中国鸟类物种丰富度的地理格局及其与环境因子的关系

基于中国鸟类分布数据和增强型植被指数(EVI)、海拔、气温、降水等环境和地理因子数据, 探讨中国鸟类及其主要类群的物种丰富度的地理格局及可能的影响因素。结果显示, 中国鸟类物种丰富度存在着一定的随纬度增高物种丰富度降低的趋势, 物种丰富度高值地区包括大兴安岭、小兴安岭、长江下游、武夷山、西双版纳、天山西部、喜马拉雅山东南麓至横断山脉等若干地区, 而在青藏高原大部、长江以南部分地区等出现低值, 但线性回归显示, 纬度梯度不明显。相关性分析结果显示, 与物种丰富度的Spearman相关性系数较高的环境因子有EVI、年均温、年平均降水等多种, 说明环境因子对物种丰富度的地理格局存在复杂的共同作用机制。因子分析结果显示, 这些环境因子可以分为能量、海拔变幅、气温稳定性、距最近大型水体的距离等4种主要因子。     

UMSS模型在福建省温度空间模拟研究中的应用

根据福建省68个气象站点1961~1990年30 a的年平均温度历史资料,分别以残差平方和、平均误差、平均绝对误差最小为目标函数,利用空间插值法中的距离反比法(ID)、距离平方反比法(IDS)、改进的距离反比法(M ID)、梯度距离平方反比法(G IDS)及空间模拟通用模型(UMSS)对福建省区域温度空间分布进行空间模拟,并对不同空间插值法进行了比较.交叉验证表明,在不同目标函数下UMSS模型模拟效果优于其他模型,具有较高的精度,能比较客观地反映温度与经纬度、海拔的关系,可应用于温度的空间模拟,而且能满足不同的研究需要,能较好地实现福建省温度格局空间模拟,为地理信息系统(G IS)辅助的温度空间分布规律研究奠定基础.     

地理和地形影响下我国区域的气温空间分布

不同于以往基于最小二乘的多元线性回归方法,本文将新型的第二代回归分析方法一偏最小二乘回归分析方法应用到中国区域气温空间分布的建模中．利用区域内394个气象观测站建站到2000年45年（及以上）的逐日气温资料,建立了一个简洁的年、季平均气温和地理、地形因子（包括纬度、经度、地形高程、坡度、坡向和遮蔽度）的关系模型,估算了区域地理、地形影响下气温的空间分布,并分析了这种影响的特征．结果表明,此模型具有88％的平均拟合能力,平均相关系数达到0．94,经交叉有效性检验,模型的回归效果较显著．分析表明,在多元线性回归不适用的情况下,本文基于偏最小二乘法的简单模型能够准确地再现我国实际气温的空间分布,具有一定的使用价值．     

不同插值方法对降水量空间不确定性的影响

鉴于点状数据的降水插值方法在时间和空间两个方面具有不确定性,从空间角度出发,以山东省多年平均降水量为例,采用交叉验证方法,对反比距离权重法、克里金方法、径向基函数法、全局多项式法和局部多项式法5种常用插值方法的整体插值精度和分区后各分区的插值精度分别进行分析验证。研究认为:山东省整体插值的最优方法为反比距离权重法;分区插值的最优方法中,平原地区为克里金方法、丘陵地区为全局多项式法、鲁中山地为反比距离权重法。并在此基础上,对整体插值精度和分区插值精度作了比较。研究结果可为区域降水插值模型的选取提供指导,同时分区插值的思路可为后续相关研究提供借鉴。     

Regional differences in the timing of recent air warming during the past four decades in China

Global surface temperature has dramatically increased in the past decades. It is critical to evaluate such a change using appropriate approaches. The previous studies for assessment of the change usually used overall trends of temperature series (i.e. slopes of simple linear regression of temperature versus year based on a least-square analysis) for entire study period. Temperature trends, however, differ among different periods, i.e. there are often breakpoints in the temperature series. Therefore, the overall linear trend of a temperature series may conceal some of the temporal characteristics of the temperature change. To precisely characterize the temporal and spatial patterns of air temperature change in China, we analyze the annual mean temperature series between the year of 1961–2004 for 536 meteorological stations across China, using piecewise linear regression approach. We found remarkable breakpoints in the annual mean temperature during the study period across the country. The annual mean temperature started to increase in 1984 at a rate of 0.058°C/a at the country level. The year when warming started appeared to be gradually later from the north to the south: temperature increased since the 1970s in the north (north of 40°N), and did not rise until the 1980s in most areas of the south (south of 40°N), with warming starting in 1983 in the Tibetan Plateau. The trends in annual mean temperatures showed a large spatial heterogeneity across China: a relatively small rising with a rate of 0.025–0.05°C/a in the Sichuan Basin, Central China and South China; the greatest increase in some parts of northwest China (i.e. Xinjiang) with up to a rate of 0.1°C/a; and rising at a rate of >0.05°C/a for most regions of the country. The feedbacks of cold waves and snow may be responsible for such regional differences in the timing and rates of warming in China.     

