多情景视角下云南省“三生”空间变化模拟与效应评价

[目的]优化国土空间开发格局和统筹协调“三生”空间格局配置,是实现未来可持续发展的重点任务和根本途径。[方法]以云南省土地利用为基础,结合自然和社会发展因素,采用MOP-PLUS耦合模型模拟2030年经济优先、生态优先和协同发展3种情景下“三生”空间及效应变化。[结果](1)3种情景下经济效益分别增长40.29%,32.10%,34.79%,生态效益分别减少0.89%,0(未变),0.06%,生境质量均值分别下降0.78%,0.38%,0.43%,空间冲突强度均值分别增长2.79%,下降1.21%,下降2.32%;(2)3种情景生活空间均呈上升、生态空间呈下降趋势,生产空间仅在经济优先情景有较小增长;均存在生活空间侵占生产空间、生产空间再掠夺生态空间的情况,生活空间扩张呈中心向四周蚕食趋势;(3)不同发展情景下均伴随一定程度的生境质量下降,通过优化空间布局可平衡空间冲突;相较于其他情景,协同发展情景经济效益增幅适中,生境质量变化幅度相对均衡,空间冲突强度下降最多,符合兼顾生态保护、经济发展、社会进步的多重目标。[结论]形成的模拟-效应-优化的反馈调控机制,可与不同尺度、不同目标结合开展土地利用变化模拟与效应分析,为国土空间配置提供决策依据。

云南省烟草黑胫病菌致病力分化的研究

将分离自云南省不同地区的２１株黑胫病菌（ＰｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａｎｉｃｏｔｉａｎａｅＢｒｅｄａｄｅＨａａｎ）接种烟草品种Ｋ３２６、Ｇ２８和红大，测定其对不同烟草品种的致病力。经统计分析，发现其对烟草的致病力有差异。采用菌丝块创伤和不创伤两种接种方法测定致病力的结果不同。对不同地区的黑胫病菌间的致病力以及由烟草和非烟草寄主上获得的烟草疫霉菌株的致病力进行了比较，结果表明，云南省黑胫病菌的致病力较强，由烟草上获得的烟草疫霉菌株对烟草的致病力强于非烟草菌株。实验结果还发现，供试的３个烟草品种，以Ｋ３２６对云南省烟草黑胫病菌的抗病性最强，红大品种较感病。

云南省主要地质背景区钴、铁和硒在岩石—土壤—饲料中的分布与转移规律研究

对云南省反刍家畜主要生产基地所属的6个地质背景区的土壤、岩石和饲料样品的钴、铁和硒元素进行测定分析。结果表明:土壤和饲料钴、铁和硒元素含量在玄武岩(Ⅴ)和碳酸岩盐红壤区(Ⅰ)较丰富;碳酸岩盐、碎屑岩和玄武岩混合型黄红壤区(Ⅱ)居中;而由碎屑岩(Ⅲ)和变质岩(Ⅵ)发育的土壤区土壤和饲料钴、铁和硒元素最低。饲料中钴、铁和硒的含量受地质背景值,特别是土壤中元素的丰度的影响较大。

云南省烟草上青枯雷尔氏菌的致病力、生化型和致病型研究

为了解云南省烟草上青枯雷尔氏菌的多样性,对分离自云南省6个县烟草病株的菌株进行了致病力、生化型和致病型测定。烤烟品种K326的离体叶片致病力测定结果表明,165个青枯雷尔氏菌株可划分为强、中、弱3种致病力类群,分别占45.4%、46.7%和7.9%,强、中致病力菌株占优势。对其中具代表性的81个菌株的生化型测定结果表明,43个菌株分别属于生化型Ⅲ,占53.1%;32个菌株分别属于生化型Ⅲ-1,占39.5%;6个菌株分别属于生化型Ⅲ-2,占7.4%。对其中55个来自不同采集地点和不同致病力菌株的致病型测定结果表明,弱毒力(Ⅰ)型菌株的比例最高,占63.6%,中毒力(Ⅱ)型菌株的比例其次,占27.3%,强毒力(Ⅲ)型菌株的比例较少,占9.1%。菌株致病型的地理分布存在较大差异。

