东亚干旱、半干旱区范围与边界层高度变化的关系分析

采用1979-2014年ERA-Interim再分析资料,对东亚干旱、半干旱区边界层高度(BLH)的时空变化特征进行了系统分析,初步探讨了BLH变化在干旱、半干旱区范围变化中的反馈作用.结果表明,BLH整体呈经向扁平分布,以塔克拉玛干沙漠为高值中心,其西部和北部边界层高度变化梯度较大、向东变化则较平缓,干旱、半干旱区的分界线与边界层高度的分布存在较好的一致性.36 a数据分析可知,边界层高度呈增大的趋势,分析年代际尺度变化发现,从20世纪末到21世纪初,边界层高度在高值中心及其北部呈先增后减的趋势,其西部、中部和东部的边界层高度呈减、增、减的年代际变化趋势,干旱、半干旱区分界线也有对应的变化趋势.边界层高度增加,分界线向外扩张;边界层高度减小,分界线向内缩减,干旱、半干旱区的范围也相应地扩大和缩小,进一步表明东亚干旱、半干旱区范围的变化与边界层高度的变化有着较好的对应关系.边界层高度的变化对干旱、半干旱区范围变化存在着反馈作用.边界层高度升高,增加了水分蒸发,使得大气中的水汽含量增多,空气变得湿润,在一定程度上缓解了气候变干的趋势,阻止干旱、半干旱区范围的持续扩大.     

关注中国干旱半干旱区景观与环境变化

中德“中国干旱半干旱区景观与环境变化双边研讨会”于2007年7月16～22日在兰州大学举行。本次研讨会由国家自然科学基金委员会中德科学中心和教育部共同资助,由兰州大学、国际全球环境变化人文因素计划中国国家委员会（CNC—IHDP）、中国科学院地理科学与资源研究所、德国汉堡大学、德国柏林自由大学等共同主办,兰州大学中德干旱环境联合研究中心佰部环境教育部重点实验室承办。     

兰州大气污染物浓度与局地气候环境因子的关系

利用2000年12月10～l7日在兰州市城区的大气边界层观测资料以及同期的污染物浓度监测资料、自动气象站观测资料和常规气象站辐射观测资料等，通过山谷内市区污染物浓度变化与山谷外对照点的比较，研究了兰州市城区污染物浓度的变化特征；分析了对应时期兰州市山谷气候环境因子和特征参数的变化。结果发现，大气中污染物对太阳辐射的吸收增温与白天大气逆温层之间有明显的正反馈机制，而且这种反馈机制在白天大气逆温层的形成和发展过程中起主导作用；讨论了兰州市山谷大气污染物浓度与大气逆温、水平风速、Froude数和边界层稳定度参数之间的简单关系。     

松嫩平原西部气候和土地利用变化对蒸散的影响

基于遥感数据,利用陆面能量平衡模型(SEBAL模型)反演了松嫩平原西部2001-2012年生长季16d日序数平均蒸散,分析了不同时期降雨和温度对蒸散的影响以及土地利用相互转化下蒸散的变化规律。结果表明:(1)2001-2012年间,松嫩平原西部生长季温度和降雨呈明显上升趋势,蒸散呈下降趋势;蒸散在日序数尺度上与温度和降雨显著正相关,在年尺度上与降雨显著负相关;非生长季11月至次年3月之间的降水和4月温度的升高有利于增加生长季初期(5月)蒸散量,而春末4月和5月的降水增加会降低生长季盛期(7-8月)的蒸散量。(2)松嫩平原西部不同土地类型多年生长季日均蒸散从高到低依次为:裸地、农田和草地;裸地、农田与草地相互转化主要发生在草地向农田、裸地向草地的转移;草地被人为开垦成农田初期蒸散较低,后期升高接近原生纯农田蒸散;而退耕还草后初期蒸散较高,后期降低且低于原生纯草地蒸散;草地退化为裸地后初期蒸散较低,后期升高接近纯裸地蒸散;而裸地恢复为草地后初期蒸散接近原生纯草地蒸散,后期降低并低于纯草地平均0.2mm/d。(3)气候变化和土地利用变化共同影响蒸散的趋势变化,其中草地受气候和土地利用变化同样程度的影响,而农田和裸地受土地利用变化的影响比气候变化大。     

