未来气候情景下我国北方地区干旱时空变化趋势

干旱是我国北方地区最为突出的环境问题。根据WCRP耦合模式输出的未来气候变化逐月资料,基于降水-蒸发力标准化干旱指数(SPEI),分析了IPCC SRES A1B、A2和B1三种情景下,2011-2050年我国北方地区干旱状况的时空变化趋势。结果表明:中国北方地区未来40 a呈现干旱化倾向,其中轻度和中度季节性干旱发生频率降低,重度和极端季节性干旱发生频率增加,增温引起的地表蒸发增加是极端干旱频发的主要原因。A1B、B1和A2情景下,2040s整个北方地区极端干旱频率增加、强度增强、影响范围明显扩大。极端干旱的增加可能给农业生产带来风险,采取有效应对措施,将有利于区域农业的可持续发展。

农田秸秆覆盖保墒研究

秸秆覆盖不但能够改变田间辐射、温度、湿度、风速等影响蒸发的外界条件,还改善了土壤的团粒结构,提高了土壤的供水能力,从而起到了改善田间小气候环境、减缓土壤水分波动、蓄水保墒的作用。农田秸秆覆盖后作物苗期棵间土壤蒸发明显减少,使旺盛生长期可利用水分增加,提高了水分的利用率。

覆被对桔园旱季土壤水分变化和利用的影响

稻草覆盖和自然覆被是解决红壤丘陵区季节性干旱的有效措施。2005～2006年在桃源农业生态试验站进行了稻草覆盖和自然覆被对桔园降雨入渗、土壤蒸发、土壤水分调控和利用结构影响的研究,结果表明:稻草覆盖和自然覆被更有利于雨水的储存和向深层入渗,雨后48h分别比裸地土壤储水增量多3.33mm和1.33mm,降雨入渗深度分别为40cm和80cm。此外,稻草覆盖和自然覆被分别抑制了69.10%和36.53%的土壤蒸发,其蒸发抑制作用在午间高温时段表现尤为明显,使得更多的水分以植物蒸腾(稻草覆盖15.71%、自然覆被7.30%)和土壤蓄留的方式支出,并且分别降低了20.55mm(稻草覆盖)和14.33mm(自然覆被)的水分支出。覆被下土壤水分结构发生明显改变,0～20cm土层受外界条件影响较大,土壤水分变异系数较大,自然覆被由于覆盖的植被消耗表层水分,水分亏缺较大,平均含水量为稻草覆盖>裸地>自然覆被;20～80cm土壤水分变异减小,平均含水量稻草覆盖>自然覆被>裸地;120～160cm深土层中,自然覆被下土壤水分得不到补给,变异系数增大,稻草覆盖和裸地水分变化稳定,平均含水量稻草覆盖>裸地>自然覆被。

红壤坡地不同土地利用类型地表产流特征

在自然降水条件下,连续8 a对红壤丘陵坡地6种不同利用方式下的地表径流进行观测分析。结果表明,自然恢复保护能显著减少地表径流量,不同土地利用类型间地表径流量存在显著差异,其大小依次为：农作区〉甜柿区〉茶园区〉湿地松区〉干扰恢复区〉恢复区。各土地利用类型地表径流量存在明显的季节分布特征,产流主要发生于4—8月,降雨量和2.5-8.0 mm·h^-1降雨强度是影响径流量的关键因素。恢复区和干扰恢复区呈现良好的水土保持效应,累积径流量增长缓慢;纯林生态系统水土保持效应与林木种类密切相关;农耕地由于土壤扰动大,水土流失严重,累积径流量增长迅速。必须通过构建合理的农林复合生态系统以进一步防治南方地区的水土流失。

秸秆覆盖对夏玉米田棵间蒸发和近地层气象要素的影响

夏玉米田秸秆覆盖处理试验观测结果表明:秸秆覆盖后棵间蒸发明显降低,且随着覆盖量的增加,显热通量增加,潜热通量减小,棵间蒸发逐渐降低,夏玉米全生育期内5000kg/hm2覆盖和15000kg/hm2覆盖分别比无覆盖处理的棵间蒸发低51.4mm和75.4mm;秸秆覆盖后近地层气象要素发生了改变,显热通量的增加使得近地层空气温度升高,潜热通量的减少使得近地层水汽压降低;秸秆覆盖阻挡了太阳辐射向地面的传播,土壤温度也随着覆盖量的增加而下降。

