降幅存在较大差异,代表性的黑土下降约0.5个单位,酸化程度较大的草甸土和水稻分别下降了1.4和1.6个单位,而酸化程度较小的白浆土下降了0.1个单位。吉林省农业生产中应控制化肥用量,调整肥料品种,合理增施有机肥,大力推广秸秆还田,从而缓解土壤酸化趋势,改善土壤肥力。     

Spatial Variability of the Particle Size Composition of Overbank Floodplain Deposits

An important feature of overbank floodplain deposits is the spatial variability of their particle size composition. Analysis of such spatial variability can assist in developing an improved understanding of the transport and deposition of suspended sediment on river floodplains during overbank flood events, in investigating the fate of sediment-associated contaminants and in calibrating existing floodplain sediment deposition models. The study reported in this paper investigates the spatial variability of the grain size composition of overbank floodplain deposits at different spatial scales, through analysis of surface sediment samples collected from frequently inundated floodplain sites on the Rivers Cuhn, Stour and Severn in the UK. Significant lateral and downstream variations in the grain size composition of the sediment deposits have been documented at the study sites, and the results obtained have been interpreted in terms of the processes governing overbank floodplain flow and sediment transport and deposition, which are influenced by a number of factors including floodplain geometry and topography.