甘肃黄土高原植被覆盖时空变化及驱动因素

利用MOD13A2数据获得2000~2021年甘肃黄土高原植被覆盖度,分析甘肃黄土高原植被覆盖分布格局及变化特征,并从气候因素与人类活动因素两方面探讨对植被覆盖变化的影响。结果表明:整体上甘肃黄土高原植被覆盖明显提高,覆盖度自北向南逐渐增加;气温与植被覆盖变化的相关性表现不显著,降水则明显表现为正相关,因此降水是植被覆盖变化的重要自然因素;人类活动对植被变化的影响存在两面性,部分地区城镇扩张导致植被覆盖度下降,但同时生态工程整体上又促进了地区植被恢复。

甘肃黄土高原40a来土壤水分蒸散量变化特征

用Penman公式计算了甘肃黄土高原20世纪60—90年代40 a来的潜在蒸散值,分析了潜在蒸散的时空变化特征并与蒸发皿所测值进行比较.结果表明:甘肃黄土高原潜在蒸散值的分布与纬度关系比较密切,随纬度的升高,潜在蒸散值增多,变化范围为1 600-2 200 mm.a-1;潜在蒸散值受气温、降水的支配比较大,80年代最小,其次为70、60年代,90年代最大.60—90年代各地潜在蒸散值比实测值高30%-40%,其中夏、秋季潜在蒸散均大于蒸发器所测值,以夏季相差最大,达40%-100%;冬季则小于蒸发器所测值.潜在蒸散量与蒸发器所测值虽在数值上有所差别,但趋势基本一致,蒸发器所测值的峰值变化落后于理论计算值0.5月.90年代以来,各地土壤水分亏缺值增多,植被生长季节,作物水分利用都未及最适宜状态.

甘肃黄土高原各级降水和极端降水时空分布特征

利用甘肃黄土高原地区1960—2011年12个及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Mann-Kendall检验、Morlet小波、R/S方法分析了近52 a甘肃黄土高原各级雨量和R95极端降水的时空变化特征及对未来进行预测。结果表明:①近52 a来甘肃黄土高原春季以小雨为主,夏、秋季以暴雨为主,冬季以大雪为主,R95极端降水主要集中在夏季;②春、秋季主要以大雨降水强度最强,夏季暴雨降水强度最强,冬季则为大雪;R95极端降水强度夏季降水强度最强。③小雪呈显著增加,微雨、中雨、大雨、微雪、R95极端降水量均呈显著减少;④微雨量、小雨量、中雨量、大雨量、R95极端降水量与年降水总量有很好的相关性,对年降水总量有很好的响应;⑤在空间分布上,各量级降水和R95极端降水大部分存在减小趋势,减小区主要集中在西南部和东北部;⑥各量级降水和R95极端降水突变年份不尽相同;⑦各量级降水和R95极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡;⑧R/S分析表明不同量级降水和R95极端降水的未来变化趋势和过去一致。

甘肃黄土高原土壤水分气候特征

利用甘肃黄土高原42个气象站1961-2000年3～7月降水量和11个农业气象观测站逐年3～11月上旬的土壤重量含水率资料,分析了甘肃黄土高原土壤水分的地域和时间分布特征.结果表明:①甘肃黄土高原土壤水分从西南向东北减少,中部有一条从北向南的干舌,干旱中心在陇中北部,受六盘山的影响较大;②甘肃黄土高原分为7个气候区:陇中、陇东土壤严重缺水区,陇中、陇东土壤季节性缺水区,土壤水分适宜区,土壤水分湿润区和甘南高原土壤水分湿润区;③陇中北部和陇东北部土壤严重缺水区浅层土壤严重缺水主要出现在春季和春末夏初,深层土壤也常年处于缺水状态.季节土壤缺水区浅层主要缺水在5、6月份,深层土壤水分陇东高于陇中,适宜区和湿润区无明显土壤缺水时段.