中国典型山地植被垂直地带性特征及其影响要素

山地的地形特征影响其气候特性,使山地植被呈现显著的垂直地带性分异。对中国典型山地——太行山、横断山和喀斯特山地的研究表明:3个典型山地降雨的垂直地带性差异较大,北太行山迎风坡存在两个最大降雨高度,横断山最大降雨高度位于其背风坡上,而喀斯特山区没有明显的最大降雨高度。植被分布沿海拔梯度表现出较大共性:低海拔地区主要为耕地和灌丛;随着海拔的升高,针叶林和阔叶林的比例逐渐增加,植被覆盖度达到峰值;高海拔地区则主要被高山草甸或冰雪带所占据。水分是限制太行山低海拔地区植被生长的主要因子,而高海拔地区植被生长则主要受温度限制;横断山和喀斯特地区降雨充沛,植被生长主要受温度影响。

红壤坡地生态系统恢复过程植被群落的演变

应用样方调查方法,对湘北红壤坡地有人为干扰和无人为干扰两种方式下植被恢复情况进行了初步调查分析,结果表明:无人为干扰的坡地植被恢复在11年间经历了缓慢恢复和快速恢复两个阶段,不同坡位群落生物量稳步增长,正在逐步形成具有稳定群落结构的自然生态系统;人为干扰坡地植被恢复缓慢,由于水土流失,上坡位地下部生物量呈下降趋势,中坡位和下坡位地下部的生物量都大幅度的增加,此外人为干扰使得乔木类植物无法正常生长,从而不能形成具有明显垂直结构的稳定生态系统。

基于地理加权回归模型的典型山地卫星反演降水产品降尺度研究

降水是陆地水循环的关键变量,高分辨率降水数据的获取是准确模拟陆地水循环过程的前提。虽然卫星反演降水产品具有较强的空间代表性和连续性,但其空间分辨率较低的问题限制了它的应用。以太行山、横断山和喀斯特山区为研究对象,基于降水与高程(DEM)、植被指数(NDVI)之间存在较好相关关系的假设,构建了GPM降水(Global Precipitation Measurement Mission)与高程、植被指数的地理加权回归模型,得到了2014—2016年研究区1km分辨率GPM降水数据。研究结果表明:地理加权回归模型能有效地提高GPM数据的空间分辨率。降尺度后,GPM数据精度在太行山和横断山区略有提高。年尺度上,相比于原始GPM数据,太行山和横断山区降尺度数据站点实测数据的确定系数分别提高了0.06和0.08,RMSE分别降低了0.45%和3.89%,MAE分别降低了0.16%和1.70%;月尺度上,太行山区67%的月份,横断山区83%的月份GPM产品降尺度后更加接近于站点实测数据。喀斯特地区GPM数据降尺度后精度略有下降,降尺度后,年尺度的降雨数据与实测数据的RMSE和MAE分别增加了10.00%和8.00%,R^2降低了0.06,月尺度上仅8月和9月降尺度后的精度更高。降雨与地形和NDVI的关系较弱是喀斯特地区降尺度效果较差的主要原因。

横断山区植被绿度的时空变化特征及其成因

科学认识植被绿度变化的时空格局及驱动因子是生态系统管理的基础.横断山是我国西南地区的重要生态屏障,对我国中西部地区的气候及生态环境有着深远影响.本文基于MODIS NDVI数据,采用趋势分析法、偏相关分析及复相关分析等方法,系统分析了2001—2016年横断山区植被NDVI的变化特征及其驱动因子.研究结果显示:2001—2016年横断山区NDVI年均值呈增加趋势,年均增长率为4.4×10-4 a-1.除夏季NDVI均值表现为降低趋势外,其它季节NDVI均值均为增长趋势,增速冬季>春季>秋季.海拔4000 m以下植被NDVI年均值介于0.45~0.55,其增速的海拔梯度差异较小(±0.001 a-1);海拔4000 m以上随海拔梯度的增加,NDVI年均值降低而其增速升高.横断山区植被NDVI变化受气候因子影响的面积仅为16%,大部分地区NDVI变化受CO2浓度增加及土地利用变化等人类活动的影响.研究结果为横断山区生态保护和可持续发展提供参考依据.

