近55年三江源地区地表干燥度时空变化特征及其对气候因子的响应

三江源地区是我国乃至亚洲的重要水源地。了解该区的干湿状况对水资源科学管理、生态环境保护、保障中下游水资源供给量和水安全具有重要的意义。基于三江源地区1960─2014年13个气象站点逐日气象资料,采用Penman-Monteith模型和泰森多边形法计算出潜在蒸散和降水量的比值,得到干燥度指数(AI),并以气候倾向率、滑动t检验、累积距平法、DEM修正、经验正交函数(EOF)分析了近半个世纪以来该区地表干燥度的时空变化特征,同时利用灰色关联法分析气候因子对其影响强度。结果表明,(1)近55年三江源地区地表干燥度以-0.056/10 a(P<0.05)的速率降低,长江源区下降幅度最大为-0.075/10 a(P<0.05),其次为黄河源区、澜沧江源区,分别为-0.03/10 a、-0.024/10 a。(2)三江源地区、长江源区、澜沧江源区、黄河源区平均气温分别以0.3℃/10 a(P<0.001)、0.3℃/10 a(P<0.001)、0.35℃/10 a(P<0.001)、0.25℃/10a(P<0.001)的速率呈上升趋势,并均在1998年(通过0.05显著性水平)发生突变。(3)三江源区和长江源区地表干燥度均在1996年(通过0.05显著性水平)发生突变,澜沧江源区突变时间不确定,黄河源区在2004年(通过0.05显著性水平)发生突变;即1996年后三江源地区逐渐趋于暖湿化。(4)季节变化特征差异明显,冬半年干燥、夏半年湿润,冬季变化趋势最大且达到-2.59/10 a,其次为春季、秋季、夏季,分别为-0.72/10 a(P<0.05)、-0.05/10 a、-0.02/10 a。(5)三江源地区地表干燥度的空间分布与地形关系密切,海拔高的地区干燥,海拔低的地区湿润;由东南向西北逐渐增高,以巴颜喀拉山为界,东湿西干,南部有增加趋势而北部有降低趋势。(6)1990年前气温对地表干燥度的影响占主导,1990年后气温、风速和日照时数对其影响最为显著。

陕西省2001-2010年土地资源利用效益评价

分析了陕西省2001—2010年土地资源利用的变化情况,采用层次分析法、变异系数法和比重法,选取经济、社会和生态3个层次18个指标对该省土地资源的利用情况进行了综合评价。通过确定各指标的权重,计算各指标的评价分值,评价了近10a来陕西省土地资源利用的总体水平。研究结果表明,2001—2010年,陕西省土地资源利用结构的转变符合经济和社会的持续健康发展要求,经济效益和社会效益呈现出稳步增长的趋势,年平均增长率分别为58%和21.5%,而土地资源利用的生态效益却直线下降。

近14年西南地区植被季节变化及与气候关系

针对我国西南地区植被对气候的适应性及对气候反馈的问题,基于1999~2012年归一化植被指数数据,结合同期气温和降水资料,探究该区主要植被类型对气候变化的响应方式。运用GIS和RS技术,采用最大值合成和变化斜率法,从季节尺度分析该区近14年植被覆盖的时空变化特征及与气温、降水关系。结果表明：1）近14年该区植被覆盖度四季均呈现增加趋势,其中春季增加速率最快（8.7%/10a）、趋势最为显著（P〈0.001）,秋季次之,夏季最小（4%/10a）。2）该区植被以生长季提前为主要特征,气温是影响生长季提前的主要自然因素,降水增加则促使生长季振幅增大。所有植被类型（除农林交错植被）均表现为生长季提前,农林交错植被以生长季延长为主要特征。3）植被覆盖度增加以春季为主的区域面积最大（47.39%）,分析表明生长季提前是该区植被对近14年气候变化的最主要响应方式,但这种季节响应存在显著的空间差异,若尔盖高原、四川盆地、云贵高原西部及广西丘陵大部的植被主要表现为生长季提前,而四川盆地和广西丘陵中部、及云贵高原中东部表现为生长季延长。