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料,利用综合气象干旱指数(CI)对其近50a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析,此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测.结果表明:甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区,而岷县、渭源一带属于低值区;106°E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方.20世纪90年代以来,干旱强度增大的较快,四季均呈现出干旱强度变大的趋势,其中春、秋季干旱强度加剧的趋势明显,夏季近10a都处于非常严重的干旱状态,但未通过0.01的显著性检验;20世纪60年代至今,极端干旱事件发生频次快速增多.四季干旱强度Hurst指数H均大于0.5,同时分维数D均小于1.5,因此,未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势.研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.

黄土高原甘肃区降水变化与气候指数关系

基于黄土高原甘肃区34个气象站1961~2010年的逐日降水资料,结合线性趋势法、Mann-Kendall法和反距离加权插值等方法,对黄土高原甘肃区降水量时空变化进行分析,利用Morlet小波、交叉小波变换和小波相干谱分析其周期特征及其与太平洋年代际涛动（PDO）、厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）指数相关关系。结果表明：研究区年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-15.4 mm/10a,特别是20世纪90年代以来降水量下降趋势明显;就季节变化而言,降水量除冬季呈轻微增加外,其他各季均呈减少趋势,其中以秋季减少最为明显,其次为春、夏季。从空间分布来看,年降水量总体呈减少趋势,其东南地区降水量减少幅度高于西北部。研究区降水量存在2~3 a、4.3~5 a的年际振荡周期特征,呈现了同大尺度气候因子相似的变化特征;降水量与两大气候因子存在着多时间尺度的显著相关性,与PDO和ENSO存在5~5.6 a左右共振周期,位相谱月降水量变化位相比PDO和ENSO提前;低能量区降水量与PDO有3~3.5 a年的显著共振周期且接近同位相变化,与ENSO存在0~3 a和3~6 a呈负位相的共振周期。

甘肃黄土高原旱作区土壤贮水量对春小麦水分生产力的影响

选择甘肃黄土高原旱作区5个春小麦测站2m土层深度多年土壤贮水量与产量资料,从大气降水-土壤水-作物循环系统的理论出发,研究了土壤贮水量和农田耗水量对春小麦水分生产力的影响.结果表明:该区域是一个贮水和保水性能较好的天然土壤水库,干旱区、半干旱区、半湿润区2m土层最大贮水量分别达470mm、582mm和617mm,但实际贮水量只有190mm、230mm和370mm,实际贮水量只相当于最大贮水量的40%、40%和60%,总的趋势是随湿润度增加而增大.干旱区、半干旱区和半湿润区分别为春小麦全生育期2m土层农田实际耗水量153mm、175mm和323mm,有随湿润度增大而增加的趋势.土壤贮水量是该区域春小麦生产力最重要的因素,土壤水分籽粒生产力为0.24～1.0kg.mm-1,平均为0.67kg.mm-1,总生物产量生产力为1.41kg.mm-1,随干旱程度增加明显递减.对不同水分气候区要采取增加土壤水库库容的各种抗旱措施,以提高土壤贮水量的利用效率.

甘肃黄土高原生态环境建设与农业可持续发展战略研究

甘肃黄土高原地区生态环境建设与农业可持续的战略思路在总体建设上突出水土保持 ,在区域建设上突出黄土高原丘陵沟壑区 ,在行业建设上突出水利和草林业 ,在产业发展上突出绿色产业 ,在项目选择上突出综合效益 ,在技术选择上突出高新技术。另外 ,还提出了生态环境建设与农业可持续发展的总体战略目标和种植业、林业、畜牧业和草业等行业发展的明确目标。同时也提出了建立商品生产基地 ,发展农业特色产业 ,发展雨水的资源化利用 ,优化现代农业生产要素与技术投入 ,把生态环境的恢复与重建摆在重要的战略位置 ,调整和优化畜种、畜群结构 ,加大扶贫力度 。