考虑广义需求侧资源的深度置信网络短期负荷预测方法

随着智能电网信息化水平的不断提高以及可控负荷、分布式电源和储能等广义需求侧资源的大量接入,将产生海量负荷数据集并改变负荷特性.为了提高负荷预测精度,提出了一种考虑广义需求侧资源的深度置信网络(DBN)负荷预测方法.首先,借助负荷聚合商确定了广义需求侧资源参与电力市场的机制,构建了基于合同的广义需求侧资源调度模型,并利用该模型求解广义需求侧资源参与电力市场的最优调度计划.其次,引入DBN结构,并将广义需求侧资源的最优调度计划作为其输入量,建立了短期负荷预测模型.最后,以实际数据进行仿真测试,结果表明,本文所提方法具有更高的预测精度.

红壤坡地降雨入渗、产流及土壤水分分配规律研究

选取农作区和荒草区两个不同利用模式下的红壤坡地,研究了降雨的入渗、产流及对土壤水分分布的影响。结果表明:(1)农作区和荒草区的径流系数都随着年限的延长而降低并达到稳定,降雨量成为影响径流量的唯一主导因素;农作区的径流系数显著高于荒草区(P<0.05)。(2)农作区的入渗比率(入渗量/降雨量)低于荒草区;在持续降雨的情况下,农作区60 cm以上土壤蓄水增量降低,但渗漏量保持不变,因此使入渗比率降低,而荒草区则在60 cm以上土壤蓄水增量降低时,通过提高土壤的渗漏量保持较高的入渗比率。(3)降雨对土壤水分分布的影响受土壤初始含水量和垫面的影响。土壤初始含水量越低,降雨使土壤水分含量增量越大。在同等降雨量下,农作区只有40 cm以上的土壤水分含量增加,而荒草区则为90 cm以上。

华北平原1960-2009年气象干旱的时空变化特征

华北平原地处东亚大陆性季风气候区,是世界上气候极脆弱的区域之一,干旱灾害频发。依据多年平均降雨等值线将华北平原划分为3个子区域(A区雨量<600 mm,600 mm≤B区雨量≤750 mm,C区雨量>750 mm),基于1960-2009年60个站的逐日气象资料,采用修正的Palmer干旱指数(PDSI)、M-K检测法和EOF分析法研究了该地区近50年气象干旱的时空变化特征。结果表明,PDSI指数能较好地表征华北平原气象干旱的时空变化过程,其干旱的空间分布主要呈南-北和东南-西北递增的格局,干旱过程通常持续两年以上,季节连旱现象明显,年际变化和年代际变化十分显著。A区干旱最为严重且呈显著增长趋势,其突变点大致为1983年;B区自1970年后进入干旱频发期,持续时间达20年之久;C区各级干旱频率均呈下降趋势,大致以1997年前后为突变点。

北京市各区县不透水面动态变化特征研究

利用多期Landsat MSS/TM数据对1992-1999、1999-2007和2007-2011年3个时段的北京市9个有代表性区县的不透水面变化特征进行分析。结果表明：经过近20年的发展,北京市各区县因为各种历史原因和所处的位置不同,向不透水面转化的地类存在着区位差异和动态特征。就面积而言：新增不透水面主要集中在发展新区的昌平、通州和顺义,其在各时期新增不透水面总和及增长率均远远超过拓展区的海淀、朝阳、丰台和石景山。早期各区县不透水面增加面积和速度均比较小,中期则大大增加,后期增加速度都有所放缓。不透水面比例显示：拓展区各区县的不透水面占各地类的比例从一开始（1992年）与耕地、绿地不相上下到后来逐渐占优（2007年）,再到全部超过50%（2011年）,占绝对优势,表明其用地结构却发生了质的变化,农业功能已很小。新区各区县不透水面比例虽然各时期均不断上升,但始终以耕地和绿地为主要用地类型。从不透水面来源看：1992-1999年,发展新区各区县是以耕地为不透水面主要来源;拓展区各区县则是以绿地和耕地转化为主要方式。1999-2007年,各区县由耕地转化所占比例都有所上升。2007-2011年,只有新区的区县仍以耕地为不透水面增加的主要来源,耕地和绿地转化为不透水面的趋势有所控制,城市生态环境保护政策的效果初步显现。

