湖南省人口变化特征分析与国土空间规划应对策略研究

人口结构变化正深刻影响着经济、社会、资源的发展方式,研究人口结构变化特征,把握人口发展规律与趋势,提出国土空间规划应对策略,对促进国土空间的高质量发展具有重要作用。文章基于人口普查数据,分析了湖南省近十年人口变化特征,提出了面向人口变化的国土空间规划应对策略。结果表明:(1)在规划响应机制方面,人口规模变化驱动规划需求、人口结构变化影响设施配置、人口城乡分布影响城乡格局、人口流动影响区域平衡。(2)在人口变化特征方面,湖南省人口规模呈负增长趋势,人口结构少子化老龄化趋势明显,城镇人口向主要的交通干道与经济通道集聚,人口流出规模与比例呈扩大趋势。(3)针对人口变化特征,国土空间规划应对策略包括分级分类引导、优化公共服务设施供给、强化城乡融合动能和提高产业发展效能。

新疆空中水资源和地表水资源变化特征研究

大气降水是新疆一切水资源的根本来源,空中水资源是大气降水的物质基础,大气降水在当地形成地表水资源。水资源短缺是制约新疆经济社会高质量发展和生态安全保障的最关键自然因素。本文分析新疆空中水资源和地表水资源的变化特征,对新疆水资源系统规划和高效利用具有重要的科学意义。结果显示:1961—2022年新疆年降水资源量为2717.12×10^(8)m^(3),水汽输入量为21115×10^(8)m^(3),水汽净收支量为347.5×10^(8)m^(3),水汽降水效率为12.5%;2001—2021年新疆平均水资源总量为912.3×10^(8)m^(3),其中地表水资源量为864.1×10^(8)m^(3),产水系数为0.32。从变化趋势来看,1961—2022年新疆年降水量明显增加,新疆上空水汽总输入量和总输出量微弱减少,水汽净收支量微弱增加,水汽降水效率明显增加;2001—2021年新疆地表水资源处于丰水阶段,但产水系数有微弱的波动减小趋势。新疆水资源问题依然突出,在不同水资源精细化特征、不同相态水体转化关系等方面研究不足,未来需要加强研究以应对气候变化可能带来的新疆水资源安全风险。

黄河流域水生态环境变化特征分析

黄河是我国重要的生态屏障、西北和华北地区重要的水源地,在气候变化和人类活动双重影响下,精准掌握黄河流域水生态环境状况可为流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。选取黄河干流及主要支流无定河、汾河、渭河和伊洛河共121个监测点位的水质、浮游植物、浮游动物、底栖动物4类指标,对黄河流域水生态环境状况进行评估。结论如下:黄河干流水质状况较好,达到Ⅱ类标准,支流无定河、汾河、渭河和伊洛河水质总体达到Ⅲ类标准。综合水质指标法分析结果显示黄河流域不同河段水环境在四季均达到了良好级别,部分河段达到优秀级别。黄河干流及重要支流浮游植物共检出7门60属136种,与20世纪80年代和2008年相比,种类数减少但生物量大幅度增加,近15 a黄河干流及重要支流浮游植物优势群落较为稳定;浮游动物共检出4类75种,以轮虫纲(占比为44.00%)和桡足类(占比为28.00%)为主;底栖动物共检出4类72种,与20世纪80年代和2008年相比,生物量分别降低84.83%和36.97%。黄河干流及主要支流水质、浮游植物、浮游动物和底栖动物状况具有明显的时空异质性,整体上水生态环境状况逐渐改善。

基于FDS的风扇舱双油池火温度变化特征

航空发动机燃油泄漏形成的油池火威胁发动机运行和飞机安全,为描述风扇舱内油池火复杂的物理传播过程,开展双油池火温度变化特征的研究。首先,基于火灾动力学模拟软件(FDS)建立CFM56-7B发动机风扇舱物理计算模型;然后,比较Trent 800发动机风扇舱单油池火温度计算值与试验值,验证网格独立性;最后,借助探测器和切片分析舱内双油池火的发展过程和温度变化特征。结果表明:双油池火温度在舱内环向上经历增加和振荡准稳态2个变化阶段,其变化幅度与探测器和油池的间距相关;油池火向左偏斜现象导致左半边温度较高;火焰在轴向上经历火羽流上浮、火焰开始融合、融合扩大和完全融合等阶段。

