沙漠增温效应下绿洲热量资源估算模型——以准噶尔盆地为例

绿洲是干旱区荒漠生态系统中最为精华的区域,特殊的气候资源条件及其组合效应是形成绿洲特色高效农业的基础。在暖季,由于沙漠的增温效应,使绿洲的热量资源比同纬度地区更优越。以准噶尔盆地南缘古尔班通古特沙漠及石河子绿洲为对象开展研究,从时间、空间角度分析了沙漠增温影响下绿洲不同部位的热量条件、分布特点及变化规律等。并提出沙漠增温系数Z,Z可反映沙漠对与其相邻的特定地理位置的绿洲热量影响敏感程度,解释沙漠和绿洲间的热量联系及沙漠本身的热效应。借助沙漠增温系数,建立了石河子绿洲主要热量要素的估算模型,可以相对动态地估算绿洲区域不同时空尺度的热量状况。     

全新世古尔班通古特沙漠演化和气候变化

通过位于古尔班通古特沙漠西南隅的莫索湾全新世地层剖面年代学、气候代用指标以及地层沉积相分析,认为全新世以来该沙区气候历经多次温湿(凉湿)和冷干变化,沙漠也相应地历经多次固定、缩小的逆过程和活化、扩大的正过程。与全球及区域对比结果表明,本区气候的温湿(凉湿)、冷干波动和沙漠的正、逆过程变化,与全球及我国东部季风区具有良好的一致性,但由于纬度较高、距海遥远以及深受西风环流影响,温度总的较低,降水总的较少,沙漠总的以半固定、固定为主。     

末次盛冰期以来库布齐沙漠环境变化

中国北方季风边缘区沙漠/沙地如何响应气候变化及其反馈研究对于理解干旱半干旱地区现代地表过程及其未来环境演变趋势有重要的科学意义。库布齐沙漠作为中国北方季风边缘区中东部唯一的以流动、半流动为主的沙漠,现代地表景观与周围沙地（如毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等）明显不同。晚第四纪以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程到底是否一致,其湿润期究竟发生于何时,尚存颇多争议。区域风成沉积和湖泊沉积记录研究得出的结论明显不同,存在中晚全新世和早中全新世湿度最优期的分歧。对库布齐沙漠风成沉积年代-岩性的概率密度分布（Probability Density Function,PDF）进行处理,与周边沙地风成沉积和湖泊沉积古环境记录进行了对比分析。结果表明：末次盛冰期以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程总体一致,27.6—10 ka和晚全新世（2—0 ka）,风沙堆积强烈,气候相对干旱;早全新世（10—6 ka）古土壤渐次发育,沙丘逐渐被固定,湿度增加,环境状况有所改善;中全新世（6—2 ka）古土壤广泛发育,沙丘经历固定成壤,气候最为湿润。区域环境演变过程受控于低纬太阳辐射和高纬冰量变化的双重制约。     

南岭山地地域分界性的地理探测

利用地理探测器模型,选取气温、降水、植被及土壤类型指标,从空间分层异质性的角度对南岭山地的地域分界性进行定量探测识别。结果表明：1）南岭山地具有显著的地域分界性,q值最高达到0.99,岭南与岭北2个子区域的层内方差之和（SSW）远小于全区总方差（SST）,南岭山地两侧区域空间分异性显著。2）南岭山地地域分界性具体主要体现在气温方面,其中最冷月均温、最低多年平均日最低温、日均温≥10℃积温、日均温≥10℃天数、年均温5项指标对南岭山地地域分界性贡献度最大;植被类型、土壤类型及降水指标对南岭山地地域分界性的贡献度不及气温指标,且贡献度依次减小。3）南岭山地地域分界性具有明显的季节差异,在气温方面于春、秋、冬季显著,而夏季明显减弱;在降水方面季节波动明显,且于夏、秋2季显著,并在11月达到峰值。     

滴哨沟湾地层沉积特征记录的毛乌素沙漠变迁

毛乌素沙漠的盛衰变化明显地受到全球变化特别是东亚夏季风变化的影响。根据毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾地层沉积物的物质组成、粒度参数等,结合孢粉研究结果,将沙漠演化过程划分为若干阶段：中更新世晚期沙漠萎缩期,气候温暖半干旱-半湿润,沙漠缩小,为森林草原或灌丛草原;中更新世晚期沙漠稳定期,气候在寒冷干旱-半干旱间波动频繁,自然景观在荒漠、荒漠草原与干草原间变化,并有河流和小湖存在;晚更新世早期沙漠固定期,气候温暖半湿润至半干旱,期间自然景观经历了森林草原、灌丛草原、草原、荒漠草原多种变化;晚更新世晚期沙漠扩张期,气候干旱寒冷,自然景观以荒漠和荒漠草原为主,同时也有草原乃至灌丛草原出现;全新世沙漠频繁变化期,气候变化频繁,沙漠出现多次盛衰变化,自然景观在荒漠、荒漠草原、草原、疏林草原间变化。     

