呼和浩特地区近48年沙尘暴发生规律及其影响因子研究

对呼和浩特地区1954-2001年沙尘暴发生的次数、发生的时间以及影响沙尘暴发生的因子进行了分析,旨在总结该地区沙尘暴发发生的规律,为当地沙尘暴预防及减灾提供一定的理论参考.研究表明:呼和浩特地区近48 a的沙尘暴发生次数总体呈减少趋势,但从90年代后有所增加,特别是2000年开始急剧增加.从沙尘暴发生的时间变化看,春季午后至傍晚是沙尘暴的多发期.从沙尘暴发生持续时间和次数的季节变化看,一年中春季沙尘暴发生持续时间和次数都偏高,尤其是4月份为全年最高,5月以后沙尘暴发生次数急剧下降,8月和10月为全年最低;沙尘暴发生与降水量和前一年最大植被覆盖度呈负相关、与当年的风力强劲程度呈正相关.     

阿拉善地区沙尘暴发生的时空变化规律探讨

统计分析阿拉善地区1961-2003年43a的沙尘暴发生的空间分布特征,月际、年际和年代际的时间变化特征及其原因。结果表明：阿拉善地区沙尘暴天气在空间分布上以拐子湖为中心向外辐射减少,且北部、东部区域沙尘暴发生多,西部、南部区域发生少;在季节变化上呈现出沙尘暴春夏多发、秋冬少发的分布规律,年际间沙尘暴发生时间（以d计）高于多年平均发生时间的年份少,年代际间则以20世纪70年代沙尘暴发生时间最多,之后表现为逐渐减少趋势;沙尘暴出现时间是该地区特定气候、地理和生态环境等条件的反映,沙尘暴发生时间与大风发生时间呈正相关。与当年气温、上年降水量呈负相关,且月均沙尘暴发生时间与月均大风发生时间呈紧密的线性正相关关系,相关系数达0．9885。研究结果可为阿拉善地区沙尘暴的防治提供科学依据。     

河北省沙尘天气时空分布特征及影响因素分析

利用20个基础气象站1980-2006年的气象观测数据,对河北省沙尘天气的时空分布特征及其影响因素进行了分析研究.结果表明,河北省沙尘天气以扬沙为主;在空间分异上,沙尘天气自西向东发生频次递减,西北部和南部是沙尘天气的高发区,东部是沙尘天气的低发区,各类沙尘天气的高发中心不尽相同.在年际变化上,扬沙、浮尘和沙尘暴3类沙尘天气均呈逐年波动减少的趋势,春季发生次数最多;气候周期性变化是造成沙尘天气年际年内变化的主要原因,大风与沙尘源地的耦合决定了沙尘天气的空间分布特征.     

中国北方春季沙尘暴周期变化特征及其对最大风速的响应

利用1971—2013年中国北方沙尘暴资料,分析了近43年中国北方春季沙尘暴的时空变化规律及其对最大风速变化的响应。结果表明:1971—2013年中国北方春季沙尘暴日数基本呈现出一致的逐渐减少趋势,其中1970年代初到20世纪末出现明显的减少趋势,进入21世纪以来沙尘暴日数略有增加,但仍维持在较低水平。中国北方春季的最大风速与沙尘暴日数呈显著正相关,并且其总体和阶段变化趋势都与沙尘暴日数变化有很好的对应关系。近43年中国北方春季沙尘暴日数最显著的变化特征为线性减少趋势,通过去趋势处理后发现其有明显的年际和年代际波动,在年际尺度存在明显的准7年周期,年代际尺度的准18年周期达到了99%的置信度水平。通过典型周期循环重建表明,中国北方地区沙尘暴准7年周期主要表现出整体一致的变化特征,河西走廊到陕北地区为大值中心,并且在位相转换过程中有一定的先兆性;准18年周期主要表现为东西反向和南北反向的交替异常循环。另外在典型循环演变过程中,最大风速与沙尘暴日数都有很好的协同变化关系,即风速偏大(小)时,对应沙尘暴日数也偏多(少)。     

