冷凉气候区‘寒富’苹果及其亲本光合特性的研究

 以‘寒富’苹果及其亲本‘东光’和‘富士’为试材,应用CIRAS-1型便携式光合系统,研究了天气、季节和叶位对其光合特性的影响。结果表明：‘寒富’苹果及其亲本叶片净光合速率（P_n）的日变化晴天呈典型的双峰曲线,最高峰均出现在10:00左右（13.47μmol·m^-2·s^-1,12.46 μmol·m^-2·s^-1和11.21 μmol·m^-2·s^-1）,次高峰出现在14:00左右（11.92 μmol·m^-2·s^-1,9.84 μmol·m^-2·s^-1和10.94 μmol·m^-2·s^-1,中午有明显的“午休”现象,阴天P_n日变化为单峰曲线,峰值出现在12:00左右（11.0 μmol·m^-2·s^-1,10.2 μmol·m^-2·s^-1和10.3 μmol·m^-2·s^-1）,日平均P_n分别比晴天低2.28 μmol·m^-2·s^-1,2.73 μmol·m^-2·s^-1和2.86 μmol·m^-2·s^-1;P_n的季节变化呈不对称双峰曲线,主峰出现在7月上旬,次峰出现在9月上旬;新梢不同节位叶片的Pn呈抛物线型变化,枝条中上部的叶片P_n较大。‘寒富’苹果及其亲本的光补偿点（LCP）分别为5.9±1.8 μmol·m^-2·s^-1,21.1±1.4 μmol·m^-2·s^-1和9.05±2.1μmol·m^-2·s^-1;饱和光强（SL）分别为1 665±20 μmol·m^-2·s^-1,1 418±131 μmol·m^-2·s^-1和1300±56.6 μmol·m^-2·s^-1;CO₂补偿点（CCP）分别为87.5±1.4 μmol·mol^-1,84.2±5.9 μmol·mol^-1和59.5±7.5 μmol·mol^-1;饱和CO₂（SC）分别为2 961±41 μmol·mol^-1,1 572±166 μmol·mol^-1和1 381±23 μmol·mol^-1。‘寒富’苹果利用强光和弱光的能力均强于其亲本,表现出喜光耐荫的特性。     

乌鲁木齐1957－2011年城－郊气候要素对比研究

利用乌鲁木齐站(城区)和达坂城站(郊区)1957－2011年的气温、降水、相对湿度和风速资料,运用变异系数、Mann-Kendall 趋势检验法及小波分析法,对比分析城区和郊区各气候要素的年代际变化、季节变化及周期变化特征,并对其原因进行了探讨.结果表明,城区的年均温和年均最低温均高于郊区,而年均最高温低于郊区,因此城区增温主要是由最低温的增高贡献的;城区降水量是郊区的4．1倍,增长速率约为郊区的5倍,表明城市有使城区及下风方向降水增多的效应;城区相对湿度呈下降趋势,表明城区绿地面积逐渐减少;达坂城的风速约为乌鲁木齐的2．27倍,是由于达坂城谷地的“狭管效应”所致.小波分析结果表明城区的周期变化与郊区类似,城区的周期性更长更明显.     

1960～2010年宁夏降水和温度极端气候事件变化分析

利用1960～2010年宁夏9个观测站的日降水量、最高温度及最低温度资料,采用趋势分析方法分析了该地区的极端气候事件变化特征.结果表明,极端降水事件和暴雨日数的变化趋势表现为非均一性,主要以弱的减少趋势为主,具有明显的阶段性变化特征;20世纪80年代中期之后暴雨的主要爆发时间段较之前提前2侯;严重干燥（湿润）事件平均发生频次和持续日数均是由南向北逐渐递增（递减）,全区呈一致的增加（减少）趋势,90年代末之后降水趋向于极端性、不均衡性;全区高温（低温）日数呈一致的增加（减少）趋势,北部地区的变化速率相对较大,1998（1993）年发生突变,突变之后显著增加（减少）;全区极端高温（低温）事件呈一致的显著增加（减少）趋势,气温变暖在低温上的表现更加显著.     

