基于空间差异突变诊断模型分析淮河上游水文要素变化特征

本文引入空间差异突变诊断模型对淮河上游水文要素特征进行突变分析,并结合小波周期分析法对水文要素的周期性变化进行了分析。研究结果表明:淮河上游降水量在80年代中期出现突变,径流要素在80年代中期以及90代初期径流突变。降水量变化的最大振荡周期为20年,径流变化最大振荡周期为12年。研究成果对于分析淮河上游水文特征变化趋势及水资源评估提供参考价值。

突变级数法在城市基础设施水平空间差异评价中的应用

在城市基础设施建设水平空间非均衡的背景下,从城市硬环境系统和城市软环境系统两个方面设定了多层次评价指标体系,采用突变级数法和熵值法构建了城市基础设施建设空间差异评价模型,并对我国31个地区的城市基础设施水平进行了实证分析,研究结果表明:我国各地区基础设施水平空间差异显著,不同基础设施类别之间也存在较大差异,各类基础设施发展不均衡,"短板效应"明显。

小麦叶绿素缺失突变体Mt6172及其野生型叶片蛋白质组学双向差异凝胶电泳分析

以空间环境诱变获得的小麦叶绿素缺失突变体Mt6172的白化苗及其野生型邯6172的叶片为材料,进行双向差异凝胶电泳(2D-DIGE)蛋白质组学分析。在1645个蛋白点中,发现100个差异1.5倍以上的蛋白点,对在分析胶中得到的85个点进行质谱鉴定,最终鉴定出29种差异蛋白的62个差异点,其中50个表达下调,12个表达上调,可分为10个功能群。表达下调的蛋白主要定位于叶绿体中,包括光系统I、光系统II、NAD(P)H脱氢酶复合体和ATP合酶的部分亚基,以及参与卡尔文-本森循环、糖代谢和应激反应的蛋白。非叶绿体蛋白中的大部分表达上调,主要参与抗氧化反应、转录激活和蛋白质折叠等途径。初步推断,光合作用主要蛋白复合体的缺失、叶绿体抗氧化能力的下降和叶绿体RNA转录后编辑途径受阻等可能是Mt6172白化致死的重要原因。

DNA序列高维空间数字编码运算法则的进一步结果

研究了DNA序列高维空间数字编码的更一般的运算法则:充分利用陈惟昌等人提出的DNA序列高维空间的表观维数N_V,数值维数N_X以及差异维数N_d,讨论了当N_d-01,2,2n或2n+1(n=0,1,2,…)时,具体刻画了DNA序列的首段碱基及其数值取值范围;推导出DNA序列多点突变(单核苷酸多态性SNP)的运算法则;利用DNA序列的定值部X_i和定位部Q_i及其计算公式,从新的角度导出DNA重复序列的编码法则和运算法则。

1960-2010年中国天山山区气候变化区域差异及突变特征

利用天山山区32个气象站点1960-2010年的逐月平均气温、降水数据和DEM数据等,进行了气候时空变化趋势和突变分析,研究结果表明:山区近50年来年均气温呈明显的上升趋势,21世纪以来年均温增加最明显,季节均温与年均温的变化趋势基本一致,冬季均温增加最明显,夏季均温变化最小;山区东段升温趋势最明显,北坡的变化趋势明显于南坡。自20世纪60年代以来降水量持续递增,其中80年代开始更加明显;夏季降水量增加最明显,春季变化最小,山区年降水主要集中在春夏两季;山区气候空间分布呈现"两中心"的特征,东段为"干热"中心,西北部为"暖湿"中心,这两个中心的气候反差有扩大的趋势;山区气温和降水突变不太明显,春夏季气温突变可能发生在20个世纪90年代末至21世纪初;秋冬季气温突变在20世纪90年代可能发生过;南坡和东段年均温突变可能发生在1982年,北坡大致发生在1990年左右。秋季降水突变发生在20世纪80年代末,其他季节不明显,年降水突变发生在80年代末期。