宿州市沱河段水质时间变化及影响因素研究

通过对宿州市沱河段沿岸实地调查,以沱河东关闸断面为采样点,分时段采集样品,并以沱河东关闸断面2004—2009年的连续监测资料为基础,对水质污染物主要指标进行了分析。监测的水质指标包括溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH3—N)、总氮(TN)、总磷(TP)。采用单因子评价,基于直观图解、线性趋势分析和季节性Kendall检验法,探究了沱河水质污染的年内及年际变化趋势,并分析影响水质变化的主要因素,提出了相关保护对策。结果表明:(1)年内水质变化显著,DO,NH3—N和TP在冬季含量偏高,TN和COD在春、秋季含量较高,BOD在夏季含量偏高。(2)年际变化方面,BOD,NH3—N和TN均呈显著下降趋势,COD呈不明显下降趋势,DO和TP无明显变化趋势。总体来说,宿州市沱河段水质状况处于不断改善之中。

基于SPEI的西南地区近53a干旱时空特征分析

论文基于标准化降水蒸散指数(SPEI),统计分析西南地区128个测站1960—2012年的气象数据,从干旱年际变化趋势、四季变化趋势、干旱强度、干旱事件频次、干旱频率以及与ENSO的关系,对西南地区近半个世纪的干旱时空特征进行了分析。结果表明:①西南地区及子区域近53 a来呈干旱化趋势,21世纪初干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势;②四季大部分区域呈干旱化趋势,以秋季最为突出;③春季,干旱发生频率最高且集中在横断山地、四川盆地东部和云贵高原中部,夏季,横断山地北部、若尔盖高原和广西丘陵西北部易发生干旱,秋季,云贵高原、广西丘陵及四川盆地部分区域干旱频率较高,冬季,干旱易发区集中在若尔盖高原、四川盆地西南部一线;④各区域四季的干旱指数与ENSO指数相关性不同,并且ENSO事件强度与四川盆地和横断山地的SPEI在年变化趋势方面存在明显负相关,与其他区域呈正相关。此外,西南地区在厄尔尼诺年和拉尼娜年都会出现干旱,但前者爆发干旱灾害的概率比后者高。而且各区域存在差异,四川盆地、若尔盖高原在厄尔尼诺年易发生干旱,而云贵高原在拉尼娜年发生频率较高,广西丘陵、横断山地没有明显规律和特征。

基于标准化降水蒸散指数的陕西省近50a干旱特征分析

基于陕西省18个气象站点1961—2010年实测气象资料,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过计算各站历年逐月的SPEI指数值,统计近50 a各站点出现的干旱过程,分析了陕西省历年、历年各季及月尺度上的干旱发生频率、覆盖面积和干旱发生强度,揭示了陕西省干旱发生的时空和强度演变特征。研究结果表明,近50 a来陕西省干旱发生频率呈明显的增长趋势,尤其是1990年以来的近20 a;陕西省在年、春、夏、秋、冬及月尺度上均有干旱发生。其中,秋季干旱最为严重,春季次之。在年代际变化方面,全省以20世纪90年代干旱最为严重,2000年以来的干旱次之;干旱出现既有全省性的大范围干旱,也有区域性的局部干旱,分布极不均匀,总体分布特征是北多南少;干旱发生强度分布呈现出关中最强、陕南次之、陕北最弱的特点。

西南地区近14a植被覆盖变化及其与气候因子的关系

基于1999~2012年NDVI数据,结合气温和降水资料,运用GIS和RS技术,分析了西南地区近14a植被覆盖的时空变化特征及与气温、降水的关系。结果表明：（1）该区植被生长良好,各植被类型NDVI均呈显著增加趋势。空间整体表现为改善状态,改善面积远大于退化面积,严重退化区仅占1.18%。退化区分布于横断山地北部、四川盆地东部以及云贵高原中部。（2）植被覆盖变化将以良性发展为主,但强持续性的退化区和弱持续性的改善区应值得关注;强持续性的退化区主要分布在横断山地中北部、云贵高原中西部、若尔盖高原中部、四川盆地与若尔盖高原相交区域;草原强持续性的退化面积最大,针阔混交林强持续性的改善面积最大。（3）NDVI与温度存在明显的正相关关系,而与降水及干旱指数变化的关系不太明显,温度是影响该区植被变化的主要自然因素。

