气温对巴楚县乔木物候的影响

利用新疆巴楚气象站1987—2013年物候资料和气象资料,运用线性回归、t检验、相关分析等方法,分析了巴楚县气温和乔木物候期的变化特征,以及气温对植物物候期的影响。结果表明：近27a巴楚县乔木春季展叶始期表现出明显提前趋势,秋季叶变色始期表现出推迟趋势,生长季明显延长;3月份气温对展叶始期的影响最显著,巴楚县3月份气温每上升1℃,乔木展叶始期提前2.6d。     

气候变暖对呼和浩特地区自然物候的影响

分析了1982—2007年气候变暖对内蒙古呼和浩特、武川自然物候的影响,结果表明:①春季,土壤表层解冻呼和浩特晚于武川,其余物候呼和浩特早于武川;秋季物候均为武川早于呼和浩特。且两地物候间距均为"豆雁始(绝)见>气象水文物候期>植物始花(落叶)";两地植物物候间呈显著的正相关,豆雁始(绝)见呈显著负相关,气象水文物候期间相关不显著;②两地年、春、秋季平均气温呈增加趋势,植物物候春季提前,秋季延迟趋势显著,与气温有很强的响应关系;豆雁在呼和浩特始见提前,绝见延迟,武川与此相反,豆雁与气温有一定的响应关系;气象水文物候期也具有春季提前,秋季延迟的趋势,与气温相关不显著。     

1986-2010年巴楚木本植物物候变化特征及其对气候变化的响应分析

利用巴楚国家基本气候站1986-2010年的气象观测数据和地面物候观测资料,采用气候倾向率和气候趋势系数方法,分析气温、降水、日照时数的变化特征;木本植物选用新疆杨(Populus bolleanalanche),垂柳(Salix babylonica),杏树(Prunus armeniaca),苹果树(Malus pumila),沙枣树(Fdeagnys Qxycarpasehlecht),对植物物候期与气候变化的相互关系进行研究。研究表明：近25年来巴楚气候增暖现象较明显,增温率为0.18～0.95℃/10a,春、秋季变暖的趋势大于冬、夏季;降水量变化趋势不明显,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-0.61 mm/10a,春、夏降水量呈减少趋势,冬、秋两季降水量均呈增多趋势;年日照时数呈减少趋势,气候倾向率为-30.34h/10a。除春季日照时数表现为增加趋势外,其他季节均表现为不同程度的减少趋势。其中,以冬季减幅最显著,平均减少-27.09h/10a。近25a来喀什木本植物芽开放期、展叶始期、开花始期表现为一致的提前趋势, 叶变色始期和落叶始期表现推迟的趋势;影响植物物候期的主要气候因子为气温和日照时数,随气温升高、日照时数增多,植物生长季延长。木本植物春季物候期与春季气温和春季日照时数呈负相关,且相关性显著,而与冬季气温和冬季日照时数几乎没有显著相关性。木本植物物候与秋季温度呈正相关,秋季气温升高,物候期推迟。在生产生活中,根据植物的物候期变化安排农、林业生产有重要的意义。     

青岛地区气候变化对动物物候变化的影响研究

基于青岛地区气候和动物物候观测资料,分析了气候和动物物候变化特征及两者之间的相关关系。1986—2016年青岛地区蚱蝉始鸣期表现为小幅波动变化,蟋蟀的始鸣期则呈先显著推迟后显著提前的变化趋势,青蛙和家燕的始鸣期均有显著推迟的趋势。以上4种动物的绝鸣期均显著提前,间隔期均明显缩短。受全球气候变暖的影响,青岛地区气温表现为显著增温趋势,日照时数和平均风速均呈显著减小趋势,而降水对气候变暖的响应较小。日照时数的减少对4种动物物候期的影响最大,有利于4种动物绝鸣期的提前和间隔期的缩短以及家燕始鸣期的推迟;蟋蟀和青蛙的物候期对气温有明显的响应,蚱蝉和家燕对气温的变化不敏感;风速的减小有利于蚱蝉、家燕绝鸣期的提前和间隔期的缩短,但却导致青蛙绝鸣期的推迟和间隔期的延长。多种气候因子共同作用决定了动物物候期的变化。除气候条件对动物物候期变化的影响之外,动物之间食物链的制约关系在一定程度上也对物候变化有影响。     