贵州农业气候资源配置系数研究

为给贵州农业气候资源的高效利用提供参考,利用贵州省84个气象台站1982—2010年的气象资料,采用配制系数法分析日照、气温和降水等农业气候资源的变异状况和变化趋势。结果表明,贵州省农业气候资源配置存在明显的地域特征,年际变化趋势不同。气候资源配置好的区域分布于省内西南部、中部和东部边缘区域以及北部部分区域,这些区域的配置系数有减小的趋势;气候资源配置一般的区域分布于省内西部地区、南部边缘片区和北部地区,其中大部分地区的配置系数有减小趋势;气候资源配置差和很差的区域分布于省的西部边缘地区,部分地区的配置系数有增大的趋势。     

基于最大熵值模型的山白树适生区分布变化研究

【目的】研究山白树在不同时代气候条件下的适生分布区范围和变化规律,推测其过去和未来的适生区分布。【方法】利用山白树在中国的分布点数据和气候因子数据,基于最大熵值模型预测山白树在当代、末次间冰期、末次盛冰期、21世纪50年代和80年代的适生区分布范围和面积。【结果】最大熵值模型对山白树地理分布的分析结果准确可靠;最干季度平均温度、最暖季度降水量、最冷季度平均温度、最干月份降水量、最湿季度平均温度、昼夜温差与年温差比值和最冷季降水量等7个生物气候变量对山白树适生区分布有较大影响。山白树在末次间冰期的适生区总面积为当代的1.65倍,分布范围更靠南方;在末次盛冰期其适生区明显缩小,为当代适生区面积的4.4%,仅分布在巴山地区和汉水上游河谷地带;在21世纪50年代和80年代山白树的适生区面积大幅度增加,总面积分别为当代的19和13倍。【结论】山白树对气候变化敏感,适生区范围变化幅度大;21世纪全球气候变暖有利于山白树的保护。     

1961－2014年中国干湿气候时空变化特征及成因分析

利用全国701个气象站点1961-2014年逐日地面观测资料,基于降水量和参考作物蒸散量(ET0)计算的湿润指数研究了近54a中国干湿气候时空变化特征,并利用敏感性和贡献率法分析了气候变化背景下主要气象因子对ET0的影响,对干湿气候变化的成因进行了探讨.结果表明:全国气候在3个时间段(时段1:1961-1980;时段2:1981-2000;时段3:2001-2014)中经历了变湿到变干的过程;不同地区干湿状况变化差异很大,干旱趋势主要发生在中国的半干旱半湿润气候区;1961-2014年降水量变化趋势不显著,ET0呈显著下降的趋势,61.6%的站点出现"蒸发悖论"现象.南方大部分地区和新疆的西北部由于降水量增加和ET0减少,气候变湿;西北和西南大部分地区由于年降水量减少和ET0增加,气候呈显著变干的趋势.ET0对相对湿度的变化最敏感,风速的负贡献率是引起ET0变化的主导因子.研究时段内风速和日照时数的减少对ET0的负效应超过温度上升对ET0的增大作用,导致全国ET0总体呈下降趋势.     

黄土高原沟壑区典型造林树种蒸散发对气候变化的响应

为研究黄土沟壑区典型造林树种蒸散发对气候变化的响应,基于黄土沟壑区小流域刺槐、侧柏、油松样地实测蒸散发数据,借助Hydrus-1D软件构建了黄土沟壑区刺槐、侧柏及油松植被蒸腾与土壤蒸发的模拟模型,使用修正Morris法对模型参数敏感性进行分析,结果表明：>40～100 cm土壤孔径分布参数（n2）,>40～100 cm土壤饱和体积含水率（θs2）,0 cm土壤田间持水率（θf）,根系吸水最适水势上阈值（h1）,根系吸水最适土壤水势下阈值（h2）,植物出现永久凋萎时的土壤水势（h3）,消光系数（μ）,截留模型经验参数（a）等参数对植被蒸腾影响较大,植被生理特征相关参数h1,h2,h3,μ,a的不同是造成树种间蒸腾量出现差异性的重要原因。选取2015年试验观测数据对模型进行率定,2016年试验观测数据对模型进行验证,土壤含水率及土壤蒸发的Nash-suttcliffe模拟效率系数（Ens）均在0.700以上。采用率定后的模型对预设情景下的蒸散发量进行模拟,结果表明：未来及不同水文年气候特征对刺槐蒸腾的影响程度大于蒸发,对侧柏和油松而言,则正好相反。所有气候情景下,刺槐、侧柏、油松的蒸腾量分布在128.8～282.6、99.3～200.3和140.5～220.5 mm,蒸发量分布在94.6～135.4、116.5～187.3和123.8～212.5 mm,蒸腾量与蒸发量均表现为丰水年＞平水年＞枯水年。3个树种蒸腾量对未来及不同水文年气候特征的响应程度表现为：刺槐＞侧柏＞油松,并且,同一时期内,在丰水年及平水年,刺槐蒸腾量最大,在枯水年,油松蒸腾量最大。3树种蒸发量对未来及不同水文年气候特征的响应程度表现为：油松＞侧柏＞刺槐。生长季降雨量对于同期蒸腾量与蒸发量的影响明显强于温度的影响,其与蒸腾量、蒸发量之间均呈极显著（P<0.01）线性关系。     