云南省土壤和植物性饲料中矿质元素含量及相关性研究

对云南省家畜饲养基地所属的6个主要地质背景区的土壤和饲料样品的钾、钠、镁、铜、锌、锰、钴、铁、硒和碘元素进行测定分析,并进行了相关性统计,结果表明:玄武岩红壤区(Ⅴ)和碳酸岩盐红壤区(Ⅰ)土壤各种矿质元素都比较高;其次是碳酸岩盐、碎屑岩和玄武岩混合型黄红壤区(Ⅱ),除了钴较低外,其它元素含量都居中等或偏上水平;而碎屑岩紫色土区(Ⅲ)、变质岩赤红壤区(Ⅵ)和碎屑岩黄红壤区(Ⅳ)大多数矿质养分相对都比较低。大多数饲料中钴、铁和硒的含量受土壤中元素的丰度影响较大;其次为铜、镁、锰、锌和钾;饲料中碘受土壤碘含量影响最小。土壤和各主要饲料间铁、钴、镁、硒和铜相关性较强。

云南省反刍家畜饲养基地岩石—土壤—饲料系统中矿质元素含量的相关性研究

为了更好地评价云南省区域性反刍家畜饲料矿物质元素营养状况,并按照调盈补缺的原则科学合理地制作反刍家畜矿物质元素添加剂。对云南省反刍家畜主要饲养基地的岩石、土壤和饲料中的各矿物质元素进行分析测定,同时将岩石—土壤—饲料系统中各元素含量在空间不同方向上进行了相关统计。结果发现:在水平方向上,从岩石、土壤到饲料,钴、硒、铁和锰4种元素之间一直呈较强的正相关,表现了该系统的统一。垂直方向岩石与土壤之间的钴、钾、镁和锰的相关系数均大于0 3(n=149),其余各元素的相关系数也都为正值;土壤—饲料之间,综合各主要饲料,土壤和饲料中的铁、钴、镁、硒和铜元素间的相关性最好,而岩石和饲料间各矿物质元素相关性较差,对区域性饲料矿物质元素营养价值的评价没有太大的指导意义。

云南省滑坡泥石流与强降水的相关性和多时间尺度特征研究

以云南省1961-2011年的滑坡泥石流灾害和逐日降水观测数据为基础,采用相关分析和小波变换分析方法,研究了云南滑坡泥石流与强降水变化的相关性特征和多时间尺度特征。结论为:近51年来云南滑坡泥石流活动频次呈现出逐步增长的趋势,云南滑坡泥石流与强降水的变化具有显著的相关关系,与暴雨的相关性最高,其次为大暴雨和大雨。云南滑坡泥石流与强降水变化表现出十分明显的多时间尺度变化特征。滑坡泥石流与强降水的变化均存在有6年的特征时间尺度变化,在6年的特征时间尺度上,云南滑坡泥石流的变化一般是相同或滞后于强降水的变化。

青藏高原东坡地形对影响云南降水的高原涡的作用机理

利用常规观测资料、FNL分析资料及经质控后的自动站小时降水数据,诊断分析了青藏高原东坡地形在2017年7月2-3日高原涡影响云南降水过程中的作用,并利用数值模式WRFv4.0对此次过程进行了地形敏感性试验。结果表明:高原涡是此次云南强降水的重要影响系统;低涡中心及附近区域中高层维持暖心结构,并呈现显著的上升、下沉运动交替的分布;过程累积雨量分布表现为两条明显的与山脉走向平行的西北-东南向雨带,且具有强弱交错的分布特征,强降水集中出现在午后至傍晚及前半夜两个时段内,中心均位于地形边坡,并随着低涡向下游传播;南亚高压、西北辐散气流、西太平洋副热带高压及滇缅高压为低涡的东移发展提供了有利的高空环流场,500 hPa正涡度及700 hPa水汽通量辐合中心对强降水落区具有较好指示意义;低涡降水期间存在β中尺度重力波,波动由青藏高原东坡地形激发,沿着300~200 hPa的气层传播,高空的非地转平衡运动及垂直风切变为重力波的发展及传播提供了有利条件,重力波先于低涡及降水向下游方向移动及发展,波脊处对应上升运动及辐散中心,波槽处对应下沉运动及辐合中心,强降水及波脊均位于低涡西南侧强辐合上升运动区;地形高度降低后,其机械阻挡抬升作用减弱,重力波和高原低涡消失,雨带强度及空间分布特征发生显著改变。高原东坡地形对高原涡的形成和发展,以及高原涡影响下的云南降水具有重要作用。