巴雅尔草原马蔺物候期对气候变化的响应

基于通辽市巴雅尔吐胡硕牧业气象试验站1981—2014年马蔺物候数据和气象数据,研究了气候变化对马蔺萌芽期、黄枯期和生长期的影响,结果表明:(1)研究区近34a来年均气温呈显著上升趋势,降水量呈减少趋势,气候暖干化特征明显。(2)马蔺萌芽期呈延迟趋势,平均每10a延迟4.1d。马蔺萌芽期主要受3—4月平均气温和2月日照时数影响。(3)马蔺黄枯期呈略提前趋势。8月降水量减少和日照时数增加及10月降水量增加导致马蔺黄枯期提前。(4)气候变暖后,夏、秋季平均气温升高和降水量减少是导致马蔺生长期缩短的主要因子。     

中国植物物候变化预测

根据中国20个观测站点的木本、草本植物物候资料,结合气温、降水资料,预测了1989～2099年植物始展叶期、始花期物候,结果表明：未来我国气温、降水、季节开始时间变化,对我国植物物候期有明显的影响,其中气温对物候期的作用最为显著。春季气温升高,春季物候期提前,未来全国5区植物始展叶期、始花期均以显著的提前趋势为主,植物...     

气候条件对候鸟物候期的影响

利用呼和浩特市武川县气象站(1961—2009年)气象观测资料及物候期观测资料(1982—2009年),分析了该地区气候和两种候鸟物候期的趋势变化特征以及候鸟物候期对气候变化的响应关系。结果表明:(1)近49年来武川县年平均气温上升趋势极为明显,倾向率为0.46℃/10a;年平均风速呈极显著的下降趋势,总日照时数、年累积降水量的变化趋势不明显;(2)物候期变化趋势特征表现在家燕、豆雁的始见期推迟;绝见期均有显著提前;家燕、豆雁的始、绝见期间隔时间分别以16.2d/10a和18.7d/10a的速率极显著缩短;(3)家燕、豆雁的物候期变化敏感气候因子是5、6、7、8、9、10月和5—10月各时间段平均气温,其次是6、9月总日照时数。     

阿拉善荒漠地区苍耳物候期气象敏感因子分析

文章采用内蒙古自治区孪井滩气象站2002—2017年气象观测资料及同时段苍耳的物候期数据,分析苍耳的物候期对本地气候变化的响应特征及其之间的相关性。分析结果表明：气温是影响阿拉善盟荒漠草原苍耳每一个物候期的关键气候因子,其中不同月份的月平均最高（最低）气温、月极端最高（最低）气温以及稳定通过0、5、10℃的积温对苍耳的不同物候期的影响较明显,是主要的气候影响因子。年、月平均降水量和月平均日照时数对苍耳物候期的影响不显著。苍耳的萌芽期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、种子成熟期有逐年推迟的趋势。苍耳每个物候期稳定通过0、5、10℃的积温均有逐年增加的趋势。     

粤中地区木本植物春季物候特征及其对气候变化的响应

根据1982-2012年高要气象站自然物候和气象观测资料,利用线性回归、相关分析等方法研究了近30 a来粤中地区木本植物木棉、苦楝春季物候特征及其对气候变化的响应。结果表明,粤中地区木本植物春季物候期总体呈提前趋势,苦楝展叶始期、开花盛期平均每年提前0.4 d和0.8 d,木棉开花盛期、展叶始期平均每年提前0.8 d和1.1 d。冬季平均气温、春季平均气温、年平均气温以及前期≥10℃积温均与苦楝、木棉展叶始期、开花盛期呈显著负相关,其中,2-3月平均气温对苦楝、木棉春季物候期的影响最为显著,高要市2-3月平均气温上升1℃,苦楝展叶始期、开花盛期分别提前5.4 d和6.9 d,木棉开花盛期、展叶始期分别提前6.6 d和8.0 d。物候期特征可作为评估区域气候变化的一个衡量指标,为当地生态系统保护、新物种引进、农时预报和农林业发展等提供参考。     