贵州高原寒潮灾害的气候特征分析

利用贵州19个国家基准站1961-2008年的逐日平均气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Ken-dall突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了近48a贵州寒潮天气发生次数的时空分布及环流特征。结果表明:贵州高原寒潮活动各地差异显著,寒潮天气多发区位于威宁和独山,东北部边缘和西南部边缘寒潮天气出现较少;寒潮主要出现在1-4月;贵州地区近48a来寒潮频次呈下降趋势;贵州年寒潮频次在年代际尺度上存在准22a和准13a的周期振荡;M-K检验表明贵州寒潮次数突变特征不明显;在贵州寒潮活动偏多和偏少时期,其环流特征存在着显著的差异。     

黑河流域中游荒漠区沙尘暴、扬沙和浮尘监测及其与气候因子的关系

[目的] 分析黑河流域中游荒漠区沙尘暴、扬沙以及浮尘频次和时长的月变化和年变化,并分析其与主要气候因子的关系,为区域沙尘天气的早期预警和荒漠区的经营和管理提供依据。[方法] 利用黑河流域红沙窝荒漠化综合防治试验站的2010—2019年的沙尘天气监测数据和气象数据进行分析。[结果] 沙尘频次和时长主要集中在春季,其次是冬季,春冬两季的频次和时长各占全年的82.3%和79.4%。10 a间沙尘暴和扬沙频次总体变化趋势逐渐减少,而浮尘频次总体变化趋势逐年增加;沙尘时长总体变化趋势逐年增加。沙尘频次月变化与土壤湿度（10 cm）和大气湿度之间呈极显著负相关（p<0.01）,与风速之间呈极显著正相关（p<0.01）。扬沙年际发生频次与土壤温度（5 cm）之间呈显著负相关（p<0.05）,与大气温度之间呈极显著负相关（p<0.01）。[结论] 近10 a来,黑河流域中游荒漠区的沙尘天气主要发生在春季和冬季,破坏性较大的沙尘暴和扬沙逐年减少,而浮尘逐年增加。沙尘频次的月变化主要影响因素是浅层土壤湿度、大气湿度和风速。春季的浅层土壤湿度影响了沙尘暴和扬沙年际频次变化,浅层土壤温度影响了浮尘年际频次变化;冬季的浅层土壤温湿度和降水量影响了沙尘暴的年际频次变化,浅层土壤温度和大气温度影响了扬沙的年际频次变化。     

近54年内蒙古自治区西部沙尘暴的变化趋势

[目的]研究近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴天气发生频次的变化特征,为该区沙尘暴天气的科学预测和防治提供理论依据。[方法]采用线性回归、5 a滑动平均、小波分析、滑动t检验、Mann-Kendall检验方法分析内蒙古自治区西部24个气象站点沙尘暴日数的变化趋势、周期性、突变性等特征。[结果]①近54 a来沙尘暴天气发生频次可分为高频期(1960—1975年)、快速减少期(1976—1992年)和低频期(1993—2013年)。沙尘暴发生的频次分别为17,9和4 d/a;发生频次的周期性存在31,22,13 a三个长周期和5,8,1.5 a三个短周期的波动变化。②1986年前后沙尘暴发生频次出现了明显的突变现象,1976—1986年的线性递减率为0.76 d/a,1987—1992年的线性递减率为1.4 d/a。[结论]近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴日数变化呈波动下降趋势,且存在明显的周期性和突变性特征。     

东北水稻障碍型低温冷害变化特征及其与关键生育期温度的关系

利用东北地区153个气象站1961-2010年逐日气温资料,采用统计学方法分析水稻障碍型低温冷害的气候特征,并与孕穗期和抽穗-开花期温度进行相关分析。结果表明:东北大部水稻障碍型低温冷害事件呈减少趋势,且其区域性分布较明显,表现为吉林大部在水稻孕穗期、辽宁局部在抽穗期低温冷害呈增加趋势;近50a低温冷害发生站次年际波动较大,总体呈减少趋势,但2001-2010年冷害发生站次明显增多;障碍型低温冷害对发育期气温变化较敏感,二者呈显著负相关关系,温度每升高1℃,整个东北地区低温冷害发生站次减少35个;对冷害和发育期气温的年际、年代际变化特征进行分析发现,发育期气温升高导致低温冷害减少是年代际和年际变化共同影响的结果。     