常州市主城区高强度降水变化特征及其影响分析

以常州市主城区为研究区域,基于高强度降水指数等指标,分析常州市主城区高强度降水特性及其对城市防汛的影响。研究结果表明,受气候变化和城镇化等影响,常州市主城区在1953—2022年期间有雨日数等3个极端降水日数指标、强降水量等6个高强度降水量级指标均呈递增趋势。

1991—2022年通化市气温与降水变化特征分析

利用通化市气象局提供的1991—2022年逐月平均气温、最高(最低)气温、降水量资料,选择距平法、线性回归法和滑动平均法分析了通化市气温、降水变化特征。结果表明:通化市平均气温、最高/低气温均呈现出不同程度的上升,尤以最高气温上升趋势最为显著;通化市平均降水量为806.8 mm,整体呈现出增加的趋势,线性变化倾向率为27.785 mm/10年,研究时段内共增加83.4 mm,增加趋势不太显著;年内降水主要集中在夏季,降水变率为-35.2%~69.2%,其次是秋季和春季,降水变率分别为-58.4%~147.0%、36.3%~60.3%,冬季降水最少,降水变率为-69.6%~116.9%,秋季和冬季的降水变率大于春季和夏季。

黑龙江汛期降水日变化特征分析及对农业的影响

选用1994—2023年黑龙江省13个地市汛期(6—8月)逐月降水量、降水日数资料,选择线性倾向估计法和滑动平均法探讨汛期降水变化特征,并探讨了汛期降水对农业的影响,最后给出了防御对策。

1961—2023年阿勒泰积温变化特征分析

选用阿勒泰国家基本气象观测站1961—2023年逐日平均气温资料,统计分析通过0、5、10℃界限温度的初终日、持续日数和积温变化特征。结果表明:近63年阿勒泰≥0℃、≥5℃和≥10℃界限初日均以提前趋势为主,而终日均表现出推迟的趋势,且除≥0℃界限初日和终日通过了显著性水平检验外,其余界限初终日均未通过显著性水平检验;阿勒泰≥0℃、≥5℃和≥10℃界限温度持续日数均以增加趋势为主,变化倾向率分别为2.86、2.109、1.369 d/10年,只有≥0℃、≥5℃界限温度持续日数呈增加趋势,且通过了显著性水平检验;阿勒泰≥0℃、≥5℃和≥10℃积温均以增加趋势为主,且通过了显著性水平检验,说明不同界限积温增加趋势显著。

我国重点地区臭氧变化特征及与气象要素的关系

利用2015~2019年历史数据,分析我国臭氧(O_(3))时间、空间变化特征,结合同期气象数据研究重点区域臭氧污染与气象要素的关系.结果表明:2015~2019年我国O_(3)浓度整体呈上升趋势,全国O_(3)浓度年均值由83.8μg/m3增至92.4μg/m^(3).O_(3)浓度变化主要呈"双峰型",2017年呈"单峰型".5~9月为O_(3)浓度的高值时段.1~3月、10~11月O_(3)浓度波动比4~9月大.我国O_(3)浓度呈"东高西低"的空间分布特征,高值区主要集中在京津冀地区.O_(3)浓度与日照时数呈正相关,与最高温度呈正相关,与相对湿度呈负相关.气象要素对O_(3)浓度的影响存在地区差异,大部分地区O_(3)浓度与温度的正相关性较强(r>0.5),而青藏地区O_(3)浓度与温度呈负相关(-0.2<r<0).大部分地区O_(3)浓度随风速先升高后降低,青藏地区O_(3)浓度随风速升高而升高.当温度高于25℃、相对湿度在45%~60%、风速在3~6m/s时更容易出现O_(3)污染.

成都平原经济区城市空气质量时空变化特征

基于2016—2020年成都平原经济区城市空气质量监测数据,应用空气质量综合指数评价法、Pearson相关分析法,对成都平原经济区空气质量时空变化特征、成都市主要污染物变化特征进行了研究.结果表明:1)2016—2020年,成都平原经济区城市群中空气质量指数出现了2个高值和2个低值中心,高值中心分别位于成都市、德阳市,2个低值中心分别位于雅安市、遂宁市,即成都市和德阳市空气质量最差,雅安市和遂宁市的空气质量最优;对于不同季节,1—12月,成都平原经济区的空气质量综合指数呈U字型变化,即空气质量6—10月较好,11月—次年2月较差.2)2016—2020年,成都市PM_(2.5)质量浓度值皆超过了国家二级标准限值,并且以PM_(2.5)为首要污染物出现频率最高,而O_(3)、CO、SO_(2)年均质量浓度在研究时段内均低于国家二级标准质量浓度限值.3)2016—2020年,成都市PM_(2.5)质量浓度与能见度呈显著负相关;年尺度上,成都市PM_(2.5)质量浓度与平均气温呈低度负相关,与风速、降水量呈弱负相关;季尺度上,除气温在春、夏、冬季节与PM_(2.5)质量浓度呈弱正相关外,4个季节中PM_(2.5)质量浓度与风速、降水量皆呈弱负相关.4)影响成都市PM_(2.5)质量浓度的社会经济因子主要是汽车尾气、工业烟(粉)尘排放.PM_(2.5)与地区生产总值、工业增加值、机动车保有量呈高度负相关,与工业烟(粉)尘排放量呈高度正相关.