中国植物物候变化特征及其对降水变化的响应

利用1963~1988年中国木本草本植物物候观测资料,运用趋势分析和相关分析方法,研究了26年中国20个物候站点植物始展叶期、始花期、始落叶(黄枯)期物候变化特征及其对降水变化的响应。结果表明:1963~1988年我国植物始展叶期、始花期、始落叶(黄枯)期均以推迟趋势为主;春季始展叶期、始花期,东北、华北以提前趋势为主,其他各区以推迟趋势为主;秋季始落叶(黄枯)期华北以提前趋势为主,其他各区以推迟趋势为主;1980年前后的物候期变化与1963~1988年的变化相同;春季物候期平均值差异多在-3~6天,秋季物候期平均值差异多在-10~10天;我国植物的始展叶期、始花期、始落叶(黄枯)期对于之前月份的累积降水量有不同程度的响应,物候期对该物候期前1月至前3月的累积降水量响应最为明显;我国春季物候期与降水量以正相关为主,秋季物候期与降水量则以负相关为主。      

Evaluating the vegetation growing season changes in the arid region of northwestern China

Temperature has long been accepted as the major controlling factor in determining vegetation phenology in the middle and higher latitudes. The influence of water availability is often overlooked even in arid and semi-arid environments. We compared vegetation phenology metrics derived from both in situ temperature and satellite-based normalized difference vegetation index (NDVI) observations from 1982 to 2006 by an example of the arid region of northwestern China. From the satellite-based results, it was found the start of the growing season (SOS) advanced by 0.37 days year^?1 and the end of the growing season (EOS) delayed by 0.61 days year^?1 in Southern Xinjiang over 25 years. In the Tianshan Mountains, the SOS advanced by 0.35 days year^?1 and the EOS delayed by 0.31 days year^?1. There were almost no changes in Northern Xinjiang. Compared with satellite-based results, those estimates based on temperature contain less details of spatial variability of vegetation phenology. Interestingly, they show different and at times reversed spatial patterns from the satellite results arising from water limitation. Phenology metrics derived from temperature and NDVI conclude that water limitation of onset of the growing season is more severe than the cessation. Phenology spatial patterns of four oases in Southern Xingjiang show that, on average, there is a delay of the SOS of 1.6 days/10 km of distance from the mountain outlet stations. Our results underline the importance of water availability in determining the vegetation phenology in arid regions and can lead to important consequences in interpreting the possible change of vegetation phenology with climate.     

中亚及中国新疆干旱区植被物候时空变化

基于1982-2006年GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）长序列归一化植被指数数据,采用比例阈值法反演得到中亚及新疆地区植被过去25年的物候数据集;采用M-K趋势检验和Theil Sen斜率方法,分析植物生长季开始期、停止期和生长季长度的变化趋势,并结合历史土地利用数据和DEM数据评价不同植被覆盖类型和不同高程下的植被物候变化特征。结果表明：1982-2006年,中亚及中国新疆干旱区植被生长季开始期和停止期在区域尺度上没有显著提前或者延迟,但在局部地区变化明显,且空间差异较大。各植被覆盖类型的物候动态表现不同,农用地的生长季开始期提前最明显;落叶阔叶林等木本植被类型的生长季停止期以推迟为主,但其面积比例很小,影响十分有限;除灌丛和裸地外,其他类型均表现出生长季长度延长的趋势,但整个研究区植物生长季长度变化并不明显。不同高程下植被物候变化同样存在差异,区域气候变化改变了不同高程带的环境限制因子,继而对植被物候产生影响,特别是在2000～3000 m高程带,植被生长季开始期提前、停止期推迟和生长季长度延长更加明显。     