甘肃黄土高原气温稳定通过10℃初日对苹果生育期的影响

用1971-2004年甘肃黄土高原39个气泉站的气温稳定通过10℃初日和西峰农业气象试验站的苹果生育期资料。分析了其气候特征及对苹果生育期的影响。结果表明，甘肃黄土高原日平均气温稳定通过10℃初目有3个偏早区，分别位于北道、兰州、泾川，有3个偏迟区，分别位于华家岭、东乡、岷县附近；最早的是北道，为4月14日，最迟的是华家岭，为6月5日；其空间分布特征是定西、临夏偏迟，天水、平凉、庆阳早，西北部的白银也较早；总的趋势是日平均气温稳定通过10℃初日越来越早。特别是90年代以来，早的趋势更加明显；70年代大部分地区偏迟，80年代北部偏早，南部偏迟，90年代定西、临夏偏迟，其余偏早。西峰气温稳定通过10℃初日早的3个年份，积温高，日照充足，苹果各平均生育期比3个迟的年份普遍提前了4d以上，尤其是展叶盛期、开花束期提前了6～8d；最早的2004年比最迟的1993年各生育期普遍提前了13d以上，特别是叶芽开放期、开花束期，提前了21-25d。苹果叶芽开放期、展叶盛期、开花盛期最早的分别是2004年3月20日、2001年4月8日、2001年4月16日，最迟的均为1996年，分别为4月25日、4月30日、5月10日，最早与最迟年相差了36、22、24d。1984年较早，1985年较迟。1986年突然提早，1987年突然推迟，1988～1992年较早，1993年较迟，1994年以后基本持续提早。

甘肃黄土高原帕尔默旱度模式的修订

干旱是甘肃黄土高原雨养农业区最主要的气象灾害,干旱的发生包含许多复杂过程和条件,因而研究一个考虑因子较为全面的干旱指标较为困难。本文在美国帕尔默旱度模式和中国修正的帕尔默旱度模式的基础上,根据本区特点,从建模资料站点、可能蒸散计算、土壤田间持水量和径流计算等几个方面进行了修正,并利用甘肃黄土高原12个站点的资料,建立了适用于本区的旱度模式,以期为本区的干旱研究提供一种有效的工具。

甘肃黄土高原气温稳定通过10℃初日对冬小麦生育期的影响

用1971-2004年甘肃黄土高原39个站的气温10℃初日和西峰农业气象试验站的冬小麦生育期资料,分析了对冬小麦生育期的影响.结果表明,甘肃黄土高原日平均气温稳定通过10℃的初日有3个偏早区,分别位于北道、兰州、泾川,有3个偏迟区,分别位于华家岭、东乡、岷县附近;最早的是北道为4月14日,最迟的是华家岭为6月5日;其空间分布特征是定西、临夏偏迟,天水、平凉、庆阳早,西北部的白银也较早;总的趋势是日平均气温稳定通过10℃的初日越来越早,特别是90年代以来的趋势更加明显;70年代大部分地方偏迟,80年代北部偏早,南部偏迟,90年代定西、临夏偏迟,其余偏早.西峰初日早的年份,积温高,日照充足,冬小麦各平均生育期普遍提前了3d以上,尤其是抽穗、开花期,提前了11～12d,全生育期提前了11d,最早的2004年比最迟的1993年的各生育期普遍提前了9d以上,特别是返青、起身期,提前了14～16d,全生育期提前了20d.