松嫩平原典型湿地脆弱性分析与评价

以松嫩平原若干典型湿地为例，在阐释湿地脆弱性内涵的基础上，分析了本区典型湿地脆弱性的成因，并采取定性与定量相结合的方法，对典型湿地进行了评价．评价中依据湿地生态特性及演化规律建立评价指标体系，利用层次分析法确定指标权重，利用综合指数法计算湿地的脆弱度，为保护松嫩平原的湿地环境，合理开发、利用湿地资源提供了依据．     

1985—2015年松嫩平原西部沼泽湿地变化驱动力定量分析

基于Landsat数据,采用主成分分析和偏最小二乘法对1985—2015年松嫩平原西部沼泽湿地变化的驱动力进行定量分析.结果表明,1985—2015年松嫩平原西部沼泽湿地面积先减少后增加,沼泽湿地面积减少了684.75 km2,主要集中在研究区的中部、东南部以及西北部.松嫩平原西部沼泽湿地变化是自然驱动因子和社会驱动因...     

我国湿地变化的气候效应研究综述

湿地是人类生存环境的重要组成部分,具有调节气候、调蓄洪水、维持地球化学循环和控制污染等环境功能和效益.在自然和人类干扰下,湿地正在经历着显著的变化,湿地变化必然引发环境变化.湿地变化所产生的气候效应研究成为我国湿地科学的重要研究方向之一.本文梳理了我国湿地变化在影响碳存储(排放)、区域气候方面的研究进展,据此,提出了加强湿地变化生态环境效应的过程机理研究、尺度效应和转换研究以及加强人工湿地研究应作为湿地科学未来重要研究方向的建议.     

全球气候变化下的半干旱区相对湿度变化研究

为揭示全球气候变化下半干旱区空气相对湿度的变化规律,利用线性回归分析、多元线性相关分析以及M-K检验法对吉林省西部5个站点的1953年以来的相对湿度、气温、降水和风速资料进行了研究.结果表明:相对湿度的年变化曲线呈双峰型,相对湿度的最大值出现在8月,次大值出现在1月,最小值出现在4月,次小值出现在10月.夏、秋季的相对湿度较大,而春、冬季的相对湿度较小.近50年,年平均相对湿度及春、夏、秋、冬四季的相对湿度在波动中下降,下降趋势不显著;但是9月和10月的平均相对湿度下降显著.影响相对湿度变化的主要因子是温度和降水,风速也起一定的作用.相对湿度的变化与温度和风速变化呈负相关关系,与降水变化呈正相关关系.     

我国干旱区的干燥度与气候特征

我国的气候分类与区划,把干燥度≥4.0以上的地区划为干旱区。为了深入研究我国干旱区的干燥度分布与变化规律及其气候特征,我们利用中央气象局1961—1970年十年整编的气温、降水、相对湿度资料,根据干燥度=(F/r)公式和H·H伊凡诺夫计算蒸发力的公式E=0.0018(25 T)~2(100-a)(一)计算了我国干旱区及其附近站点的各月月平均蒸发力,年平均蒸发力,月平均干燥度,年平均干燥度,绘制了我国干旱区年平均干燥度分布图,3月份,8月份干燥度分布图,干燥度与高度的散点图,干燥度与经度、纬度的散点图,以及干燥度与高度、经度的等值线图。根据以上资料图表作如下初步分析:     