山西省秋季降水的时空变化特征及成因分析

利用山西省1961-2021年秋季降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和海温资料,分析山西省秋季降水的时空变化特征。结果表明:山西省秋季降水在20世纪70年代中期前偏多,之后减少,21世纪00年代中期又开始增多。进一步从大气环流角度探讨这种年代际变化的成因可知,在降水偏多时期,200 hPa纬向风场东亚西风急流位置偏北,有利于山西地区上升运动增强;500 hPa位势高度场上欧亚大陆上空呈现出显著的正-负-正异常分布,有利于高纬冷空气向南爆发;850 hPa风场有利于低纬水汽向山西输送,在这样的高低空环流配置下,有利于山西省降水增加。同时山西省秋季降水量与海温异常存在密切关系,当前期3-5月北太平洋中部海温偏高,热带中东太平洋海温偏低时,山西省南部秋季降水易偏多。

盘锦水稻田碳通量变化特征研究

为了揭示我国北方水稻田生态系统的碳通量动态特征及其对气象因子的响应,利用盘锦市水稻田生态系统观测站2018—2020年净碳交换量(NEE)观测数据,分析盘锦市水稻田NEE年变化、日变化特征,以及植被总初级生产力(GPP)日变化和季节变化;对比NEE与风向、净辐射关系,最后按季节对比地温对植被呼吸(Reco)的影响,计算生态系统呼吸温度敏感性(Q_(10))。结果表明,NEE的年总量都为负值,其中2018年NEE总量最大,为-574.09 g C/(m^(2)·y);NEE的年变化与风速呈正相关,与日照呈负相关;NEE的日变化为“U”型,GPP的日变化为倒“U”型,中午达到峰值,日变化值在夏季最大;NEE高值对应的风向是W、WSW、SW和NE、ENE;NEE低值对应的风向是SSE、S和NNW、NW;NEE绝对值随净辐射的增加而增大,有时出现NEE峰值滞后于净辐射的情况。GPP年值呈下降趋势,Reco年际变化较小。夏季Reco比其他季节高2.0~6.0倍。2019夏季呼吸强度随地温增值达到0.85 g C/(m^(2)·d)。计算2019年夏季Q_(10)值达到4.84。2018年夏季平均气温较高、温度日较差较小、风速较大共同促成了NEE2018年高值。而2020年6—7月降水量偏少造成2020年NEE值偏低。Reco与土壤温度存在明显的指数关系。Q_(10)值在夏季最高,是其他季节的1.9~2.6倍。

1981─2020年河北省基于SPEI的干旱变化特征分析

基于1981─2020年河北省138个气象站点的逐月降水和气温数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),并利用Sen趋势分析、Mann-Kendall检验及反距离权重插值等方法,分析了河北省近40年干旱的时空变化特征。结果表明:1981─2020年河北省月、季、年尺度的SPEI值均呈下降趋势,且随着时间尺度的加大,发生干旱的频率下降,持续时间延长。春季、夏季和年际的SPEI值均呈下降趋势,秋季和冬季的SPEI值均呈上升趋势。2016─2020、2011─2020年春季和冬季均处于变湿状态,夏季和秋季均处于变干状态。2011─2020年河北省大部分地区呈干旱状态。不同年代季尺度和年尺度的干旱频率整体上呈增加趋势。河北省发生的轻、中度干旱事件多于重度以上干旱事件。20世纪90年代、21世纪10年代SPEI值减少区域的占比大。20世纪80年代、21世纪00年代SPEI值增加区域的占比大。