云南省9种矿物质元素在岩石—土壤—饲用植物中的分布及转移规律研究

对云南省反刍家畜主要生产基地所属的6个地质背景区的土壤、岩石和饲料样品的钾、镁、铜、锌、锰、钴、铁、硒和碘等9种元素进行分析测定,结果表明:土壤和饲料中大多数矿物质元素含量在玄武岩(Ⅴ)和碳酸岩红壤区(Ⅰ)相对较丰富;碳酸岩盐、碎屑岩和玄武岩混合型黄红壤区(Ⅱ)居中;而由碎屑岩(Ⅲ)和变质岩(Ⅵ)发育的土壤区土壤和饲料中元素含量相对最低。饲料中钴、铁和硒的含量受地质背景值特别是土壤中元素的丰度的影响较大,其次为铜、镁、锰、锌和钾,饲料中碘受地质背景影响最小。因此,在Ⅴ和Ⅰ区,反刍动物添加剂配方中铜、镁、锰、锌、钴、铁和硒添加可酌量减少,而Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ区,则必须重点考虑实际添加量。

云南2020年4-6月区域性气象干旱特征和成因分析

基于2020年云南125个站逐日MCI指数和区域性气象干旱过程监测评估标准,分析了4-6月区域性气象干旱的时空分布特征,并从高低层大气环流分布研究了其发生的成因。研究表明:(1)2020年4-6月发生了两次区域性气象干旱过程,一次是4月1-25日云南西南部有重度以上强度的气象干旱,另一次是5月9日至6月30日全省性、持续时间长的严重气象干旱。(2)2020年4月1-25日500 hP高度场在乌拉尔山和东亚东部为低压槽区,巴尔喀什湖至贝加尔湖一带为高压脊区,在中高纬度形成“负-正-负”波列,有利于西伯利亚冷空气堆积南下影响云南,但低纬度地区为带状正异常高度场控制,云南区域700 hPa风场为南风异常,所以冷空气主要影响云南东部。低纬度地区阿拉伯海-孟加拉湾-南中国海高度场偏高,不利于西南暖湿气流向云南输送,云南区域70%的水汽输送轨迹来自西风带。因此云南西部降水偏少、气温偏高,发生了区域性气象干旱过程。(3)5月9日至6月30日南亚高压季节性转换偏晚,孟加拉湾区域季风环流建立偏迟。季风建立前,云南区域水汽输送轨迹均来自西风带,比湿以负距平为主。季风建立后,云南区域水汽输送轨迹97%来自印度洋,比湿以正距平为主,但500 hPa中高纬度环流分布不利于冷空气南下影响云南,同时云南区域为10 gpm以上正距平的高度场控制,下沉运动加强,水汽输送与辐合上升运动对应关系不好,所以发生了全省大范围的气象干旱。