黑河流域中游荒漠区沙尘暴、扬沙和浮尘与气候因子的关系

[目的]分析黑河流域中游荒漠区沙尘暴、扬沙和浮尘频次和时长的月变化和年变化及其成因,并分析其与主要气候因子的关系,为区域沙尘天气的早期预警和荒漠区的经营和管理提供依据。[方法]利用黑河流域红沙窝荒漠化综合防治试验站的2010—2019年的沙尘天气监测数据和气象数据进行分析。[结果]沙尘频次和时长主要集中在春季,其次是冬季,春冬两季的频次和时长各占全年的82.3%和79.4%。10 a间沙尘暴和扬沙频次总体变化趋势逐渐减少,而浮尘频次总体变化趋势逐年增加;沙尘时长总体变化趋势逐年增加。沙尘频次月变化与土壤湿度(10 cm)和大气湿度之间呈极显著负相关(p0.01),与风速之间呈极显著正相关(p0.01)。春季期间,沙尘暴年际发生频次仅与土壤湿度(10 cm)之间呈极显著负相关(p0.01),扬沙年际发生频次仅与土壤湿度(10 cm)之间呈显著负相关(p0.05),浮尘年际发生频次与土壤温度(5 cm)之间呈显著正相关(p0.05);冬季期间,沙尘暴年际发生频次与土壤温度(5 cm)之间呈显著负相关(p0.05),与土壤湿度(10 cm)和降水量之间呈极显著负相关(p0.01);扬沙年际发生频次与土壤温度(5 cm)之间呈显著负相关(p0.05),与大气温度之间呈极显著负相关(p0.01)。[结论]近10 a来,黑河流域中游荒漠区的沙尘天气主要发生在春季和冬季,破坏性较大的沙尘暴和扬沙逐年减少,而浮尘逐年增加。沙尘频次的月变化主要影响因素是浅层土壤湿度、大气湿度和风速。春季的浅层土壤湿度影响了沙尘暴和扬沙年际频次变化,浅层土壤温度影响了浮尘年际频次变化;冬季的浅层土壤温湿度和降水量影响了沙尘暴的年际频次变化,浅层土壤温度和大气温度影响了扬沙的年际频次变化。     

甘肃河东地区气象干旱时空变化及干旱危险性分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),利用甘肃河东地区1988-2017年60个气象站月值气候数据,通过线性倾向估计、Mann-Kendall突变检测、小波功率谱、Hurst指数等方法对河东地区干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间3种干旱指标的时空变化、突变、变化周期和趋势延续性进行分析,并对气象干旱危险性进行评估。结果表明:年际变化上,1988-2017年河东地区干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间均呈显著增加趋势(P0.05),变化倾向率分别为0.31次·10a~(-1)、0.61级·10a~(-1)和0.48个月·10a~(-1),陇中高原为增加趋势最显著的分区。空间上,干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间呈显著增加的站点占站点总数的比例分别为18.0%、31.1%和26.2%,区域内仅存在少数变化率为负值的站点,但这些站点变化趋势均不显著(P0.05)。Hovmoller图显示,干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间在时空上具有集聚性,反映河东地区相邻近站点具有类似的干旱时空特征。Hurst指数显示,在未来河东地区的干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间仍会主要呈现增加趋势,但强持续性(Hurst值接近1)的区域范围较小。研究区干旱指标突变年份为1994年,突变后干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间分别增加0.76次、2.29级、1.70个月,体现出近年来干旱化的态势。小波功率谱显示河东地区干旱指标震荡周期均在6a内,反映干旱具有短期波动特征。30a内研究区总体干旱危险性较大的区域为陇中高原,但研究区每10a的干旱危险性分布存在显著差异,1988-1997年河东地区面临的干旱危险性最大,2008-2017年干旱危险性较小。     

基于NDVI的石羊河流域植被演变特征及其对沙尘暴的影响分析

利用石羊河流域2000-2016年卫星遥感数据和7个气象站1961-2020年逐日沙尘暴资料,使用一元回归趋势法、线性倾向率、相关系数等方法,分析该流域植被覆盖与沙尘暴频次、持续时间、强度的多尺度变化特征及关系,探讨其对沙尘暴发生发展的影响程度.结果表明:流域植被轻微增大,NDVI以每年0.000 9的速度增大,200...     