甘肃黄土高原气象旱度模式研究

干旱是限制甘肃黄土高原农业可持续发展最主要的自然灾害之一,研究适合该区的干旱指标,是进行有效干旱监测的基础。为了制定出考虑因素较全面、具有时空可比性的适合甘肃黄土高原情况的干旱指标,依据帕默尔旱度模式的基本原理和方法,针对甘肃黄土高原的实际情况,从建模资料长度、站点密度、可能蒸散计算、土壤田间持水量和径流计算等几个方面对原有模式进行了修正,用甘肃黄土高原12个代表站的资料,建立了旱度模式,并确定了权重因子。在此基础上,计算了20个代表站点的气象旱度值,并与实际旱情记载进行了对照检验。结果表明,用该模式计算的旱度值与实际灾情吻合得较好,能够反映出该区干旱程度的变化情况,特别是对一些重大旱段。通过修正后的甘肃黄土高原的气象旱度模式与原美国帕默尔旱度模式和中国1985年修正的帕默尔旱度模式的比较,进一步说明该模式适合应用于干旱评估和监测业务。

甘肃黄土高原近52年四季极端降水变化特征

为了客观分析并揭示甘肃黄土高原近52年各季极端降水过程的气候变化事实,利用甘肃黄土高原地区1960—2011年12个站点及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值,并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Morlet小波、Mann-Kendall检验、R/S方法分析了近52年甘肃黄土高原四季的极端降水特征。结果表明:(1)甘肃黄土高原地区近52年极端降水主要发生在夏季;(2)四季极端降水都呈下降趋势,其中秋季下降趋势最为显著;(3)夏季和秋季极端降水量和年极端降水量的相关性最好,对年极端降水量有很好的响应;(4)在空间分布上,四季极端降水在北部增加显著,减小区主要集中在中部;(5)四季极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡,以25年左右的震荡周期最为明显;(6)只有夏季极端降水发生了突变;(7)R/S分析表明,夏季极端降水未来的变化趋势和过去相反,其他3个季节极端降水未来的变化趋势都和过去一致。

甘肃黄土高原春季气温变化对物候的影响

利用甘肃黄土高原1971年～2000年43站的春季平均气温资料、西峰站1981年～2000年冬小麦及1984年～2000年苹果树春季生育期资料，对甘肃黄土高原春季气温的空间分布、时间变化及影响变化的500hpa高度场、500hpa温度场和500hpaORL场环流特征进行了分析；并比较了温度变化对冬小麦和苹果春季发育期造成的影响。结论得知：甘肃黄土高原春季气温具有明显的区域分布，形成了分别以兰州、天水、灵台为中心的高温度中心和以华家岭为中心的低温度中心，究其原因主要是因为甘肃黄土高原地区的垂直层差异性大，受地势和地形影响，形成了随地形分割的不规则的春季气温分布区；春季气温的年际变化较大，且其变化趋势在逐年升高，平均每年升温0．12℃，在周期变化上形成了明显的14年长周期，其次是9年周期的气温变化；春季气温的变化主要受500hpa高空场的影响，温度高年处在高度场正距平、温度场正距平及OLR场正距平的控制之下；温度低年处在高度场负距平、温度场负距平以及OLR场负距平控制下；春季气温变化对物候影响较大，春季冬小麦及苹果生育期与春季平均温度呈显著负相关，且冬小麦生育期越后期其与春季温度的相关性越好。

农户对农业生产风险的认知及投保意愿研究——以甘肃黄土高原区马铃薯保险为例

文章针对甘肃黄土高原区马铃薯保险投保率低的现状,依据该区683户农户问卷调查和人保财险甘肃分公司提供的数据资料,就农户对马铃薯生产风险的认知及参保意愿进行了分析。结果表明:农户对马铃薯生产风险的认知与购买马铃薯保险的意愿呈正相关关系,马铃薯保险保障水平较低且县级政府财政补贴难以落实使农户投保意愿低下。鉴于我国农业生产风险较高且农户投保意愿较低的问题,提出了优化政策性农业保险的对策措施。

