气候变化对中国陆地植被净初级生产力的影响分析

近来的气候变化对陆地植被净初级生产力(NPP)产生了综合影响. 通过对1982~1999年的中国陆地植被NPP及相应的气候数据进行系统分析, 结果表明: (ⅰ) 中国近20 a来的气候变化使温度、降水、光照均朝着有利于植物生长的方向发展, 其胁迫作用有所减弱: 受水分限制的西北地区, 其NPP的增长趋势平均为1.42%·a^-1; 受温度制约的东北、华北和青藏高原地区, NPP增长趋势平均为1.46%·a^-1; 华中、华东、华南受光照制约的地方, NPP增长趋势平均为0.99%·a^-1. (ⅱ) 18 a来, 中国陆地植被NPP总量增加了0.76 Pg C (24.2%), 其中由气候变化约导致NPP增加0.36 Pg C (11.5%), 其他因素(气候-植被相互作用、土地利用变化、造林等)约导致NPP增加0.40 Pg C (12.4%). (ⅲ) 与全球情况相比, 中国陆地植被NPP对气候变化的响应存在区域差异, 在20世纪80年代后期的几次厄尔尼诺事件中, 全球NPP均明显下降, 而中国的NPP因受季风影响, 情况复杂.     

地区级城市环境管理信息系统的设计

遵循一般ＭＩＳ系统设计的原理,着重针对区域环境管理的业务体系,充分利用ＧＩＳ与一般ＭＩＳ的特点,提出了在大型网环境下,地区级城市环保管理信息系统设计的概念,分析了系统应具备的主要模块,分析功能,软硬件的配置状况及数据库建立的过程,以大连市为例,建立了一套适用于地区级城市的环境管理信息系统。     

区域自然灾害系统基本单元研究(Ⅲ)──湖南省农业自然灾害灾情综合区划

在区域自然灾害系统基本单元概念体系的指导下,以灾害系统基本单元为最小空间单位,选取对湖南省农业生产影响较大的水灾、旱灾、低温冷害、风雹灾及病虫害5种自然灾害,以民政部1978～1993年农业灾情统计数据为标准,并以综合农业灾情强度（16年年平均状况）为指标,在地理信息系统支持下,“自下而上”逐级综合,提出了湖南省农业自然灾害灾情综合区划方案,将全省划分为东西分异的3个一级区及18个二级亚区．通过检验,分区方案合理,较前人在此方面的研究工作有较大的进展     

1965-2013年黄土高原地区极端降水事件时空变化特征

基于黄土高原地区52个气象站点1965-2013年逐日降水数据,辅以一元线性趋势分析、相关分析、Mann-Kendall检验及反距离加权插值(IDW)等方法,本文分析了黄土高原地区极端降水事件时空变化特征.结果表明:1)时间上,持续性指标和强度指标中除降水强度(SDⅡ)外均呈现减小的趋势;绝对指标和相对指标中除R10 mm降水日数(R10 mm)外,其他指数均呈现增加的趋势,但均未通过0.05显著性水平检验.2)空间上,就持续性指标来看,连续无雨日数(CDD)增加趋势最大的位于区域Ⅲ,连续降水日数(CWD)和年降水总量(PRCPTOT)在区域Ⅱ的北部的增幅最大;强度指标中,1d最大降水量(RX1 day)和5d最大降水量(RX5 day)在区域Ⅱ的中部和北部增幅最大,SDⅡ增幅最大的地区主要集中在区域工和区域Ⅱ的北部地区;绝对指标中,R10 mm、R20 mm降水日数(R20 mm)和R25 mm降水日数(R25 mm)的趋势变化呈由南向北增加的趋势;相对指标中,异常降水日数(R95p)和极端降水日数(R99p)增幅最大的地区主要集中在区域Ⅱ.3)CDD与经度、纬度呈显著的负相关,年降水总量(PRCPTOT)、R10 mm和R25 mm与纬度呈显著正相关,其他极端降水指数与经纬度和海拔高度的相关性不显著.4)主成分分析的结果表明2类极端降水指数的总贡献率达到80.73％,除CDD外,其他极端降水指数与PRCPTOT均具有良好的相关性,且均通过了0.01显著性水平检验.5)Hurst指数结果表明黄土高原地区CDD、SDⅡ、R10 mm、R20 mm和R25 mm极端降水指数变化均呈反向变化特征,其他极端降水指数呈同向变化特征.     

黑龙江大宗作物估产模型： 以水稻、大豆、玉米为例

建立黑龙江省的大宗作物的估产模型,对于及时掌握该省的农情有积极作用,同时可以为其他区域的估产建模提供方法参考。文章首先计算了趋势单产、农业气候指标、遥感类指标、种植波动指标。然后,针对三种作物（大豆、玉米、水稻）进行估产分区,在各分区内联合使用随机森林和留一法筛选建模变量。最后,统计基于留一法建立的所有模型的平均绝对相对精度（MARE)的最大值、最小值、均值和均方根误差,以此来反映最终建模的精度和稳定性。结果表明：1）针对大豆、水稻和玉米,黑龙江分别被分成了3、3和4个估产子区;2）变量筛选的结果显示趋势单产的重要性>归一化植被指数（NDVI）距平的重要性>积温距平的重要性>Z指数的重要性;3）除玉米1区以外,针对三种作物建立的模型的最终MARE均小于10%,且所有模型的MARE的方差均小于0.05%。文章所建模型能够准确预测不同农业气候状况下的作物单产,可以为精细化筛选变量进行估产建模提供方法参考。     