夏季高原低涡切变影响下云南大雨暴雨的分布及成因研究

利用中国气象局MICAPS系统历史天气图、云南125个站点逐日气象观测资料、欧洲中心ERA Interim资料,对1991-2018年夏季高原低涡切变造成云南大雨暴雨过程的气候特征进行了统计分析,结果表明:(1)夏季高原低涡切变影响云南,大雨暴雨平均每年出现12次,出现次数整体呈减少趋势,具有明显的年际变化特征;1998年出现最多达25次,2010年最少。高原低涡切变影响云南最多的是6月,平均为5次,其次是7月。(2)高原低涡切变可以造成云南全省性的大雨以上降水过程,从影响区域来看,主要分布在滇西北、滇西、滇中及以东地区,滇西北的东部是多发区,最多位于丽江东部至昆明,以及哀牢山附近;(3)产生全省性暴雨过程的合成特征主要是西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)强度较弱,滇缅之间维持弱脊区,高原低涡切变容易从四川西北部边缘南移影响云南,受高原低涡切变影响云南出现暴雨的水汽主要来自孟加拉湾和部分来自高原,两支水汽在云南汇合,为暴雨的产生提供充足水汽。(4)2014年8月初的全省性大雨的天气系统主要是高原低涡切变与700 hPa切变线共同影响造成;中低层的正螺旋度远大于高层的负螺旋度,说明中低层正涡度辐合上升运动高于高层负涡度辐散,这为强降雨的产生提供了强大的动力条件。研究表明700 hPa湿螺旋度水平分布对高原低涡切变影响造成的强降水落区有指示意义。

风化壳型矿床划分地质块段的数理统计与图解分析——以云南省武定县梅子箐钛铁砂矿V1号矿体南矿段为例

风化壳型矿床的资源储量,大多采用水平投影地质块段法进行估算,目前划分地质块段的原则与方法尚不统一。以云南省武定县梅子箐风化壳型钛铁砂矿V_(1)号矿体由78个钻孔控制的南矿段为研究实例,对划分地质块段的主要参数——矿体铅直厚度(m)、钛铁矿含量(kg/m^(3))、金红石含量(kg/m^(3))进行数理统计与图解分析,提出划分地质块段的方法。具体方法是:(1)以勘查网中地理位置相邻的3个或4个探矿工程围成的区域,作为划分地质块段的基本区块;(2)对单工程、基本区块的主要参数进行统计与计算,对基本区块的主要参数、关键参数进行图解分析;(3)将地理位置相邻、关键参数类型相同的基本区块进行归并,得出合理的地质块段划分方案。该方法能够合理地控制地质块段数量,优化地质块段划分方案,科学合理、简单易行,可在风化壳型钛铁砂矿和其他风化壳型矿床中推广使用。

低纬高原气候季节变化特征研究——以云南昆明大理为例

依据《气候季节划分》标准,选取我国低纬高原地区2个典型旅游城市——昆明和大理,进行了气候季节平均态,季节开始日期及长度变化,春分、夏至、秋分、冬至节气气温演变分析。(1)昆明、大理是高原“无夏区”,一年仅有春、秋、冬三季,属“春秋型”城市,春、秋季为295d和290d,占全年的80.8%和79.5%。(2)随着气候变暖,昆明、大理春、秋、冬三季比例发生了改变,春、秋季增加,冬季缩短,昆明变化幅度强于大理。(3)昆明、大理春季始于2月9日和2月10日,春季长度为117d和123d;秋季始于6月7日和6月13日,秋季长度为178d和167d;冬季始于12月1日和11月27日,冬季长度为70d和76d;昆明、大理“春常在、秋长驻、冬短暂”特征显著。(4)近60年来,昆明、大理春季开始日呈提早趋势,秋季开始日呈稍推迟趋势,冬季开始日呈推迟趋势;昆明、大理春季长度增加;昆明秋季长度略增加,大理秋季长度略减少;昆明、大理冬季长度减少。(5)昆明、大理春分节令日气温阀值为14.8℃和14.2℃,夏至为20.3℃和20.5℃,秋分为17.4℃和17.5℃,冬至均为7.9℃;与我国东部季风区的北京和上海相比,昆明、大理在春分、夏至、秋分、冬至四个节令上具有“春暖、夏凉、秋爽、冬暖”特征;近60年来,四个节令日气温年际变化呈升高趋势,尤以春分、秋分增暖显著。