黑龙江省气象因子插值优化及与落叶松NPP相关性分析

【目的】通过比较不同插值方法模拟黑龙江省气象因子,利用最佳插值结果,探寻落叶松样地气象因子与森林植被净初级生产力(NPP)的关系,为黑龙江省落叶松林的生产经营和管理提供科学参考。【方法】以黑龙江省2010年生长季(5—9月)气象因子(日平均气温、日降水量)及1 521块落叶松林固定样地数据为数据源,分别使用反距离加权(IDW)、普通克里金(OK)、多元线性回归(MLR)和混合插值法(包括回归反距离加权(RIDW)和回归克里金(RK))5种插值方法对生长季月均气温和月均降水量进行插值及比较,以最佳插值方法得到黑龙江省2010年生长季月均气温和月均降水量空间分布。根据东北地区树种生物量异速模型估算落叶松样地单位面积森林地上生物量(AGB)和净初级生产力,并与样地气象因子进行相关性分析。【结果】5种插值方法中RK的生长季月均气温和月均降水量均方根误差(RMSE)分别为0.420和10.110,均优于其他插值方法。生长季月均气温由南至北降低的同时落叶松NPP随之降低,月均降水量自西向东增大,落叶松NPP随之升高。生长季月均气温、月均降水与NPP的Pearson相关系数分别为0.221和0.241,二者P值都小于0.01,呈极显著相关。【结论】考虑地形因子和多元回归模型结果残差的RK方法可以更好地模拟黑龙江省生长季月均气温和月均降水量。生长季落叶松NPP在经、纬度方向上分布趋势与气温、降水量相同,且落叶松NPP与生长季月均气温和月均降水量均有一定相关性,其中与降水量相关性更为明显。     

1951—2014年淮河流域典型等值线变化特征

利用1951—2014年淮河流域29个站点月平均气温和月降水量数据,运用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendall检验及空间分析等方法,分析了1月均温和年降水量的时空变化特征.结果表明:过去64 a,1月均温呈显著升高趋势,升高速率为0.3℃/10a,1986年以后升温趋势显著,并于1973年发生升温突变;年代际方面,20世纪50年代均温最低,20世纪90年代均温最高.年降水量呈不显著减少趋势,减少速率为5.9 mm/10a;年代际降水量波动幅度不大,其中21世纪00年代平均降水量最高,21世纪10年代平均降水量最少.相较于淮河流域年均温变化,1月均温发生暖化突变时间早于年均温,说明1月均温在响应全球变暖方面更加敏感.过去64 a,1月0℃等温线和800 mm等降水量线与秦岭—淮河一线不重合,其主要原因是全球变暖导致的自然带显著北移.     

山西省近50年气温和降水变化基本特征研究

根据山西省近50年(1959-2008)108个地面气象观测站的年平均气温和年降水量系列数据,采用参数线性回归检验(LR)和非参数Mann-Kendall检验(MK)两种方法,从观测站、地级市、全省和山西省黄土高原地区综合治理地区4个层面,对山西省气温和降水的时空变化规律进行了研究.MK结果表明,(1)在108个地面站中,除河曲县站的年平均气温呈不显著减少趋势之外,其余107个站的年平均气温均呈升高趋势(+0.034～+0.896℃/10a("a"即"年";以下同).其中97个站的年平均气温显著升高,10个站的年平均气温升高不显著.除曲沃等8个站的年降水量呈不显著增加趋势之外,其余100个站的年降水量均呈减少趋势(-0.154～-57.750 mm/10a).其中16个站的年降水量显著减少,84个站的年降水量减少不显著.(2)11个地级市的年平均气温均表现出非常显著的升高趋势(+0.181～+0.417℃/10a).各市的年平均降水量均呈减少趋势(-6.954～-33.681 mm/10a).其中晋城、晋中、临汾和吕梁4市的降水量显著减少,太原、大同、阳泉、长治、朔州、运城和忻州7市的降水量减少不显著.(3)山西省的年平均气温呈极显著升高趋势(+0.295℃/10a),其年降水量呈显著减少趋势(-20.486 mm/10a).(4)山西省17个综合治理地区的年平均气温均呈显著升高趋势(+0.126～+0.375℃/10a).这17个地区的年平均降水量均呈减少趋势(-2.619～-34.417 mm/10a).其中5个地区的降水量呈显著减少趋势.总之,山西省的气温和降水在整体上分别呈显著升高和显著减少趋势,在较低层面上具有明显的空间异质性.对比分析同时表明,LR和MK所得的结果,就气温而言一致性非常高;就降水而言一致性则不确定(因研究层面不同很高或较低).     