陇中半干旱区月气候对全球气候变化的响应特征

利用甘肃定西地区67a（1937—2003年）的月降水、气温资料,采用小波分析等统计方法．研究了陇中半干旱区月气候变化特征．结果表明,陇中半干旱区月降水变化率在-5．45～2．58ram／10a之间,1977年以前降水以增加为主,1977-1997年降水减少突出,1998年转为全面上升．夏季（7月）降水在1998年之前一直处于下降趋势．春季（4月）降水趋势与7月相反．6月降水增加具有明显的阶段性,主要在1977年之前和1998年之后,降水周期谱与其对应．各月气温以升高为主,变化率在0．018～0．424℃／10a之间,2月增幅最大,振荡周期复杂,3月存在降温趋势,振荡周期简单．     

局地短期气候预测的关联度方法

针对局地短期气候变化的非线性特征及其难以用模型准确刻画的现状 ,根据预报误差最小原理 ,引入关联度分析 ,提出了一种关于局地短期气候预测的关联度方法 .应用此方法对年际变化剧烈的蒙自 5月雨量进行了预报试验 ,预测结果令人满意 .     

干旱与半干旱区一年生植物水势对模拟降水变化的响应

植物水势可以反映和度量植物水分状况.通过测量叶片水势,可以掌握植物受水分胁迫程度,以及植物对水分的敏感程度.以内蒙古干旱与半干旱区2种藜科一年生猪毛菜类植物:猪毛菜(Salsola collina)、雾冰藜(Bassia dasyphylla)和2种禾本科一年生小禾草类植物:虎尾草(Chloris virgata)、冠芒草(Pappophorum boreale)为研究对象,模拟5 mm、20mm、70 mm和150 mm四种降水量水平,通过监测叶片水势来研究一年生植物水势对降水量变化的响应.研究表明,一年生猪毛菜类植物比一年生小禾草类植物对降水更敏感,一年生小禾草类植物比一年生猪毛菜类植物更抗旱.一年生猪毛菜类植物表现出以相对较高的水势来延迟脱水的干旱适应方式,一年生小禾草类则表现出更多以较低的水势来忍耐脱水的干旱适应方式.     

半干旱区土壤酶活性与其理化及微生物的关系

在半干旱典型区域选择了8个不同植物群落样地对4类土壤酶活性及与土壤理化性质、微生物量的关系进行研究.结果表明,各种酶活性受制于水分、盐碱等因素,含量均较低.大多数酶在同一样地各个剖面中变化趋势一致.相关分析表明,影响各种酶活性的土壤物理、化学、生物性状有一定的差异,其中大多与有机质含量、微生物含量有非常密切的关系.用土壤化学性质对各种酶活性进行逐步回归分析,可以得到理想的方程.主成分分析发现,徽生物量和中性磷酸酶在各主成分中均有较大的相关系数,可认为是该地区有代表性的土壤生物特性因子.另外,对土壤表层酶活性和微生物量进行聚类分析,可以将8个样地分为不同的类别.     

气候背景下米埔湿地水鸟种群结构变化特征分析

选取1980年—2013年每年1月份的米埔湿地内的水鸟和7种气候要素,通过灰色关联分析的方法,探讨水鸟与气候要素的响应关系.结果表明:从整体来看,水鸟对于气候要素的关联性较强.其中,留鸟对该区气候适应能力较候鸟强;随着时间推移,水鸟对于天然气候要素的适应逐年减弱,人为因素对于水鸟数量和种类变化的影响越来越大.此外,从不同种类水鸟与气候要素的关联程度来看,不同种类水鸟对于气候的适应程度具有一定的差异性,水鸟本身的生活习性特征,决定了不同种类的水鸟对气候具有一定的适应和应对的能力.     