SBAS/PS-InSAR技术在复杂山区地质灾害探测中的对比研究——以云南省福贡县为例

地质环境脆弱、气候条件复杂的高山峡谷区容易发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。但长期以来受到调查手段的局限,难以实现对高位、隐蔽林区的全面地质灾害调查和隐患排查。因此,高位隐蔽地质灾害的发生时间、位置、影响范围和灾害链往往难以预测,容易造成巨大的人员和财产损失。本文以位于横断山脉北段的云南省福贡县为研究区,采用对两种典型时间序列InSAR技术开展地表变形监测研究,探索适用于高山峡谷区的地质灾害隐患探测技术。研究表明,SBAS-InSAR技术的监测密度和范围远超PS-InSAR技术,检测出接近70%的地质灾害台账点存在变形迹象,可以有效弥补地面调查的不足。研究区地质灾害隐患大都分布于怒江及其支流沿岸的河谷和两侧高山,建议对这些地区进一步开展详查和监测工作。本文研究可对类似复杂山区地质灾害变形监测和调查提供参考。

基于夜间灯光影像的云南省建成区演变研究

夜间灯光影像可衡量城市进程。建成区与植被覆盖度具有一定的负相关性。本文用基于植被校正的城市夜间灯光指数(Vegetation Adjusted NTL Urban Index,VANUI)提取云南城市建成区。先对两种影像进行相互校正,再与归一化植被指数合成基于植被校正的城市夜间灯光指数,最后基于指数采用分水岭分割算法提取城市建成区进行时空演变分析。研究表明:VANUI指数可以对建成区边缘进行较高精度的识别;滇中建成区的扩张速度和强度在全省保持在较高水平;主要城市的建成区紧凑度都在减小;全省建成区重心的偏移呈现东南—东南—东南—东北—西南—东北方向,建成区重心偏移位置变化不大。

高原低涡切变影响云南强降水分布及水汽特征

利用实况资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2008~2012年夏季东南移出高原且影响云南的高原低涡切变过程进行统计和对比分析。结果表明:高原低涡切变影响云南产生强降水主要分为后部冷空气较强型、高原低涡切变补充型以及东南移减弱型,影响云南产生强降水最多的是低涡切变东南移减弱型。强降水的主要区域是滇中及其以北地区,是高原低涡切变影响云南的典型区,这些区域的降雨主要发生在夜间。后部冷空气较强型的影响范围最大,能造成全省性强降水过程,但发生频率低。低涡切变东南移减弱型和高原低涡切变不断补充型,在滇缅之间均有高压(脊)维持。降水范围、水汽输送与副热带高压的位置、低涡切变经向度和发生时间有关。影响云南的高原低涡切变过程有明显的水汽净收入,主要是南北向的水汽收入,东西向的水汽收入远小于南北向。通过拉格朗日轨迹模式HYSPLIT对水汽路径的模拟表明,孟加拉湾是云南重要的水汽源地。当高原低涡切变影响云南中北部时,有来自高原的水汽输送,高原的水汽一部分是来自阿拉伯海,一部分来自孟加拉湾。气流在到达降水区域之前受下垫面影响,经历了多次的降水和蒸发过程。

一次黄河气旋新生过程中湿斜压不稳定机制的数值模拟研究

作为温带气旋形成的主要机制,湿斜压不稳定在气旋动热力学研究中占据中心地位,其可进一步分为干斜压不稳定、湿不稳定、非绝热Rossby波和Type C气旋新生(对流层顶干侵入)四类。2016年7月18日黄河气旋快速生成后东移进入华北造成“7·20”特大暴雨,相比气旋成熟期,其初生阶段的动热力机制尚不清楚。本文利用ERA5再分析资料与WRF模式,对该气旋新生过程的湿斜压不稳定机制进行了数值模拟研究。模拟结果指出,对流层中低层呈非绝热Rossby波形态,即系统东移发展主要由垂直运动-非绝热效应的循环所推动,其中波动触发和传播所依赖的垂直运动更多由涡度平流提供;高层位涡汇与非地转风延缓了对流层顶干侵入位涡的东移,维持了高低层相位差,最终在干侵入前部发展出贯穿对流层的位涡柱。利用非线性片段位涡反演,分别从初始场中移除非平衡分量、对流层顶干侵入位涡、低层非绝热源位涡,设计了若干敏感性试验,结合广义垂直运动方程分析可得:本次过程斜压波必须在充足水汽条件下与非绝热过程耦合才能强烈发展,关闭潜热气旋新生将被抑制,干斜压不稳定无法解释本次过程;初始非平衡场的去除不影响本次斜压不稳定性质但将延后系统发展时间,受湿度条件和中尺度环流结构限制,低层非平衡风的活跃区域主要由干斜压动力学控制;该个例近地面位温梯度小,仅依赖低层初始位涡难以有效组织起非绝热Rossby波东传,同时有别于Type C气旋新生,高层位涡异常也不足以激发起强大的中低层非绝热加热。于本次黄河气旋新生而言,一方面要求初始低层位涡异常具有一定强度,以抵消高层干侵入前部伴随的冷却下沉对其的抑制;另一方面也需要高层位涡异常通过垂直渗透以涡度平流形式加强低层位涡东侧上升运动,在高低层初始相位差合适情况下,持续促使非绝热Rossby波东移发展,推动系统进入水汽条件更好的华北地区。干斜压不稳定、非绝热Rossby波和Type C气旋新生机制均不能独立解释本次事件,此次黄河气旋新生是在非绝热Rossby波和对流层顶干侵入混合作用下,初始时刻最优扰动增长形成的。