近50年我国天山山区降水变化区域差异及突变特征

利用天山山区32个气象站点1960-2010年的逐月平均降水数据和DEM数据等,进行了降水量时空变化趋势分析和突变分析。研究结果表明:自上世纪60年代以来研究区降水量持续递增,年均降水倾斜率达9.5mm/10a,1980s后递增趋势明显增强;降水主要集中在春夏两季,春、夏、秋和冬四季的降水倾向率分别为1.6mm/10a、3.7mm/10a、2.1mm/10a、1.8mm/10a,表明季节降水量也呈递增趋势,且以夏季降水增幅最大;年降水量空间分布呈现显著的"两中心",即吐哈盆地"低中心"和伊犁河谷"高中心",二者年降水量相差约450mm;山区各区域的降水亦呈明显的增加趋势,北坡降水倾向率达40-50mm/10a,递增趋势最显著,降水量亦多于其它区域;研究区年降水突变不明显,不同区域的季节降水突变具有一定的时期差异,秋季降水突变发生在上世纪80年代末,其它季节不明显,年降水突变发生在上世纪80年代末期。

1960-2012年淮河流域极端气温变化特征

基于1960-2012年淮河流域28个气象站点的逐日最高气温和最低气温观测资料,选取12个具有代表性的极端气温指数,采用线性倾向法、Mann-Kendall法和小波分析法研究淮河流域极端气温指数的变化特征。结果表明:(1)研究区冷夜、冰冻、霜冻日数分别以4.08、0.78、5.10d·10a-1(P<0.05)的速率下降,暖夜、夏季、热夜分别以1.87、2.08、2.82 d·10a^(-1)(P<0.05)的速率上升,日最高(低)气温的极小值、日最低气温的极高值的变化率分别为0.34(0.62)、1.80℃·10a^(-1)(P<0.05),而冷昼、暖昼以及日最高气温极高值的变化并不显著。(2)28个气象站点极端气温指数的变化在空间分布上存在着较大的差异,冷指数中冷昼、冷夜、冰冻和霜冻日数(日最高和最低气温的极低值)在淮河中下游地区的降幅(升幅)较大,上游地区站点的变化则相对较小。暖指数变化较大的站点主要分布在流域的东部和南部地区,西部与北部地区站点的变化不够明显。(3)冷指数的突变主要发生在20世纪80年代,而暖指数的突变则主要发生在2000年左右,与冷指数的突变相比,暖指数的变化表现出后延性、稳定性和持续性的特征。(4)冷、暖指数分别存在着4类和3类尺度的时间变化规律,暖指数的周期变化较冷指数更具稳定性,尤以10a时间尺度下的周期变化最为典型。

广州市土地利用多功能的空间差异及影响因素分析

随着经济社会发展和土地利用格局变化,区域土地利用功能的多元化和空间差异特征日益明显。以县域为评价单元,从可持续发展的经济、环境和社会三大维度构建土地利用多功能评价指标体系,采用改进突变级数法评价广州市土地利用多功能水平,并对其空间差异及影响因素进行分析。结果表明:12005-2011年广州市土地利用总功能在所有区县几乎均增强,空间差异缩小,并呈现沿中心城区向外逐渐增强的态势。在总功能构成中,县级市和远郊区的农业生产和环境功能比重较大,中心城区和近郊区的社会、经济发展与交通功能占比较大。2单项功能在所有区县几乎均增强,空间差异有所变小。经济和社会功能由中心城区向外逐渐减弱,环境功能由中心城区向外逐渐增强。3农业生产和资源供给功能在所有区县均减弱,空间差异有所扩大,其它子功能几乎均增强,空间差异有所缩小。农业生产、资源供给和环境净化功能县级市和远郊区高于近郊区和中心城区,生态维持功能北部区县高于南部区县,文化休闲功能空间分异规律不明显,其它子功能基本是中心城区和近郊区高于远郊区和县级市。4影响土地利用多功能的因素主要包括自然资源禀赋、社会经济因素和政策因素等方面。

大保护背景下长江经济带和黄河流域水安全评价及障碍因素分析

应用突变级数模型、Dagum基尼系数以及障碍诊断模型对长江经济带和黄河流域2009—2019年水安全状况进行了综合评估,通过对比分析探究了其空间差异与障碍因素。结果显示:在考察期内长江经济带水安全等级由较不安全转向较安全,而黄河流域一直处于不安全状态;从空间差异来看,相较于黄河流域,整体上长江经济带水安全综合指数地区分布更为协同,超变密度贡献是长江经济带水安全综合指数地区差异的主要来源,而区域间差异是黄河流域地区差异的主要来源;两大区域水安全问题各有短板,长江经济带主要是受到压力系统的阻碍,而黄河流域主是受到响应系统、状态系统和影响系统的三重阻碍;提出加强水资源科学配置、提升水资源节约集约利用、完善水土流失综合治理等政策建议。