1982-2012年北半球荒漠草原过渡带植被物候特征及其与气候因子的关系

基于GIMMS（global inventory modeling and mapping studies）NDVI 3g数据,在提取北半球荒漠草原过渡带每年植被物候期的基础上,研究了1982-2012年物候期的时间演化趋势及空间分异特征,并结合全球气候再分析资料,探讨了物候变化的气候驱动因素。结果表明：在1998年之前,荒漠草原过渡带植被物候期变化地区间差异较大,而在1998年之后,北半球荒漠草原过渡带生长季结束期整体提前,平均提前0.41 d/a;同时,除萨赫勒以外的各地区植被生长季长度普遍缩短,平均缩短0.88 d/a。植被物候期与气候因子的相关分析发现,荒漠草原过渡带植被物候变化受气候变化影响显著,且空间差异明显。在中高纬度地区,气温是限制植被活动的关键因子,温度升高可以促进生长季开始期的提前,而降水增加则会妨碍植被生长;在较低纬度地区,水分是影响植被活动的关键因素,高温造成的水分亏缺会导致植被生长季缩短。从植被物候期对各气候因子响应的时滞性来看,荒漠草原过渡带植被的物候期对气温变化的响应最迅速,对蒸散的响应存在一定的滞后性,而对降水的响应不存在时滞差异。     

Phenology shift from 1989 to 2008 on the Tibetan Plateau: an analysis with a process-based soil physical model and remote sensing data

Phenology is critical to ecosystem carbon quantification, and yet has not been well modeled considering both aboveground and belowground environmental variables. This is especially true for alpine and pan-arctic regions where soil physical conditions play a significant role in determining the timing of phenology. Here we examine how the spatiotemporal pattern of satellite-derived phenology is related to soil physical conditions simulated with a soil physical model on the Tibetan Plateau for the period 1989–2008. Our results show that spatial patterns and temporal trends of phenology are parallel with the corresponding soil physical conditions for different study periods. On average, 1 °C increase in soil temperature advances the start of growing season (SOS) by 4.6 to 9.9 days among different vegetation types, and postpones the end of growing season (EOS) by 7.3 to 10.5 days. Soil wetting meditates such trends, especially in areas where warming effect is significant. Soil thermal thresholds for SOS and EOS, defined as the daily mean soil temperatures corresponding to the phenological metrics, are spatially clustered, and are closely correlated with mean seasonal temperatures in Spring and Autumn, respectively. This study highlights the importance and feasibility of incorporating spatially explicit soil temperature and moisture information, instead of air temperature and precipitation, into phenology models so as to improve carbon modeling. The method proposed and empirical relations established between phenology and soil physical conditions for Alpine ecosystems on the Tibetan plateau could also be applicable for other cold regions.     

中天山北坡云与降水的气候特征

使用1980年以前中天山北坡的地面气候资料及个别水文站的气候资料，通过对这一地区特殊气候条件下的云与降水的气候特征进行分析研究，评估这一地区的人工增雨潜力和可行性?分析研究表明：地形的作用对中天山北坡的云和降水分布有重要影响，在暖季地形对降水的影响是非常突出的，而在冷季地形影响并不甚明显；暖季在山区有极丰富的地形云资源和优越的降水条件；盛夏的山区是实施人工增雨首选的季节和地带。     

Impacts of snow cover on vegetation phenology in the arctic from satellite data

The dynamics of snow cover is considered an essential factor in phenological changes in Arctic tundra and other northern biomes. The Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)/Terra satellite data were selected to monitor the spatial and temporal heterogeneity of vegetation phenology and the timing of snow cover in western Arctic Russia (the Yamal Peninsula) during the period 2000-10. The magnitude of changes in vegetation phenology and the timing of snow cover were highly heterogeneous across latitudinal gradients and vegetation types in western Arctic Russia. There were identical latitudinal gradients for "start of season" (SOS) (r2 = 0.982, p<0.0001), "end of season" (EOS) (r2 = 0.938, p<0.0001), and "last day of snow cover" (LSC) (r2 = 0.984, p<0.0001), while slightly weaker relationships between latitudinal gradients and "first day of snow cover" (FSC) were observed (r2 = 0.48, p<0.0042). Delayed SOS and FSC, and advanced EOS and LSC were found in the south of the region, while there were completely different shifts in the north. SOS for the various land cover features responded to snow cover differently, while EOS among different vegetation types responded to snowfall almost the same. The timing of snow cover is likely a key driving factor behind the dynamics of vegetation phenology over the Arctic tundra. The present study suggests that snow cover urgently needs more attention to advance understanding of vegetation phenology in the future.     