甘肃黄土高原气候植被类型初探

甘肃黄土高原位于我国黄土高原的西部,它西起乌鞘岭,东抵子午岭,南至太子山、西秦岭和甘陕省界,北止甘宁省界,包括临夏州、平凉和庆阳两地区、兰州和白银两市的全部,以及定西和天水两地市的绝大部分,面积约11万km^2,占甘肃面积的24％左右。陇山以西部分称之为陇西黄土高原,呈丘陵、沟壑地貌,大部分海拔高度在1200—2500m;陇山以东部分叫做陇东黄土高原,塬面较完整,多呈塬、沟地貌,大部分海拔为1200—1800m。 多年以来,在对甘肃黄土高原历史时期的自然植被和治理等问题上,存在着很大的意见分歧。一种观点认为,这里历史时期曾是森林广布、水草丰美的地方。

甘肃黄土高原作物生长期土壤干旱及气候生产力特征分析

分析了近40年甘肃黄土高原区域作物生长期土壤干旱和气候生产力特征,结果表明:(1)土壤干旱和气候生产力在空间上表现为全区一致,区域内相关性很好。(2)时间演变规律上,土壤干旱有加重的趋势、气候生产力呈下降的趋势。(3)土壤干旱和气候生产力变化阶段性明显,年际变化具有3～5a的振荡,4a周期最为明显。

甘肃黄土高原地区人口特点、问题及其发展战略设想

甘肃省人口地理分布,按照自然地理特征可以分为黄土高原、陇南山地、甘南高原、河西走廊和祁连山、北山地等五种类型的人口区。其中,黄土高原又可以分为陇东和陇西两个黄土高原人口亚区。为了计算人口和面积之便,我们根据行政区划,把庆阳地区和平凉地区除静宁及庄浪以外的各县称为陇东黄土高原;把定西、兰州、临夏三地市州的全部和平凉地区的静宁及庄浪、天水地区的天水市、天水县、清水、秦安、甘谷、武山及漳县,还有景泰等县市统称为陇西黄土高原。这里所说的甘肃省黄土高原地区面积11.07万平方公里,占全省管辖45.4万平方公里的24.4%。

甘肃黄土高原气温10℃初日的变化特征

用1971～2004年甘肃黄土高原39个站的气温10 ℃初日和高空资料,分析了其气候特征和环流背景,并建立了西峰代表站的气候预测方法.结果表明,甘肃黄土高原日平均气温稳定通过10 ℃的初日有3个偏早区,分别位于北道、兰州、泾川,有3个偏迟区,分别位于华家岭、东乡、岷县附近;最早的是北道为4月14日,最迟的是华家岭为6月5日.其空间分布特征是定西、临夏偏迟,天水、平凉、庆阳早,西北部的白银也较早.总的趋势是日平均气温稳定通过10 ℃的初日越来越早,特别是20世纪90年代以来,早的趋势更加明显;70年代大部分地方偏迟,80年代北部偏早,南部偏迟,90年代定西、临夏偏迟,其余偏早.初日早年,甘肃黄土高原500 hPa、700 hPa高度场受青藏高原北部到新疆宽广的高脊控制,温度场受青藏高原北部到新疆为宽广温度脊控制,OLR场受正距平控制;初日迟年,甘肃黄土高原500 hPa、700 hPa高度场受塔里木盆地深厚的低槽影响,温度场受新疆宽广的温度槽影响,OLR场受负距平影响.建立的西峰气温10 ℃初日模式的预测能力高.

甘肃黄土高原农业可持续发展的限制因素与克服途径

甘肃黄土高原地区既是国家经济发展战略西移的重要经济地理单元,又是全国水土流失的重点区域.在对本区光温资源、土地资源与生产力、降雨特征、林草植被等自然资源特点进行分析的基础上,提出影响甘肃黄土高原生态环境建设与农业可持续发展的主要限制因素是:植被极度破坏,荒漠化趋势加剧;人口增速过快,资源难以为继;农业结构单一,整体效益差;畜牧业结构不合理,投入少,商品率低;造林难度大,效益差;农村商品经济发展落后等.生态环境建设与农业可持续发展的主要成功经验有:推广生态环境建设与水土保持模式,粮食持续增产技术的不断改进,小流域综合治理,梯田建设,集水农业的发展,农牧结合,适地适树的造林等.