京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与植被恢复关系

沙尘暴是长期以来影响京津地区社会经济可持续发展的主要环境灾害之一。该文以京津风沙源治理工程区26个气象站1957-2007年观测资料为基础,结合GIMMS-NDVI、SPOTVGT等遥感植被数据,研究了近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与气象因子、植被恢复的关系。研究表明:近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴发生频次呈显著下降趋势,虽自1999年有所上升,但仍远低于20世纪50-60年代。风速和相对湿度是影响沙尘暴变化的最重要气象因子。近30a,治理工程区沙尘暴变化很大程度上受到植被覆盖与相对湿度的影响,贡献率分别为32.7%和44.5%。京津风沙源治理工程区植被覆盖对沙尘暴影响具有一年的滞后效应,夏季植被覆盖会显著影响到下年沙尘暴发生。自2000年京津风沙源治理工程实施以来,沙尘暴频发的荒漠草原区植被覆盖显著提高,对缓解京津沙尘暴起到了重要作用。     

1980—2020年内蒙古自治区通辽市土地利用变化及其驱动力

[目的] 分析内蒙古通辽市土地利用变化及其驱动力,为该地区经济建设、土地可持续发展提供科学依据。[方法] 基于通辽市1980—2020年8期土地利用数据及统计年鉴数据,采用土地利用动态度、土地利用程度、土地利用转移矩阵和主成分分析方法对通辽市土地利用变化特征及其驱动力进行研究分析。[结果] 通辽市1980—2020年土地利用以耕地和草地为主,耕地总面积增加了3 037 km²,整体增幅为20.48%,草地总面积减少了2 922 km²,整体减幅为10.40%。建设用地面积在40 a间持续增加,其单一土地利用动态度最大。土地利用程度综合指数处在中低等水平,由于研究期间综合指数变化率为正值,整体上处于上升发展期。研究期间内草地主要转化为耕地、林地、建设用地及未利用土地。通辽市土地利用变化的社会经济驱动力以经济发展水平、农业发展水平、社会富裕程度和产业结构为主,人口的影响次之。气候驱动因素方面主要是年平均气温和年降水量的影响较为显著。[结论] 1980—2020年通辽市土地利用空间上存在明显异质性,土地利用变化速度趋于稳定,土地利用水平不断提高,土地利用转换愈加频繁,社会经济和气候因素对土地利用变化有正向显著作用,整体上不断促进该地区经济建设和土地可持续发展。     

1960—2019年河南省降水结构时空变化特征

为了研究河南省降水结构变化特征,基于1960—2019年河南省17个气象站点逐日降水数据,运用数理统计、GIS及Mann-Kendall等方法对河南省不同降水历时和降水等级时空变化特征及其变化趋势进行了分析。结果表明:(1)河南省降水发生率随降水历时的增加呈减少趋势,短历时(1～2 d)降水发生率达74.03%,居主导地位。≥5 d降水贡献率最大(26.73%),其次为2 d(26.20%),3 d(18.68%),4 d(14.43%)和1 d(13.96%); 降水发生率随降水等级增加而降低,各等级降水贡献率为23.36%～28.20%,分布较为均衡;(2)降水结构空间差异显著,短历时降水发生率和贡献率呈由南往北逐渐增加趋势,3 d以上历时降水由南向北减少; 小雨发生率和贡献率由东南向西北递增,暴雨发生率和贡献率由东南向西北递减;(3)Mann-Kendall趋势分析表明,各历时降水发生率和贡献率变化趋势基本一致,表现为中短历时(1～3 d)降水上升,长历时降水下降; 各等级降水变化趋势方面,小雨发生率、贡献率呈下降趋势,大雨、暴雨发生率和贡献率呈上升趋势。近60 a来河南省降水结构有向极端强降水转移的态势。     