近60a新疆区域气温降水变化事实分析

利用1961～2017年新疆89个国家级气象观测站57年气温和降水量整编资料,采用一元线性回归进行趋势倾向估计,用最小二乘法反映气候要素的年平均增加、减少速率及年变化趋势。结果表明：新疆及北疆、天山山区、南疆各分区的年和四季平均气温呈现一致的上升趋势,其中新疆年平均升温速率为0.31℃/10a,90年代后期以后出现了明显增暖。冬季升温趋势最明显,夏季最弱。全疆和各分区的年、四季降水量呈现一致的增多趋势,新疆年降水量增加速率为10.14mm/10a。2010年代以来比1960年代增多了30%。冬季降水量增多趋势最明显。1961～2017年新疆气候变化较明显,总体在向暖湿方向变化。     

新疆北部暖季短时强降水的时空分布特征

基于2013—2019年暖季新疆北部518个自动站逐时降水资料,运用常规统计、归一化及其偏离程度、降水集中度(PCD)和集中期(PCP)等方法,研究该区短时强降水(Flash Heavy Rain,FHR)时空分布和统计特征。结果表明:(1)近7 a新疆北部FHR发生频次年变化大,2016年最多,2014年最少,前者是后者的3.9倍。(2)FHR集中发生在6—7月,6月下旬为峰值,且日变化呈明显的单峰型,峰值主要在17:00—19:00。(3)FHR发生频次集中在山脉的迎风坡和喇叭口地形附近。(4)FHR PCD呈现由南向北、由西向东逐渐集中,阿勒泰地区最集中;PCP自伊犁河谷至天山北坡,从克拉玛依向西、向北逐渐推迟,阿勒泰地区最晚。(5)PCD伊犁河谷、天山北坡年变化呈增大的趋势,其它区域呈减小的趋势。PCP阿勒泰地区、博州、天山北坡年变化呈增大趋势,其它区域呈减小的趋势。     

动力降尺度CMIP5的2006—2035新疆夏季降水变化

评估了CMIP5 9个模式对新疆夏季降水的模拟效果,从中选取5个较好的模式结果,利用RegCM4动力降尺度再集合平均。通过对CMIP5 9个模式的评估,发现CanCM4、CMCC-CM、CNRM-CM5、HadCM3、MIROC4h对新疆夏季降水的模拟较好。进一步分析动力降尺度和集合平均结果,发现动力降尺度能更好地描述新疆复杂地形造成的降水,同时发现2006—2035年比1976—2005年新疆夏季的总体降水有所减少,存在明显的减少趋势。在空间分布上主要表现为天山山脉和其南侧降水显著减少,昆仑山山脉北缘降水显著增加,这与2006—2035年新疆东北侧500 hPa出现的位势高度正异常和与之相对应的反气旋式环流异常有关。这一环流异常造成了天山山脉上空水汽的显著辐散和昆仑山山脉北缘上空水汽的显著辐合。     

天山南坡暖季暴雨过程的水汽来源及输送特征

利用1981—2020年5—9月天山南坡16个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR GDAS再分析资料,分析天山南坡暖季暴雨过程的环流形势,并采用HYSPLIT模式,模拟追踪水汽源地及输送特征。结果表明:天山南坡暖季暴雨主要发生在南亚高压双体型、500 hPa以上西南急流(气流)、700 hPa切变辐合以及天山地形辐合抬升的重叠区域。水汽主要源自中亚、大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近,经TKAP(塔吉克斯坦、吉尔吉斯坦、阿富汗东北部、巴基斯坦北部和印度西北部)、南疆、北疆关键区,分别从偏西、偏南、偏北通道输入暴雨区,700 hPa以上偏西通道、以下偏北通道占主导地位,且贡献最大的是南疆关键区。源自中亚的水汽主要输送至暴雨区700 hPa及以下,对暴雨的贡献较大,且沿途损失较大;源自大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近的水汽主要输送至暴雨区700 hPa以上,对暴雨的贡献较小。另外,中低层还存在源自北疆、南疆、北美洲东部、蒙古的水汽。基于上述特征,建立了天山南坡暖季暴雨过程水汽三维精细化结构模型。