南平烤烟大田生长期气候要素时空变化特征

气候对于烤烟生长发育和烟叶品质有重要影响,为明确南平烟区烤烟大田期气候要素的变化特征,利用南平气象局提供的1971—2019年烟草大田生长期(1月中旬—7月中旬)旬气候资料,采用Mann-Kendall方法进行突变检测,分析了气温、降水量及日照时数等典型气候要素的时间及空间变化特征。结果表明,烤烟大田生长期逐年日照时数趋于减少,气温和降水量趋于增加,时间拐点在1995年。气候突变主要发生在春烟的气温和日照时数要素上,分别发生在1970s中期和2000s前期,降水量要素未发生突变。早春烟和春烟大田生长期气温在北部较低,南部及中部气温较高;降水量北部较高,南部及中部较低;日照时数整体表现为自西向东或东南逐渐增加。随着烤烟生育期进行,大田生长期气温逐渐升高,日照时数自6月下旬快速增加,强降水主要集中在6月,早春烟和春烟各生育期日照时数差异主要在伸根期和成熟期。研究结果对合理利用气候资源、趋利避害、提高烟叶产质量有重要的宏观指导意义。

中国旱涝急转事件时空变化特征

【目的】旱涝急转事件造成的社会经济和生态环境影响严重,是我国发生频繁且广泛的一种复合型事件。明确我国旱涝急转事件发生的时空变化特征,可为地区制定防灾减灾措施提供科学依据。【方法】基于1961—2021年气象观测数据,使用Penman-Monteith模型计算潜在蒸散发,然后计算逐日的标准化降水蒸散指数(daily-SPEI),分流域对中国旱涝急转事件的频次、影响范围和趋势的变化特征进行分析。【结果】结果显示:(1)时间趋势上,1961—2021年中国受旱涝急转事件影响的范围以0.6%/10a的趋势增加,且平均每年有19.8%的范围发生旱涝急转事件。(2)空间分布上,旱涝急转事件主要分布在淮河流域、黄河流域、长江流域和松花江流域,事件发生频次在30次以上地区分别占流域总面积的63.1%、20.7%、15.0%、14.6%,事件频次最高达到53次。(3)中国旱涝急转事件存在明显的季节差异,主要发生在夏季事件发生频次在5次以上的空间范围占中国总面积的一半以上;其次是春季和秋季,事件发生频次在5次以上的空间范围占比均不足15%;冬季发生最少,事件发生频次在5次以下。【结论】结果表明:中国旱涝急转事件的影响范围整体呈增加趋势,中国中东部和东北部是旱涝急转事件发生频繁地区。研究结果可为旱涝急转事件的监测与应对提供科学基础。

1998—2020年若尔盖地区植被NDVI变化特征及驱动因子分析

【目的】植被是陆地碳汇的主体,利用归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)分析时空变化特征与驱动因子的关系在区域生态稳定研究中具有重要意义。【方法】基于若尔盖地区植被NDVI、气候、土壤、植被类型和地形数据,运用一元线性回归分析、变异系数和地理探测器方法,分析了1998—2020年若尔盖地区植被NDVI时空变化特征及其驱动因子。【结果】结果表明:(1)1998—2020年若尔盖地区植被总体呈波动上升趋势,多年平均植被NDVI为0.79,年均增速为0.004 3,植被改善趋势明显;空间分布整体呈东南高西北低的格局,多年平均植被NDVI在0.7以上的区域面积比例为96%。(2)1998—2020年若尔盖地区植被NDVI年际变化率较低,平均值为0.001 0,表现为稳定区域的面积比例为99.5%;23年平均变异系数为16.50%,植被状态总体较平稳,变异系数低于20%的面积比例为85%。(3)海拔和气温是若尔盖地区植被NDVI变化的主导自然地理因子,坡度和坡向对植被NDVI影响较小;各自然地理因子之间对植被NDVI的相互作用主要为双因子增强(11.11%)和非线性增强(88.89%)。【结论】若尔盖地区植被在近23年来整体得到了改善,其植被保护和恢复的措施及模式选择应充分考虑海拔、气温等自然地理因子的影响。

2015-2022年兰州市环境空气质量时间变化特征分析

【目的】分析兰州市环境空气质量时间变化特征,为兰州地区空气污染预报预警和大气污染防治工作提供依据。【方法】利用2015年1月1日—2022年12月31日空气质量逐小时数据,统计分析兰州市空气质量和空气质量等级日数的年际变化、月变化及日变化特征。【结果】结果表明:①2015—2022年兰州市AQI指数呈逐年下降趋势,优良天数呈增加趋势,轻度污染和中度污染天数呈减少趋势;兰州空气质量以优、良和轻度污染为主。②兰州市1—12月AQI指数呈“冬春高夏低”特征,优良天数整体呈先增后降的趋势,轻度污染和中度污染天数呈倒“U”形,12月的污染天数为最多,次峰值则出现在3月。③兰州市逐小时AQI指数呈典型的双峰特征,白天峰值出现在9时至12时,夜间峰值出现在20时至23时。【结论】研究结论可为兰州地区空气污染预报预警和大气污染防治工作提供依据。