1960-2012年甘肃黄土高原干旱时空变化特征分析——基于标准化降水蒸散指数

基于甘肃黄土高原区12个测站1960-2012年的气象资料,利用标准化降水蒸散指数对该区近53a四季干旱的时空变化特征进行了分析。结果表明:甘肃黄土高原区近53a的四季均呈干旱化趋势,以秋季最为突出,春季次之。经过Mann-Kendall趋势分析法检验,秋旱最显著的地方是兰州、靖远及环县;春旱最明显的地方是崆峒、庆阳和西峰;冬季有变湿的趋向,但未通过显著性水平。空间分布上,甘肃黄土高原区腹部比边缘区发生干旱的频率高,山地比谷地发生干旱的频率高。陇中地区夏旱频发,陇东地区冬旱频繁。干旱变幅最大的地方是研究区西北的乌鞘岭和东北的子午岭。近53a研究区干旱事件发生频次呈增长趋势,近10a来尤为显著。中度干旱发生频次的增长速度比极端干旱事件增长的快,但没有极端干旱事件显著。

甘肃河东玉米种植区春夏气象干旱时空变化特征及其与环流因子关系

甘肃河东玉米种植区属于旱作雨养农业区,农作物生长主要依靠自然降水来维持,春夏干旱是影响该区玉米生长发育的关键因素。利用河东地区13个气象站点1957—2012年气象资料,基于标准化降水蒸散指数从干旱趋势、周期、空间特征及其与环流因子关系方面探讨近56 a来河东玉米种植区春夏干旱演变特征。结果表明:近56 a河东玉米种植区春夏两季均呈干旱化趋势,并自20世纪90年代中期以后,干旱呈加重趋势。干旱变化共经历了3个气候阶段,20世纪80年代之前,春夏旱情较轻;80年代—90年代,夏旱较春旱严重;2000年以后,春旱较夏旱严重。干旱周期变化,春夏干旱周期分别为20 a和14 a,干旱周期性变化主要是受太阳黑子活动影响。春夏干旱发生频率在突变前后差异显著,低频区在突变后转为高频区,易旱区呈扩大状态。ENSO事件是影响该区春夏干旱发生的主要环流因子,尤其对夏旱影响最为显著。近20 a来ENSO事件增强是该区干旱事件不断加重的原因,ENSO暖事件爆发时,该区春夏趋于干旱,由湿向干转变;ENSO冷事件爆发,干旱则有所缓解,由干向湿转变。

1961~2010年中国大陆地面气候要素变化特征分析

利用1961~2010年全国大陆地面468个气象台站的气温、降水和日照时数等资料,采用Jones等提出的计算区域平均气候时间序列的方法对全国数据进行加权平均处理,采用线性趋势、反距离加权插值、Morlet小波分析、Mann-Kendall法,分析了我国大陆地面近50a来各气候要素的变化特征。研究表明:年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温均呈显著上升趋势,年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数均呈显著减少趋势;年平均气温、年平均降水、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数分别存在14、26、14、14、25、16、26、25和25a左右的变化主周期;在0.05的置信度水平下,年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年极端温度差、年平均降水和年平均日照时数均发生突变,其分别在1996、1981、1997、1975、1983和1982年发生突变,其余要素均未发生突变。分析还发现,各气候要素的变化主周期分别存在一定的相似性,突变时间也存在一定联系。

1998—2011年甘肃河东地区NDVI时空变化

基于1998—2011年的SPOT VGT-NDVI数据,运用最大化均值法、提取植被覆盖度法和一元线性回归趋势分析法,对甘肃河东地区连续14 a的植被覆盖时空变化特征进行动态研究。结果表明:河东地区植被南多北少。在时间上,整体植被呈缓慢上升趋势,增速为0.028·(10a)-1。其中,前4 a NDVI呈下降趋势,从1998年的0.392下降到2001年0.314;后10 a NDVI呈波动上升趋势,从2002年的0.330上升到2011年的0.378。在空间上,陇南山区中北部、陇中高原南部植被呈增加趋势;而陇东高原东南部、甘南草原区则有所下降。