中国典型植被最大光利用率模拟

植被最大光利用率是净初级生产力(NPP)遥感估算的一个关键参数, 对它的大小一直存在分歧. 利用NOAA/AVHRR遥感数据、气象数据和中国NPP实测资料, 根据NPP遥感估算的建模思路, 采用改进的最小二乘法对中国典型植被的最大光利用率进行了系统的模拟, 并针对不同植被分类精度可能带来的误差对最大光利用率进行了敏感性分析. 结果表明: 文中模拟得到的中国典型植被最大光利用率介于光能利用率模型(CASA模型)和生理生态过程模型(BIOME-BGC)的模拟结果之间, 与前人研究结果比较一致; 由植被分类精度所带来的最大相对误差仅为-5.5%~8.0%, 说明了本文模拟结果具有一定的可靠性和稳定性.     

近54年华北平原干旱时空变化特征及其影响因素

利用帕尔默干旱指数(The Palmer Drought Severity Index,PDSI),辅以经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)、趋势分析和相关分析等方法,全面分析了1960—2013年华北平原干旱时空变化特征,并对其影响因素进行了研究.结果表明:1)近54a华北平原PDSI并无显著变化趋势,而呈阶段性变化特征.分区研究表明,海河平原PDSI呈下降趋势,而淮河平原PDSI呈上升趋势;2)华北平原PDSI具有显著的空间差异特征,整体呈由东南向西北逐渐减小的趋势.EOF分析显示,研究区PDSI最主要的空间分布型为南北反向型分布,且干旱变化具有持续性;3)在趋势上,华北平原呈现显著的"南涝北旱"格局特征,其中北部海河平原PDSI呈下降趋势,而南部淮河平原PDSI则呈增加趋势;4)华北平原和黄河平原PDSI与南方涛动指数(SOI)和西太平洋副高北界(WPSHNB)关系显著,而淮河平原与东亚夏季风指数(EASMI)和西太平洋副高强度(WPSHS)具有显著相关性,海河平原仅与SOI达到显著的正相关关系,且随着时间尺度的变长,PDSI与各环流指数的相关性提高.年代际尺度上,华北平原PDSI主要与SOI关系显著.     

中国农作物水灾风险分析

水灾是造成中国农作物产量损失的主要因素之一,对农作物水灾风险进行分析可有效防治农作物水灾灾情,减少农作物因水灾造成的损失.本文基于正态信息扩散风险分析模型,在灾情指标及农作物播种面积的基础上,详细分析了我国各省农作物水灾风险,并从宏观上对全国农作物水灾风险强度进行分级阐述,最后从灾情范围和灾情程度两方面进一步讨论了全国农作物水灾风险情况,为我国农作物种植规划及水灾防治提供理论参考,为中国农作物水灾风险的进一步深入分析奠定基础.     

基于历史相似案例的农业旱灾灾情快速评估方法研究

目前有关基于历史相似案例的旱灾灾情评估研究报道甚少,本文详细介绍了基于历史相似案例的旱灾灾情评估技术流程,并以河南省为例,收集了2001—2013年该省农业旱灾相关数据,对2007年和2013年的农业旱灾受灾面积进行了基于历史相似案例的灾情评估.结果表明:只利用一次灾害历史事件进行灾情评估的结果不可靠,无法满足业务需求,基于2个以上(包括2个)历史相似案例的河南省旱灾灾情评估精度在77.72%和96.28%之间,且选取2个相似历史案例时评估精度最佳(评估精度在90%以上).基于历史相似案例的旱灾灾情评估方法简单,操作容易,具有一定应用前景.     

径流对气候变化和人类活动的响应——以渭河流域为例

定量区分气候变化和人类活动对径流的影响,对区域水资源管理具有重要的现实意义.本文基于实测径流数 据和前人重构的自然径流数据,借助趋势分析、突变检验、多元线性回归等方法,定量分析渭河流域气候变化和人类活动 对径流的影响,并通过与水文敏感性系数方法的分析结果相比较,进一步验证结果.结果表明:1965-2012年华县站、张 家山站和状头站的实测径流分别以7.99×108、2.86×108 和0.787×108 m3·(10a)-1的趋势减小(α<0.05).气象要素 中,渭河干流的风速和相对湿度呈显著减小的趋势,气温呈显著增加的趋势(α<0.05);泾河流域的相对湿度呈显著减小 的趋势,潜在蒸散发和气温呈显著增加的趋势(α<0.05);北洛河流域各气象要素的变化趋势同泾河流域相似.突变检验 表明华县站、张家山站和状头站的年实测径流分别在1993、1996 和1994 年前后发生了突变,其径流分别下降了 38.81%、47.67%和42.22%.多元回归分析表明气候变化对华县站、张家山站和状头站径流变化的贡献率分别为 49.30%、38.05%和69.86%.水文敏感性分析方法的结果同多元回归方法相似,气候变化对3个水文站径流变化的贡献 率分别为48.61%、39.21%和64.86%.