河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征

为探究河西走廊地区土壤冻融规律，基于ERA5-LAND逐小时地表温度数据，通过划分不同冻融阶段并结合Mann-Kendall趋势检验及线性回归法，分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征。结果表明：(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少，总体年均发生天数为65天以上，完全融化期发生天数整体上为北部多于南部，在同一纬度上呈东部多于西部，且发生天数为200天以上的地区不断增加；秋季过渡期年均发生天数最少，为50天左右，完全冻结期发生天数随海拔升高而增加，其中春季过渡期发生天数的空间分布随时间变化较明显。(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南逐渐推迟，南北差异最大为90天以上，且不同时期完全融化期起始日期空间分布变化明显。秋季过渡期起始日期与前者相反，由北向南逐渐提前，不同时期空间分布无明显差异。绝大部分地区在12月份进入完全冻结期，高海拔山区在11月份进入完全冻结期。(3)研究区大部分地区春季过渡期起始日期滞后，完全融化期起始日期提前，故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少，而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后，致使完全融化期发生天数以0.3天/年的速率增加。研究区北部...     

~(60)Co γ射线辐照处理圆叶决明种子对其生物学特性的影响

利用60 Coγ射线辐照豆科决明属 5个牧草品种的种子 ,通过盆栽试验观测其辐射效应。结果表明 ,辐射处理 5个决明品种的出苗率都有不同程度的下降 ;3472 1品种的茎长有显著下降、2 2 1 9品种的茎粗有显著增长、2 2 1 9品种的叶宽有极显著增长 ,其余无显著差异。供试 5个品种的分枝数、叶数、叶长都无显著差异 ,但大多数经辐射处理的种子的叶子在早期出现黑褐色斑点。供试品种的地上部植株干重表现为双向性 ,既有增长又有下降 ,其中 92 985品种有极显著增长、3472 1品种有显著减少 ,其余 3个品种无显著差异 ;2 2 1 7品种植株全N含量有显著提高、92 985品种全P含量则显著下降。供试的 5个品种的现蕾期、初花期、盛花期 ,初荚期、盛荚期、成熟期改变表现为双向性 ,既有提早 ,也有推迟。     

黑龙江水稻孕穗期障碍型冷害及其对产量的影响

以连续3d以上日均气温≤18℃为指标判定障碍型冷害,利用黑龙江省稻作区1961—2006年每年7月中-下旬逐日平均气温和水稻产量资料,采用气候统计方法分析水稻孕穗期障碍型冷害的发生特征,在此基础上利用多元线性回归方法分析水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间的关系。结果表明：1961—2006年,黑龙江省稻作区水稻孕穗期障碍型冷害呈现不规律的时间变化特征,共有17a发生,发生范围大、持续时间长、平均气温低的年份有1964、1971、1990和2006年,20世纪80年代发生最多,为7a,20世纪90年代发生最少,为1a。研究期间,孕穗期障碍型冷害的发生频率在地域上呈现由北向南、由东向西减少的趋势,北部最多,西部最少;在同一冷害年内,孕穗期障碍型冷害的发生具有明显的区域差异,冷害的发生程度在区域上表现为东部重于西部,北部重于南部。水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间具有极显著的相关关系（P〈0．01）,孕穗期障碍型冷害期间平均温度每下降1℃,水稻单产降低1234．177kg／hm^2,孕穗期障碍型冷害持续时间每延长1d,水稻单产下降104．208kg／hm^2。     