近半个世纪以来青藏高原东北部气候变化的时空特征分析

利用1957-2009年青藏高原东北部0.25°高分辨率气候数据集对30°~40°N,90°~105°E范围内近53 a的最高气温、最低气温、降水量和平均风速进行了不同时空尺度的变化特征分析.结果表明,青藏高原东北部最高、最低气温和降水量均随时间波动式增加,增温率分别为0.27和0.42℃/10a,其中冬季增温最显著,最高、最低气温增温率分别达到0.37和0.54℃/10 a,总体上呈暖湿化趋势;平均风速总体呈显著减小趋势.空间分析表明,研究区高海拔、沙漠下垫面的柴达木盆地是高原东北部升温最显著的区域,其最高、最低气温增温率分别达到0.41和0.66℃/10 a;低海拔植被茂盛的四川盆地为高原东北部升温较小区域(最高、最低气温增温率分别仅为0.13和0.27℃/10 a).研究区降水量少的北坡升温显著,最高、最低气温增温率分别为0.28和0.49℃/10 a,而降水量多、植被状况好的研究区东坡升温率较小(最高、最低气温增温率分别仅为0.18和0.32℃/10 a),由此表明高原东北部干旱区与湿润区相比,其增温更显著,对全球气候变暖的响应更敏感.结合Mann-Kendall和Yamamoto气候突变检验发现,青藏高原东北部最高气温在1997年前后发生增温幅度变大的突变现象,而最低气温没有突变现象;降水量则呈波动式增加趋势,无明显突变现象;与最高气温突变相呼应,平均风速在1996年前后也发生突变,之后风速呈显著性减小趋势.

1961-2014年华北平原二十四节气气温变化特征

利用华北平原53个气象站点1961-2014年逐日气温资料,采用趋势特征指数、M-K突变检验、滑动T检验和空间插值等方法,对华北平原二十四节气气温变化特征进行了分析。结果发现:(1)二十四节气气温呈现出准正态单峰型特点,一年中平均气温最高的节气是大暑(30.4℃),最低的节气是大寒(-7.5℃)。清明和立冬节气前后气温波动最大。二十四节气中所有节气平均气温都呈上升趋势,其中春季型节气增温最为显著。(2)春季型节气平均气温在20世纪90年代开始出现增温,夏季型节气和秋季型节气多在20世纪70和80年代出现降温,90年代之后增温。冬季型节气在20世纪90年代之前降温明显,90年代之后气温明显升高。(3)惊蛰(0.459℃/10 a)和清明(0.43℃/10 a)气温呈显著升温趋势,并在1998年发生转暖突变。小满(0.12℃/10a)气温表现出微弱的上升趋势,54 a来未发生明显突变。芒种(0.16℃/10 a)平均气温也呈上升趋势,并在1998年气温发生了转暖突变。(4)54 a来,华北平原惊蛰、清明年平均气温均呈现出南高北低的空间分布特征,最高温和最低温均出现在信阳和张北。小满和芒种的平均气温均呈现出中部和南部高、东部和北部低的空间分布特征,最高温和最低温均出现在济南和泰山。

20世纪后半期以来赣江流域极端降水事件分析

全球气候变暖的背景下,局地极端降水事件发生频率逐渐上升。选用极端降水阈值(EPT)、极端降水量(R95)、极端降水天数(RD95)、极端降水强度(RI95)、连续五日最大降水量(RX5day)和一日最大降水量(RX1day)6个极端降水指数,采用百分位阈值法、M-K趋势分析法、滑动t检验法和Kriging空间插值法对1964—2013年赣江流域的极端降水事件进行分析。结果表明:①赣江流域内大部分站点的极端降水指数呈不显著上升趋势;②各站点极端指数的突变时间大多数集中于20世纪八九十年代,且有少数站突变非常显著(α=0.01);③各极端降水指数除RD95外均呈现由东向西递减的规律,与之相反,RD95呈现出由西向东递减的变化。研究结果可为赣江流域防洪减灾和水资源的开发利用提供参考价值。