松嫩平原距今150年湿地景观结构重建

距今150年前的松嫩平原,生态环境基本保存着原始状态.但百余年的高强度开发,已使生态环境和湿地遭到严重破坏.通过实地考察、自然地理要素的相关建模,以及遥感分析、GIS制图和文献考证等方法的综合运用,首次对距今150年松嫩平原的湿地景观进行了恢复.结果表明,当时该区湿地面积广大,为7.64万km2,占平原总面积的37.8%;湿地的类型有河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地.湿地在宏观景观结构上的显著特点是:湿地分布具有区域广布性;湿地结构具有环状等级序;湿地类型具有东西异质性;湿地网络属于中央汇结网络;沼泽湿地具有基质功能;湿地生态系统具有丰富的多样性.松嫩平原湿地原始景观的重建,为该平原湿地和其他退化生态环境的恢复与重建提供了理论基础,在谋划区域可持续发展等方面,具有重要的实践意义.     

基于局地气候分区的城市热环境分析

局地气候分区(local climate zone, LCZ)是一种用于城市热岛研究的地表分类系统框架．本文基于卫星遥感影像、建筑物矢量等多源数据,开展了北京市中心城区局地气候分区分类制图,探讨了不同LCZ类型的热特征及季节差异:1）根据城市建筑矢量、地物覆盖分类数据,利用分层次分类方法构建研究区LCZ地图;2）利用Landsat 8卫星遥感影像和辐射传输方程法,反演得到研究区逐月地表温度数据;3）结合LCZ地图和多时相地表温度数据,分析不同局地气候分区各月份及季节间的热表现及差异．结果表明:研究区建筑以中低层为主,且多为开阔类型,自然地表覆盖中低植被区LCZ D占主要比例;LCZ 1-3密集建筑类型较其他建筑类型地表温度更高, 且随着建筑高度的降低温度依次增加,除水体外,LCZ A/B 林区是所有类型温度较低的区域;夏季各LCZ分区之间温度差异显著,7月份热岛强度达到全年最大值．研究结果能够为城市规划设计提供参考,助力于城市的可持续健康发展．      

东亚、北非干旱半干旱区边界层高度变化及其影响因素

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting)20世纪第一代再分析资料ERA-20C(the ECMWF twentieth century reanalysis)对东亚、北非2个典型干旱半干旱区1900-2010年边界层高度变化及其与气象要素变化之间联系进行了研究,结果表明:(1)两个地区的边界层高度在整体变化、年际变化以及年代际变化中基本呈现出相反的变化趋势,整体趋势中东亚为显著上升趋势,气候倾向率为1.87 m/10a,北非为显著下降趋势,气候倾向率为-2.13 m/10a;在11个年代里,有8个年代的变化呈相反趋势。(2)干旱半干旱区边界层高度的变化均与地气温差、相对湿度、风速的变化有一定联系,其中相对湿度与边界层高度的变化最为紧密,在两个地区均为显著性的负相关,相关系数分别为-0.778 4、-0.618 4。     

松嫩平原芦苇湿地洪水年份磷素水文地球化学迁移

按照湿地的水文周期和水流状态,将松嫩平原芦苇湿地分为两种水文类型,即闭流型和外流型.1998年强降水和洪水季节,通过野外径流场观测、水量平衡分析和样品室内测试,分析了两种水文类型的芦苇湿地中磷素的水文迁移过程和养分收支平衡.结果表明,闭流型芦苇湿地一直是磷汇;而外流型芦苇湿地,随季节变化而发生磷源和磷汇的交替.     

黄土高原半干旱区地表辐射特征

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站地表辐射资料,分析了黄土高原半干旱区地表辐射的变化规律,并对该区地表辐射特征、地表反照率的年季变化及其影响机制进行了研究.结果表明:该区全年太阳总辐射较强,年平均值为204.2 W/m2,受地表状况和天气过程等因素影响,年变化表现出不规则或区域性特征.大气和地表对太阳辐射加热的响应需2个月,它们对地表辐射年变化的相对变幅达44.6%和38.9%,比干旱区的(100%)小,这说明该区云量年变化比干旱区的小,且大气和土壤对地表辐射变化的"缓冲"作用更强.反照率的年平均值为0.2432,比荒漠区小;其高值正好对应降雪过程和偏干旱时段,而低值则与降水、连绵阴雨的天气吻合.