华东地区夏季极端高温特征及其对植被的影响

基于中国华东地区79个气象站1971-2006年夏季逐日地面最高气温和1981-2006年先进超高分辨率辐射计(AVHRR)的归一化植被指数(NDVI)资料,分析华东地区夏季极端高温热浪频次和平均持续时间的空间分布特征,并利用Morlet小波变换分析极端高温次数的周期性变化规律,同时采用奇异值分解(SVD)研究华东地区极端高温次数与植被指数之间的联系。结果表明:(1)华东地区夏季极端高温热浪频次的空间分布主要以北低南高,东低西高,平原高山区低为主。平均持续时间相对于频次,其高值区更靠近沿海。(2)华东地区夏季极端高温次数主要受22a、9a、4a左右的尺度波动影响。其中22a左右的时间尺度为第一主周期,周期振荡在整个时域中表现较稳定。第二主周期为9a左右,周期振荡的振幅从1994年开始逐渐由小增大,将对未来产生重要影响。(3)华东地区夏季极端高温次数与NDVI存在显著相关。当华东中南部地区夏季极端高温次数偏高时,江苏东部地区的夏季植被覆盖度偏低,而山东北部地区和江西西南及西北地区的夏季植被覆盖度偏高;当山东中部地区夏季极端高温次数偏低时,山东东北地区的夏季植被覆盖度偏高,而江苏东部、福建南部和江西北部的夏季植被覆盖度偏低。     

江西气温稳定通过10℃初日变化及其对双季早稻物候期的影响

利用江西82个气象站1959-2009年日平均气温和14个农业气象观测站1981-2008年的双季早稻物候期资料,分析了气温稳定通过10℃初日的变化及其对双季早稻物候期的影响。结果表明,10℃初日在51a间年际变化十分明显,极差达36d;年代际变化在20世纪80、90年代最为剧烈,2000-2009年次之,60、70年代较为稳定;整个分析期内线性变化趋势不明显,但1991-2009年呈明显提前的趋势。51a间全省10℃初日的区域分布变化明显,3月20日、3月10日分界线从20世纪60-90年代逐步南压,2000年以来大幅度北收;赣南变化幅度大于赣北赣中。10℃初日与双季早稻营养生长期物候期呈正相关,与生殖生长期物候期相关性不明显。典型早年与典型迟年比,双季早稻营养生长期的物候期普遍提前,全省平均提前3.7~9.1d;而在生殖生长期,部分站的物候期转为推迟,总体上早迟年物候期差异在±4d以内;全生育期平均延长3.0d。研究结果可为当地水稻生产布局调整和农事安排提供参考。     

施氮和间作对蚕豆锈病发生及田间微气候的影响

为研究不同施氮水平和间作对蚕豆锈病发生及田间微气候的影响,探讨间作系统氮肥调控下田间微气候变化与蚕豆锈病发生的关系,以小麦蚕豆间作体系为研究对象,通过田间小区试验,设N₀(0 kg·hm^-2)、N₁(45 kg·hm^-2)、N₂(90 kg·hm^-2)、N₃(135 kg·hm^-2)4个氮水平,调查蚕豆锈病发病率和病情指数,测定蚕豆不同冠层的温度、相对湿度和风速。结果表明,无论单作还是间作,施氮对蚕豆产量均无显著影响,但施氮增加了蚕豆锈病的发病率和病情指数,其中发病盛期,施氮(N₁~N₃)蚕豆锈病发病率较不施氮(N₀)处理增加1.7~7个百分点,病情指数增加10.2%~143.8%,且病情指数受施氮水平的影响较发病率明显;与N₀相比,施氮使蚕豆冠层温度降低0.1~1.8℃和风速降低7.2%~80.0%,冠层相对湿度增加0.2%~19.0%。与单作相比,间作蚕豆产量平均增加34.4%。发病盛期,间作蚕豆锈病发病率降低7.510.6个百分点、病情指数降低26.9%~51.0%;整个发病期,间作蚕豆的冠层温度和风速均高于单作蚕豆,相对湿度低于单作蚕豆。相关分析表明,发病盛期和发病末期,蚕豆锈病发病率和病情指数与相对湿度呈极显著正相关,与冠层温度、风速呈极显著负相关。总体来看,施氮水平和间作模式对蚕豆产量、冠层温度、相对湿度和风速均有影响,且间作的影响大于施氮水平。综上,小麦与蚕豆间作及控制氮肥用量是改善农田小气候且有效控制蚕豆锈病发生的有效措施。本研究结果为间作系统合理施用氮肥和发挥间作控病增产优势提供了指导和理论依据。