昆明不同历时降水极值变化特征及其重现期研究

利用昆明气候基准站1958~2022年不同历时年最大降水资料,结合短历时降水指标分析、趋势分析、小波分析和极值分析等方法,揭示了昆明不同历时年最大降水的基本演变特征,并完成了不同历时降水极值的分布拟合和重现期成果推算,结果表明:(1)昆明地区不同历时年最大降水的各项降水指标值小于郑州、北京、浙江等地区,这来自不同地区的气候禀赋差异。(2)昆明地区不同历时年最大降水具有明显的年际变化特征,总体较弱增强趋势。除了历时120 min和180 min的年最大降水显示出显著的11~14年周期性变化外,其他时段降水的周期性变化不甚明显。(3)在统计检验指标和实测关键数据点的检验中,显示耿贝尔分布适用于昆明,可用于不同历时任意重现期的降水强度推算。以上研究成果可为昆明区域强降水认识、预测预警气象服务和城市防灾减灾等提供依据和参考,并为其他地区相关工作提供借鉴。

怒江州“桃花汛”小时降水时空变化特征研究

【目的】为研究云南省怒江州“桃花汛”降水的气候变化背景。【方法】利用2011—2020年1—5月怒江州4个国家气象站和25个乡镇气象站逐小时雨量数据,通过常规数理统计,详细分析了怒江州“桃花汛”小时降水的时空分布特征。【结果】怒江州“桃花汛”降水主要出现在贡山县和福贡县,泸水市西部和兰坪县西北部也有此天气现象。“桃花汛”雨量约占全年雨量的30%~60%。“桃花汛”降水量、降水时长、平均小时雨强、夜雨量等特征的空间分布差异显著,均为北多(强)南少(弱)、西多(强)东少(弱)。“桃花汛”累计降水量受降水时长和小时雨强共同影响,其中贡山、福贡受降水时长影响最大,雨强主要影响福贡和泸水的局部。“桃花汛”降水日变化主要表现为单峰单谷特征,峰值在下半夜,谷值在上午后期,夜雨占比为55%。“桃花汛”短、中、长和超长历时降水也呈北多南少、西多东少态势。泸水、兰坪以短历时、中历时和长历时降水贡献为主,而贡山、福贡的超长历时降水贡献最大。【结论】“桃花汛”以稳定的系统性降水为主,短时强降水发生率低。

云南植烟土壤有机质与氮含量的研究

2004年在云南省91个烟叶主产县(区)采集683个植烟耕层土壤进行分析。结果表明,云南植烟土壤有机质和全氮含量变幅较大,平均含量分别为33.0 g.kg-1和1.9 g.kg-1,两者处于Ⅰ级和Ⅱ级高水平含量的土壤样本分别占54.3%和68.3%。碱解氮含量平均140.8 mg.kg-1,处于Ⅰ级和Ⅱ级高水平含量的土壤样本占63.1%。不同植烟土壤类型有机质和全氮含量差异较大,其中水稻土含量较高,紫色土次之,红壤及黄壤含量相对较低。