中国西北城市沙尘天气变化特征——以兰州为例

近年来,众多学者对我国西北地区沙尘暴的研究主要集中于大尺度、区域性,对城市沙尘暴研究较少。为了解城市沙尘暴的变化特征,本文以兰州为例,分析城市沙尘天气变化特征。结果表明:(1)兰州2009—2023年浮尘、扬沙、沙尘暴日数在时间序列水平上呈多段波动变化趋势,沙尘天气总日数在时间序列水平上整体呈0.66 d·a^(-1)微弱递减趋势。(2)兰州沙尘天气集中发生在春季,在3月断崖式上升后逐月递减,主要以浮尘为主,其次为扬沙、沙尘暴。(3) 2009—2023年兰州年均沙尘天气发生频次与风速呈正相关,是影响沙尘天气的主要气象因子,与相对湿度呈微弱负相关,与其余气象因素无明显相关关系。(4)浮尘日数存在2~3 a、4~7 a、8~23 a 3种时间周期尺度,呈多段不显著波动趋势,其中,8~23 a对应两个峰值,振幅最强,是浮尘波动的主周期。

青藏高原两处高寒草地蒸散发的变化特征及影响因子对比

在全球变暖的背景下,青藏高原通过感热加热和潜热释放改变大气环流,不仅影响高原生态系统的水分收支平衡与能量平衡,还对亚洲乃至全球气候起着重要的调节作用。为探究青藏高原高寒草地生态系统蒸散发在不同区域的变化特征及影响因子,加深对高原气候变化的理解和生态水文过程的了解,基于2022年观测到的涡动及气象资料,对比分析了思金拉措(季节冻土)、沱沱河(多年冻土)两地相同海拔处的高寒草地生态系统实际蒸散发量的变化特征及环境影响因素。结果表明:(1)两地环境因子相差较大的是风速、空气温度、降雨量,沱沱河站风速远大于思金拉措站;年均气温、降雨量均低于思金拉措站。(2)思金拉措站夜间蒸散发日内小时平均值大于沱沱河站,白天则相反;两站日蒸散量变化趋势特征相近,思金拉措站蒸散量急剧增大时间和最大值出现时间均早于沱沱河站;两站月蒸散量均为单峰型,夏季7月蒸散量最大,冬季12月、1月、2月较小。(3)风速、大地辐射在两站与蒸散量具有不同的相关性,风速在沱沱河站较大,与蒸散发相关性较强,在思金拉措站风速小,两者相关性较弱,大地辐射在两地与蒸散发的相关性则正好相反;在两地与蒸散量相关性均较大的是空气温度、水汽压、大气逆辐射,均较弱的是空气湿度、饱和水汽压差,最弱的是降雨。(4)降雨虽然是蒸散水分的主要来源,但在青藏高原,冰川冻土融水也是蒸散水份的重要来源,因此降雨对两地蒸散发量影响较小。

喀斯特山区筑坝河流水-气界面CO_(2)通量变化特征及影响因素分析

水库是内陆水域生态系统的重要组成部分,在调节区域和全球碳循环中发挥着重要作用,为了解喀斯特山区筑坝河流水-气界面CO_(2)扩散通量的变化特征及影响因素,本研究以贵州省黔中水利枢纽工程区平寨水库为对象,于2020年1月、5月、7月和11月对其水体理化指标进行系统监测,运用TBL模型法计算水-气界面CO_(2)扩散通量。结果表明,平寨水库水化学类型为HCO_(3)+SO_(4)-Ca型,水化学特征主要受碳酸盐岩风化控制;表层水体pCO_(2)与CO_(2)扩散通量变化范围分别在124.64~558.76μatm和-18.85~15.90 mg/(m^(2)·d)之间,1月表现为大气CO_(2)的源,5月、7月、11月均表现为大气CO_(2)的汇;垂向上水体pCO_(2)变化范围为124.64~5409μatm,表现为表层低、底层高的差异特征。分析认为,影响平寨水库水-气界面CO_(2)扩散通量的因素主要是:碳酸盐岩平衡体系改变了水中碳化物的存在形态使其水体pCO_(2)发生变化、浮游植物光合作用对水体碳化合物的吸收从而抑制CO_(2)向大气扩散,以及水库热分层期时对底层水体CO_(2)暂封存和混合期时底层水体发生上覆脱气的影响。