黄淮海地区冬小麦种植北界时空演变及未来趋势分析

为探索黄淮海地区冬小麦种植北界的变化规律,该文基于黄淮海及周边地区94个气象站1961—2017年逐日气象数据和代表性浓度路径(representative concentration pathways,RCPs)RCP4.5、RCP8.5情景下2011—2100年逐日温度数据,采用5个气候指标对黄淮海地区冬小麦种植北界进行分析。主要结论如下:1961—1970年黄淮海地区冬小麦种植北界主要分布于天津—河北霸州—保定—石家庄—邢台—山西临汾一线;1971—1980年,该线在河北境内北移约65 km,在山西境内北移约40 km;与1971—1980年相比,1981—1990年北界变化较小,仅在河北唐山附近略南移,山西运城附近略北移;与1981—1990年相比,1991—2000年北界变化较大,尤以山西地区为最,将原本的正弦线趋势压缩为平滑抛物线趋势,临汾附近南移,阳城附近北移;相较于1991—2000年,2001—2010年北界略北移;相较于2001—2010年,2011—2017年北界呈南移现象。未来RCP4.5情景下,2011—2040年冬小麦种植北界主要分布在河北乐亭—唐山—北京—河北保定—石家庄—邢台—山西榆社—临汾一线;2041—2070年该线在河北境内北移至秦皇岛,山西境内北移至介休;与2041—2070年相比,2071—2100年北界在河北境内趋于稳定,在山西境内北移至太原北部。RCP8.5情景下,冬小麦种植北界变化较大:2011—2040年北界位于河北秦皇岛—唐山—北京—河北保定—石家庄—山西临汾一线;2041—2070年,该线在河北境内北移至遵化、青龙附近,在山西境内北移至兴县、太原附近;2071—2100年,北界北移至河北承德—丰宁—张家口—怀来—保定—山西原平—五寨—河曲一带。此外,与RCP8.5相比,RCP4.5情景下黄淮海地区冬小麦种植北界变化趋势较小。该研究可为黄淮海地区冬小麦种植敏感性地带适应气候变化提供理论依据和技术支撑。     

修河流域洪水变化特征及其对气候变化的响应

利用修河流域主要控制站万家埠、晋坪和虬津水文站实测最大洪峰流量序列,采用Mann-Kendall检验法和小波分析等方法,对修河洪水极值流量的趋势性、突变性及周期性进行了分析,并探讨了洪水极值流量变化与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、北大西洋涛动（NAO）、太平洋-北美型（PNA）、东亚夏季季风指数（EASMI）、南中国海夏季季风指数（SCSMI）、太阳黑子（SS）、西太平洋型（WP）等15个气候指标之间的相互关系。结果表明:万家埠站年最大流量表现为不显著减少趋势,晋坪和虬津2站年最大流量表现为不显著增加趋势。万家埠站年最大洪峰流量突变点为1972年,在1972年后最大洪峰流量发生由减少到增加的突变;晋坪站年最大洪峰流量突变点为1977年,在1977年后最大洪峰流量发生由增加到减少的突变;虬津站年最大洪峰流量突变点为1990年,在1990年后最大洪峰流量发生由减少到增加的突变。修河流域万家埠、晋坪和虬津站年最大洪峰流量系列在时频域中都存在着不同尺度的周期,既有2~8年的短振荡周期,也有超过20年的长振荡周期。除万家埠站最大洪峰流量存在22年显著周期,其余周期均不显著。修河流域年最大洪峰流量与ENSO,EASMI,PNA和WP均呈显著相关（p<0.05）。研究结果可为修河中长期洪水预报提供参考。     

华北平原干旱事件特征及农业用地暴露度演变分析

根据1961-2014年华北平原52个气象观测站月降水数据和区域气候模式COSMO-CLM（CCLM）输出的逐月降水预估数据,利用标准化降水指数,结合“强度-面积-持续时间”（Intensity-Area-Duration, IAD）方法,研究了华北平原过去（1961-2014年）和未来（2016-2050年）3种排放情景(RCP2.6、4.5、8.5）下,不同持续时间的区域最强干旱事件的强度-面积特征及其时空分布规律。同时,基于2000年的土地利用数据,分析了2016-2050年华北平原农业用地暴露度的演变。研究表明：（1）1961-2014年,华北平原干旱中心在空间上呈由南向北迁移的趋势。（2）相比基准期（1961-2005年）,过去45a未遇的干旱事件在2016-2050年RCP3种情景下均有可能发生;RCP2.6情景下发生频率最高。（3）2016-2050年,RCP2.6和RCP 4.5情景下,华北平原农业用地干旱暴露度（即暴露面积）呈增大趋势,RCP4.5情景下干旱暴露面积增加的速率更大,RCP8.5情景下则与之相反,呈减小趋势。3种情景下暴露度峰值分别出现在2040s后期,2040s前期及2020s中期。