艾比湖流域气候变化及对地表水资源的影响

利用艾比湖流域逐月气温、降水数据,结合流域地表径流和艾比湖湖泊面积数据,分析了1961—2010年流域气候要素变化趋势和突变特征,探讨了气候变化对流域地表水资源的影响。结果表明:(1)近50a来艾比湖流域气温、降水均呈波动上升趋势,气候由暖干型向暖湿型转变。冬季升温对流域气温增幅贡献率大,气温在1995年发生突变。冬季降水量增幅明显,夏季只有温泉站点降水量增幅显著,降水量在1984年发生突变;(2)流域年均气温与径流量呈正相关,年降水量与径流量的变化呈显著同步性;(3)流域年平均气温与艾比湖面积大小关系复杂;年平均降水量与湖泊面积的变化趋势趋于同步,1996—1999年这种同步性更明显;(4)气候变化直接影响冰川伸缩与雪线升降,冰川数量和规模均逐渐减小,用水矛盾日益尖锐,影响绿洲社会经济发展。     

内蒙古东部区粮食产量对气候变化的响应

利用内蒙古东部产粮区25个气象站建站至2005年气象资料与粮豆和主要作物产量资料,分析了作物生长季水热演变规律,及区域作物产量对气候变化的响应。结果表明:(1)近50a该区域水热匹配格局发生变化,特别是近20a暖干化趋势明显;(2)降水是影响该地区粮食生产的关键气象因子,春、夏季降水量的匮乏和生长季高温是粮食生产的主要限制因素;(3)各作物的第一敏感因子不同。小麦和谷子为降水,玉米为夏季高温,马铃薯产量对7-8月温差和4-5月降水反应敏感。(4)据模型推算,当生长季平均最高气温或温差增加1℃时,有可能使玉米气象产量减少102～192kg/hm2,大豆减产87kg/hm2,马铃薯增产55.5kg/hm2。因此,气候暖干化倾向有可能造成该区域农业产量呈下降趋势。研究结果可为有关部门制定应对气候变化策略提供参考。     

气候变化对新疆红枣种植气候区划的影响

研究气候变化背景下新疆红枣气候区划的变化,对适应气候变化,充分合理地利用农业气候资源,科学制定新疆红枣种植和发展规划,促进新疆红枣产业的持续稳定发展具有重要意义。利用新疆101个气象站1961—2012年的历史气候资料,使用线性趋势分析、累积距平和t-检验以及基于ArcGIS的混合插值法,在对近52年新疆≥10℃积温、冬季极端最低气温和6—7月平均气温时空变化进行分析的基础上,结合红枣气候区划指标,对气候变化背景下新疆红枣种植气候区划的变化进行了分析。研究结果表明:1)新疆≥10℃积温、冬季极端最低气温和6—7月平均气温的空间分布总体呈现"南疆高、北疆低,平原和盆地高、山区低"的格局。2)近52年新疆≥10℃积温、冬季极端最低气温和6—7月平均气温分别以62.22℃·d·10a-1、0.551℃·10a-1和0.221℃·10a-1的倾向率呈显著上升趋势,并分别于1997年、1982年和1994年发生了突变。受其影响,1997年后新疆红枣适宜种植区面积增至5.05×105 km2,较之前增加1.20×105 km2,占新疆总面积比例增大7.3个百分点;而次适宜种植区面积缩小4.0×104 km2,占新疆总面积比例缩小2.4个百分点;不适宜种植区面积缩小8.01×104 km2,占新疆总面积比例缩小4.9个百分点。气候变化使新疆红枣适宜种植区面积明显扩大,次适宜和不适宜种植区面积有所减小,这种变化对促进新疆红枣产业的发展具有重要意义。     

大兴安岭东部近30年气候变化及对玉米、大豆生长发育的影响

利用内蒙古大兴安岭东部扎兰屯市、阿荣旗及莫旗农业气象试验站近30a的玉米、大豆生长季(5—9月)气象观测资料及产量资料,运用数理统计、小波分析和积分回归等方法分析了该区域近30a气候变化特征及对玉米、大豆生长发育及产量的影响。结果表明:1984—2013年,研究区域生长季平均气温呈极显著上升趋势,气候倾向率为0.552℃/10a,主要周期为22~26a,经历过3次震荡,有增强趋势;生长季降水量总体呈下降趋势,气候倾向率为25.838mm/10a,主要周期为19~24a,经历过4次震荡,有增强趋势;作物生长季(5—9月)干燥指数总体呈现上升趋势,气候倾向率为0.154/10a,进入21世纪干燥指数呈明显波动上升趋势,但近期又处于低值区;气候变化对大兴安岭东部地区农作物生育期影响不大,作物播种期、收获期及各发育阶段持续天数相对稳定;温度和降水对不同农作物生长和产量的影响效应不同,对同一种作物不同阶段的生长发育影响效应亦不同。     