不同利用方式红壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究

研究南方红壤坡地3种典型利用方式(休闲荒地、常规农作和茶园)的土壤水分分布特征及水肥流失情况。结果表明:①不同土地利用方式下的土壤水分含量变化与降雨量变化密切相关,土壤水分含量高低顺序为休闲荒地>茶园>常规农作。②常规农作产流不稳定,产流量明显高于休闲荒地和茶园,休闲荒地和茶园的产流无差异。③随径流损失的养分以氮素损失为主,养分损失量高低顺序为:常规农作>茶园>休闲荒地。从涵养水源、水土保持及经济效益综合考虑,南方红壤坡地利用以茶园利用为宜。

不同利用方式红壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究

研究了南方红壤坡地三种典型利用方式（休闲荒地、常规农作和茶园）的土壤水分分布特征及水肥流失情况。结果表明：①不同土地利用方式下的土壤水分含量变化与降雨量变化密切相关,土壤水分含量高低顺序为休闲荒地〉茶园〉常规农作。②常规农作产流不稳定,产流量明显高于休闲荒地和茶园,休闲荒地和茶园的产流无差异。③随径流损失的养分以氮素损失为主,养分损失量高低顺序为：常规农作〉茶园〉休闲荒地。从涵养水源、水土保持及经济效益综合考虑,南方红壤坡地利用以茶园利用为宜。

论我国石油天然气矿权权利冲突及解决机制

矿权是石油天然气经济活动中最基本的权利,我国石油天然气的经济活动中存在着许多的权利冲突问题,矿权冲突是比较多元化的,但其实质而言是权限冲突与利益冲突的交错,并通过各种形式表现出来。加强对石油天然气矿权权利冲突及解决机制的研究,有利于进一步规范我国石油天然气经济活动,促进石油天然气行业健康和谐发展。

气候变化对华北农业水资源影响的研究进展

水资源是制约华北平原农业稳定和可持续发展的主要因素。气候变化对华北平原水资源和农业需水影响显著。1950年以来,华北平原气候总体趋向于暖干化,潜在蒸散呈下降趋势。近30年实际蒸散量呈现弱的上升趋势,与潜在蒸散有互补关系。未来气候变化情景下,区域水分盈余量下降,华北地区干旱化趋势加重。作物生育期耗水量和灌溉需水量增加,其中北部地区水量亏缺更为严重,南部地区水量盈余则减少。调整春季高耗水作物种植面积和空间布局,减少农业用水量,是适应气候变化的必要途径。

农村土地使用权信托流转模式探讨

在分析现有政策和法律、国内实践经验、我国农村土地信托流转条件的基础上,对将信托制度引入农村土地使用权流转中,并建立农村土地使用权信托流转模式进行了研究。

高速钢节能回火工艺的研究

对W6Mo5Cr4V2高速钢制直柄麻花钻进行了不同回火工艺对性能影响的分析。结果表明:①经580℃、560℃两次回火的高速钢,其硬度和韧性与低高温回火的相比,相差不大,但弯曲强度、挠度可提高10～30%,耐用度可提高50～70%;②麻花钻可用两次回火代替低高温三次回火,从而节能。

矿权法律制度问题基本探讨

矿权法律制度不完善、矿业市场混乱不堪等原因造成了我国矿产资源大量浪费,生态环境严重受损。完善的矿权法律制度无疑是提高我国矿产资源利用率的基础,也是促进我国矿业发展适应社会主义市场经济要求的动力源泉。文章在对矿权法律制度进行简要介绍的基础上分析我国现行矿权法律制度实施中存在的问题及其原因,并提出相应的对策。