山东省多年气象要素空间插值方法比较研究

针对山东省境内气象站点分布比较稀疏的情况,以1990～2001年山东省17个气象站点的年平均降水和温度为基础数据,分别建立了平均降水和温度与海拔、经纬度和植被指数(NDVI)之间的回归方程;在此基础上建立模拟站点以增加气象数据的信息量。分别采用反距离加权法(IDW)、径向基函数法(RBF)和普通克里格法(OK)3种插值方法进行比较插值分析。结果表明:模拟站点的加入大大提高了插值的精度;采用的3种插值方法中,普通克里格法比反距离加权法和径向基函数法具有更为理想的插值效果。     

基于主成分回归分析的环境因素与学生身高关系的研究

为探讨环境因素对学生身高的影响,对30个城市2010年18岁汉族男女学生身高平均数与相应城市的海拔高度、地理纬度、经度和2010年前18年的年降水量、年平均气温、年平均湿度、年日照时间和年人均GDP等环境指标进行相关分析和主成分回归分析.结果显示:不同纬度、经度地区的城市18岁汉族学生身高的差异明显;除海拔高度外,另7项环境指标与学生身高具有相关关系,但环境指标间相关程度较高,独立性差,存在共线性问题;环境指标主成分分析提取了2个主成分,分别代表气象因素和社会经济因素;用其得分建立了与城市18岁男、女学生身高的主成分回归方程,并将其转换为与原环境指标之间的线性回归方程用于推测2010年和2005年18岁学生的身高,推测精度高.因此,身高与海拔高度无相关,与纬度、经度、年日照时间和年人均GDP呈正相关,与年降水量、年平均气温和年平均湿度呈负相关;若城市的这些环境指标已知,即可预测其学生的身高.     

基于地统计方法的中国西部气温空间插值研究

利用基于地统计学的简单克里格、普通克里格、协克里格及综合方法4种插值方法对中国西部地区的气温估计结果进行比较研究.气温的空间分布格局和交叉验证结果表明在考虑高程信息后协克里格和综合方法比简单克里格和普通克里格的效果好.相比之下,协克里格比综合方法有更多奇异值出现；其他指标也表明综合方法优于其他3种插值方法.     

近48年华南日照时数的变化特征

 利用1961-2008年华南110个测站年日照时数资料,通过线性趋势分析、Mann-Kendall检验、功率谱分析和计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年日照时数的时空特征和气候变化。结果表明：近48 a来,华南年平均日照时数整体上呈自南向北减少的分布特点,最高中心位于广西南宁（2 552 h）,最低中心在广西金秀（1 172 h）。华南平均年日照时数以4.09 h/a的速率明显减少,高于全国平均值,并存在22 a和11 a的显著周期振荡,在1970年代后期发生突变。华南年日照时数长期趋势变化有明显的空间差异,大部分地区呈明显减少的趋势,其中有3个减少中心,分别位于广东深圳（-12.86 h/a）,海南澄迈（-12.85 h/a）和广西横县（-11.85 h/a）。华南年平均日照时数的分布与总云量分布几乎完全相同,但它们的变化趋势大部分相反。广东大部分地区总云量在明显增加,日照时数在显著减少。     

城市化对哺乳动物丰富度影响的研究 ——以长三角城市群为例

以不透水面占比作为城市化强度(UI)的定量指标,采用全球哺乳动物丰富度网格数据集,结合气候因素和生境特点,研究我国长三角城市群哺乳动物丰富度沿城乡梯度的空间分布格局.通过对比长三角城市群及其所处自然地理区(华东)哺乳动物丰富度的分布格局和驱动因素,分析城市化和背景气候的贡献.结果表明:1)哺乳动物丰富度沿城乡梯度均呈水...     

QPE产品的误差评估和订正检验——以伊宁县为例

以新疆伊宁县为研究区,运用2013-2017年定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimetion, QPE)小时产品以及区域自动站小时降水数据,通过相关分析法和多元线性回归模型对QPE数据进行误差订正,并从不同降水量级、高程以及空间分布对订正前后的QPE小时产品进行误差评估.经误差分析得出,订正前QPE小时产品大多存在低估现象,随着降水量级的增加,误差依次增大,空间误差分布四周低,且东北方向的误差要大于西南方向;利用海拔、经度、距雷达距离3个对研究区降水影响较大的要素,建立多元线性回归订正模型,订正后的QPE小时产品在不同降水量级、不同高程以及空间分布上的估测能力较订正前均有不同程度的提升.     