开都河流域气候变化特征及其对径流的影响简

采用Mann-Kendall趋势及突变检验、R/S的Hurst指数以及线性回归、滑动平均等方法,分析开都河流域1960-2010年的气温、降水及径流量指标,揭示该流域气候变化及径流响应的特征和长期趋势.结果表明,开都河流域近50年的气温、降水及径流量均呈显著增加趋势,增长率分别为0.027℃/a、0.863 mm/a和0.625 m3/a,其相应的突变年份分别为1993、1986和1996年.流域内山区既是气温增温最大的地区,也是降水增加最显著的地区.在气候变暖背景下,山区年均温及春、夏、秋3季升温比绿洲区的响应更为显著,但在绿洲区冬季升温则更为显著;山区降水量增加趋势较绿洲区显著.在过去50年,开都河径流突变前后多年平均径流量增加了9.96亿m3,对该流域工农业发展、生活以及生态可持续发展产生了很大的影响.     

张家口近47年气候变化及其对水资源的影响

利用统计分析方法,对张家口1960-2006年的气温、降水量、径流深和地下水埋深等变化趋势进行分析。结果表明：1960年以来,张家口年平均气温呈整体上升趋势,并且以0.4℃/10 a的速率上升;气温升高主要在冬季,以0.68℃/10 a的速率上升。降水量的直线变化趋势不明显,但夏季和年降水量距平表现出明显的阶段性特点,1966-1979年和1990-1996年为降水相对较多期,1980-1989年和1997-2006年降水相对较少;降水的阶段性变化特点使清水河也表现出基本相同的丰枯特点,只是时间上略有滞后;当地气候变化特点以及过度开采也造成了地下水的持续下降。因此,应对气候变化要合理调整农业结构,科学利用水资源,保护生态环境。     

气候变化对我国农业旱涝灾害的影响

最近几十年来,气候变化导致我国水资源的变化并给农业生产带来一系列影响,已经引起越来越多的关注。本文根据全国分区统计数据,分析了农业水旱灾害情况的变化,试图评述由气候变化引起的水资源变化对我国农业生产的影响。结果表明,气候变化对我国水资源变化的影响具有强烈的时空差异,导致了我国北旱南涝的情形加重;东北、西北和华北地区旱灾成灾比例显著上升,而华中地区、华东、华南和西南地区水灾比例有所上升。本文还就如何采取应对措施,减缓气候变化对农业水资源利用的影响,提出了看法和建议。     

气候变化对华北粮食主产区水资源的影响及适应对策

气候变化已成为目前全球最为重要的环境问题之一,气候变化将通过加速水文循环进而对区域水资源产生重要影响。采用统计分析和数学模拟方法,分析了气候变化对中国华北粮食主产区水资源的可能影响。结果表明:过去50年黄河中下游地区和海河流域河川径流呈现显著性减少趋势,淮河流域及黄河上游河川径流为非显著性变化;其中,1980年以来海河流域实测径流量较前期减少超过50%。未来30~50年华北粮食主产区气温将持续上升,降水的不确定性更大,总体呈现弱增加趋势。受气温升高和降水变化影响,未来几十年水资源总体以略微偏少为主,但存在区域性增多的可能;在RCPP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下,区域水资源较基准期(1961—1990)分别变化-1.3%、1.0%和-2.3%。在空间分布上,黄河中游水资源可能略有增多,但淮河和海河流域水资源很可能进一步减少,华北粮食主产区水资源供需矛盾可能会因气候变化而更为突出。加强节水型社会建设、水利工程建设以及充分利用非传统水源是该地区未来适应气候变化的核心工作。     

气候变化背景下玉米品种更替对新疆光热资源利用效率的影响

以新疆地区乌兰乌苏和哈密站春玉米、喀什和库尔勒站夏玉米为研究对象,基于1981-2019年气象资料、1981-2018年农业气象试验站玉米作物资料和土壤资料,分析APSIM-Maize模型在新疆典型站点的适用性;并结合统计学方法,分析了气候变化背景下新疆春玉米和夏玉米生长营养和生殖生长阶段,以及生长季内有效热时数和有效辐射的变化特征;采用调参验证后的APSIM-Maize模型,明确了气候变化背景下品种更替对玉米产量和光热资源利用效率的影响。结果表明:调参验证后的APSIM-Maize模型可较好地模拟研究区域春玉米和夏玉米的生育期和产量。气候变化背景下玉米生长季内热量资源和辐射资源呈增加趋势,其中春玉米以生殖生长阶段延长为主,夏玉米以营养生长阶段的延长为主。研究时段内玉米生育期缩短、产量降低,但品种更替使玉米生育期延长、产量提高,其中春玉米表现为生育期延长,生殖生长阶段占全生育期比例提高,而夏玉米则表现为生育期缩短趋势的减小。同时,品种更替也显著提升了玉米生长季内的光热资源利用效率。     

气候变化与人类活动对盐池县生态环境的影响

利用宁夏回族自治区盐池县1981-2010年气候、社会经济数据,采用倾向率法、一元线性回归方程拟合等,深入分析了盐池县气候变化与人类活动对生态环境的影响。结果表明,盐池县正处于气候暖干化时期,1981-2010年,气温以0.22℃/10a的速率上升;降水量以1.44mm/10a的速率在波动中下降;蒸发量以9.85mm/a的速率下降。不同时期人类活动对生态环境的影响不同,20世纪80,90年代的滥挖、滥牧、滥采造成该地区生态环境恶化。2001年起,退耕还林(草)、禁牧等对盐池县生态环境产生了积极的影响,扭转了20世纪90年代生态环境恶化的局面,并开始表现出一定抵御自然灾害的能力。研究认为,人类活动是盐池县近30a生态环境演变的主导因素。因此,只有合理开发、利用自然资源,推进人与生态环境和谐共处,才能保障盐池县经济社会的可持续发展。     

念青唐古拉山东段八盖乡地区近40年冰川与气候变化研究

基于1970年航空像片和1999年、2011年ETM⁺数据,利用决策树分类和目视解译方法提取念青唐古拉山东段八盖乡地区关星冰川、麻果龙冰川、若果冰川、江普冰川和那龙冰川的冰川边界,研究了上述5条冰川近40 a进退变化及其与气候变化的关系。结果表明:1970—2011年间,研究区5条冰川整体呈萎缩态势,冰川总面积减小了216.52 km²,其中1970—1999年各条冰川退缩速率（面积和末端）均大于1999—2011年,冰川退缩具有减缓的趋势,分析研究区附近气象资料可知,降水增加是冰川减缓退缩的主要原因。近40 a来研究区5条冰川面积退缩速率和冰川末端海拔呈反相关关系,冰川面积退缩速率随冰川末端海拔升高而降低,江普冰川的末端海拔最低,为3 179 m,其退缩速率最大为 1.75 km²/a,关星冰川末端海拔最高,为4 276 m,其退缩速率最小为0.38 km²/a。依据丁青站温度和降水数据,对研究区未来十几年冰川变化情况作初步预测,认为研究区冰川将处于加速退缩状态。     

新疆地区沙漠化对气候变化的响应与治理对策

运用2000-2011年MODIS NDVI数据监测了新疆地区的沙漠化变化,分析了该区沙漠化对气候变化的响应,并对典型区域沙漠化的主要原因进行了调查和研究。研究结果显示,近10 a来,新疆地区沙漠化整体趋缓,但局部地区沙漠化状况继续加剧;沙漠化对年降水量的变化响应明显,特别是在北疆地区响应十分显著;新疆沙漠化加剧最严重的区域位于南疆盆地的河流中下游;沙漠化类型退化的生态系统主要为草甸生态系统,引起沙漠化的主要原因是水资源利用空间的改变,特别是地下水水位的变化。     

渭河流域近50年来气候舒适度对气候变化的响应

气候舒适度(CCI)是反映气候条件对人体感受影响的指数.根据渭河流域内13个站点19612010年温度、风速、相对湿度等气象要素的平均值,计算出流域内各站点气候舒适度指数各级日数持续时间及分布情况.结果表明,冷和寒冷的日数在减少,可达舒适的日数在缓慢增加,其变化规律与温度变化密切相关.除华山站外,各站点的舒适度都比较高,大部分站点可达舒适的时间为5个月以上.流域内可达舒适的平均天数占全年的46.9％,寒冷及冷的日数可占27.1％,没有出现炎热和酷热的天气.流域内西安、武功、天水和宝鸡站点的气候舒适度较高,其次为铜川、洛川、环县等地区.     