基于GIS 的重庆市万盛区猕猴桃气候区划分析

考察猕猴桃生长需要的生态条件,确定重庆市万盛区猕猴桃适宜种植区并对猕猴桃栽培提出建议。借助GIS平台,对重庆市34台站气温、降水、日照等数据采用克里金插值、反向运算等方法进行空间分析。研究发现万盛区光照和水分条件较充分;确定以年平均气温为区划指标,根据指标利用地理信息系统技术在1∶50 000地形上制作万盛区猕猴桃气候生态区划图。研究还显示万盛区大部分地区适宜栽培猕猴桃,其中海拔900～1 500 m的中海拔山区是热量适中的最适宜种植区;青年镇、关坝镇、金桥镇、丛林镇等地区为气候温暖适宜区;东部海拔1 500 m以上的望香台、寨子岩等高山地区为气候温凉适宜区。研究认为,在万盛区发展猕猴桃生产,可以采取以下措施:结合有利地势建立试验基地、采取适宜的栽培方式、利用"套袋"技术保护丰产丰收。     

一种基于固定截距多元线性回归的涡轮叶片冷却效果经验公式推导方法

为综合考量三个常见因素(冷气与燃气流量比、温比及燃气雷诺数)对航空发动机涡轮叶片冷却性能的影响,推导并发展了一种新型的多元线性回归分析方法,即固定截距的多元线性回归分析方法。通过对试验数据分别采用三种回归分析方法(即单因素非线性回归分析、常规多元线性回归分析和固定截距多元线性回归分析)处理分析后对比发现,运用固定截距多元线性回归分析方法处理的结果中确定系数更高,残差平方和令人满意,可见该方法更适合于当前试验方法下的冷却效果试验数据经验公式的拟合。     

重庆气温资料均一性检验和订正的初步分析

利用惩罚最大T检验并结合元数据对重庆34个台站年平均气温资料进行了均一性检验和订正,结果表明该方法能够很好地应用于重庆年平均气温资料的均一性检验;重庆年平均气温资料的非均一性在空间上普遍存在,东北部最为明显;迁站是影响其非均一性的最重要的因素,仪器变动的影响也不容忽视;相较订正前,订正后重庆年平均气温资料的整体质量和连贯性明显要好,线性趋势空间分布更为合理,消除了个别台站线性趋势明显异常的情况;最后建立了建站至2010年重庆34个台站均一的年平均气温资料序列,为准确地评估气候变化趋势和变率奠定基础.     

雅鲁藏布江中下游地区湿季降雨量的空间分布模型

对于水文气象站点稀少的青藏高原山区,获得较为精确的降雨空间分布信息是进行降雨径流模拟的前提。该文利用GIS手段和多元回归方法,建立了雅鲁藏布江中下游地区旱、偏旱、正常、偏涝、涝等5种类型年份的湿季(5—9月)降雨量的空间分布模型。结果显示:多种地理地形因子对湿季降雨空间分布均有重要影响。统计分析表明:(1)雅鲁藏布江中下游流域地形复杂、降雨站点稀少,回归分析中的地理、地形因子共线性问题突出,方差扩大因子法、Pear-son相关系数法和因子分析法的组合应用是识别和解决共线性问题的有效方法;(2)影响湿季降雨的局部地形因子表达存在着最优空间尺度,15—25km半径范围内的平均坡度、平均坡向、开放度值与降雨也有较高相关性,但考虑其他局部地形因子后,开放度对降雨空间分布的影响可以忽略。     

空间交互视角下投资者情绪对股价的影响

从地理距离和利用消耗系数衡量的经济距离两个方面构建空间权重矩阵反映空间交互作用,从股票空间交互视角应用空间计量模型研究投资者情绪对股票价格的影响效应.研究发现,金融市场股票间存在显著空间交互作用,且空间交互作用对经济距离的敏感程度高于地理距离.在解释投资者情绪对股票价格的影响效应方面空间截面回归模型优于传统截面回归模型.研究结论提醒投资者在对资产进行定价和制定交易决策的过程中,必须充分认识潜在的空间交互作用.     

宜昌市近59年来的气候变化趋势分析

利用1951年9月～2010年8月宜昌站逐日气象资料,采用气候趋势系数、5a滑动平均法、累积距平和一元线性回归法对宜昌市近59年来的气候变化趋势特征进行了诊断分析,结果表明：宜昌市的年平均气温呈现上升趋势,年平均最低气温的上升速率高于年平均最高气温的上升速率,导致年平均日较差呈现下降的趋势;在季节变化上,除了夏季,其他季节都呈升高趋势,其中春季的上升趋势最为显著.年降水量呈现略微增加的趋势,冬季增加趋势较为显著.该成果对进一步研究和预测宜昌市的气候变化有着重要意义.