近50年来疏勒河上游气候变化及其对地表径流的影响

以1961—2010年疏勒河上游山区气温、降水和径流数据为基础,采用Mann—Kendall和R/S分析法,在年、季节尺度上研究了气温、降水和径流的变化特征,并采用多元线性回归分析法揭示了径流变化的主控因素。研究结果表明,近50a来研究区年均气温上升趋势显著且持续性极强。20世纪60—70年代气温偏低,1986年以后快速上升,并在1990年左右发生暖突变。降水量在研究时段内增加趋势明显且持续性较强。20世纪60—70年代降水偏少,80年代开始偏多,90年代偏少,1998年左右发生由少到多的突变。研究区气候在20世纪80年代中期由暖干向暖湿转型,受气候变化影响上游地区径流量显著增加,其年际和季节变化特征与降水变化相似。冬季和秋季径流变化主要受地下水影响,而春季和夏季径流变化主要受降水和冰雪融水的控制。     

气候对巢湖东半湖水体环境变化的驱动效应

分析了小尺度气候变化对巢湖水体环境的影响,并揭示了水体营养生态对气候变化的响应机制。结果表明,年降雨量、年均温度、年日照时数变化稳定,平均值分别为1 176.2 mm,15.96℃和1 906 h,而高温天数(>35℃)年际变化显著(4~32 d/a)。调查期间总氮(TN)和总磷(TP)变化动态为开口向下的"凸"型抛物线形式,而高锰酸盐指数(CODMn)和叶绿素a(Chla)总体呈现为"凹"型曲线,水体总体呈现为中度营养状态。CCA分析发现巢湖区域的年降雨量、年均温度、年高温天数(>35℃)、年日照时数与湖水中TN,TP,CODMn和Chla呈显著相关性。其中TN,TP,CODMn和年日照时数对水体营养状态影响显著,贡献率分别为69%,45%,36%和27%。因此,可推测日照时数年际变化是导致水质变化的重要因素之一,气候因子与TN和TP在一定条件下对水体富营养化形成具有协同效应。     

近40年乔戈里峰北坡冰川与气候变化关系研究

以乔戈里峰北坡冰川为研究对象,选取1978年、1991年、2001年、2014年4个时期的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像,通过遥感图像计算机辅助分类和目视解译等方法提取了不同时期乔戈里峰北坡的冰川边界,并分析了乔戈里峰北坡冰川1978—2014年的进退变化。结果表明:1978—2014年乔戈里峰北坡冰川面积减小了53.37 km²,占1978年冰川总面积的6.81%,冰川近40 a在气候变暖的背景下反而呈现退缩速率由快变慢的趋势,且近10 a冰川退缩尤为缓慢,年均退缩率仅为0.12%。研究区东向冰川退缩率明显高于西向冰川,冰川退缩率随冰川规模的增大而减小,同时也随海拔高度的上升而减小。冰川变化的原因分析显示:气温升高导致研究区冰川退缩,而降水量的持续增加在一定程度上抑制了冰川的退缩;研究区内12条典型前进冰川对冰川积累区面积贡献较大,使得研究区整体冰川退缩率由快变慢的趋势更为显著。     

基于评估模型的陕西省水资源气候影响分析

利用陕西省1961—2009年96个观测站的年降水、气温资料以及1997—2006年水利部公布的水资源资料,基于线性拟合、水资源丰枯评价指标、变差系数及产水模数等方法和指标,对陕西省近50 a来的水资源状况进行了气候影响分析。结果表明,基于降水、气温的水资源评估模型能够对陕西省水资源状况进行评估,且评估效果好于只考虑降水的评估模型。近50 a来陕西省气候趋于暖干,年平均气温自20世纪90年代升高,1996年前后发生突变;年降水自20世纪80年代中后期减少,1988年前后发生突变。受气温升高,降水减少影响,近50 a来陕西省水资源量呈减少趋势,1991年前后发生突变,水资源量显著减少。20世纪90年代之前,陕西省水资源量正常偏多,之后水资源正常偏枯,且年际变化显著,年水资源量不稳定。陕西省属于旱年缺水类型,天然供水量的减少增加了水资源利用率,水资源供需压力增大。     

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力动态变化研究

利用生态足迹分析方法对新疆艾比湖地区1985~2003年的生态足迹和生态承载力进行计算和动态分析研究。结果表明,新疆艾比湖地区人均生态足迹和生态赤字不断增加,人均生态足迹从1985年的2.520 hm2增加至2003年的4.194 hm2,增加了66.43%;人均生态足迹赤字从0.015 hm2增加至2003年的1.121 hm2。与全球和国内一些地区分析比较表明,新疆艾比湖地区1999年的人均生态足迹需求低于全球人均生态足迹需求,低于全疆的平均水平,却高于全国的人均生态足迹需求。同时也处于全球人均生态承载力的范围,但超过中国和新疆的人均生态承载力水平;人均生态赤字也低于全球、中国以及全疆的平均水平。说明新疆艾比湖地区在全球尺度处于生态可持续发展状态,但在区域尺度处于不可持续状态,生态系统的压力较大。万元GDP的生态足迹高于全球、中国以及新疆的平均水平,说明艾比湖地区资源的利用效益比较低。