河西地区近40a来气候变化与风沙活动

利用1951- 1990年14站的年平均气温、降水和大风日数资料,对近40 a来河西地区气候特征作了初步分析。结果表明, 50年代最暖, 60年代最冷, 70年代后气温开始回升但低于50年代的水平。河西地区40 a来是变冷的,全区年平均温度40 a下降了0.21℃,西部下降了0.27℃,东部下降了0.13℃。全区50年代雨量较多, 60年代是近40 a来的最干旱期, 70年代为最湿润期, 80年代又趋于干旱,总体上降水略有增加。最干旱期与最冷期对应,最多雨期并非最高温期,在温度开始回升时降水量最大,雨量与温度的变化并不同步,降水滞后于温度。40 a来河西西部大风日数是增加的,东部是减少的。高温少雨大风日数少,低温少雨大风日数较多,温度开始回升降水达到最大时,大风日数最多。春季大风日数最多,夏季次之,秋冬相差不大。     

近47年来洞庭湖区干湿的气候变化

采用M-K突变、小波分析、空间变异系数、经验正交函数分解法（EOF）和旋转经验正交函数分解法（REOF）等方法,对近47年来洞庭湖区20个测站干湿指数（Z指数）进行了分析。研究表明：洞庭湖区20世纪60年代前期和80年代为干旱期,90年代为湿润期。80年代末有向湿润转变趋势,2003年后又开始向干旱转变。洞庭湖区干湿的年际变化较小,降水相对稳定,存在3年、6年和15年、22年4个特征时间尺度,且未来几年洞庭湖区将仍处于干旱期。洞庭湖区干湿变化具有很好的主体一致性,依据空间异常类型可分为北部、中部、南部和西北部4个区域。     

宁夏沙漠旅游适宜度评价

从资源禀赋、区域气候、旅游地可进入性和旅游地空间竞争4个方面共13个指标对宁夏沙漠旅游开发进行适宜度分析。结果表明：宁夏沙漠拥有丰富的形态及良好的相对稳定性,观赏性强;适宜开展沙漠旅游活动的季节为夏季和秋初,适宜期要长于新疆、甘肃等省（区）,但夏季正午时段旅游适宜度低;影响毛乌素沙地及宁北沙地旅游开发的制约性因素为沙尘暴和大风;宁夏沙漠旅游项目重复建设比较明显,空间竞争问题较为突出;适宜度综合得分为4.524,属很适宜等级。应融入文化、生态内涵,提高景区可进入性,加强区域协作。     

新疆沙尘暴源区的气候与荒漠环境变化

根据新疆地区50年来的气候变化以及人类活动的影响,阐述了新疆沙尘暴源区气候与荒漠环境变化。结果表明,新疆地区的气候由暖干向暖湿发展。自20世纪70年代中期以来,暖湿过程非常明显,特别是新疆南疆与北疆的气候变化特点和高山与盆地的气候变化差异以及湖泊水域面积的变化,都明显地反映了干旱区域气候变化的敏感性,并且也反映了新疆区域气候与中国中、东部气候变化的差异性。由于气候的波动变化和人类活动的干扰,使荒漠环境也在不同区域受到不同程度影响,尤其是干旱地区的降水、大气湿润程度和下垫面状况都直接影响着沙尘暴的发生和发展。20世纪80年代后期以来,温度的突变是造成环境恶化、灾害增多的主要原因之一,同时也反映出干旱内陆区是气候变化过程中的敏感反应区。     

黄河上游地区近千年气候变化的模拟重建

运用BP人工神经网络较好地建立了全球气候模式模拟数据与区域气候之间的关系,拟合了黄河上游沙漠河谷地区的近千年温度、降水序列。在气候信号年代际和百年际变化特征上,拟合结果较为理想,但对极值的拟合能力较差,尤其是冬季温度和夏季降水的拟合极值偏差较大。拟合结果表明该地区近千年存在中世纪暖期、小冰期和现代暖期,且小冰期降温在冬季更为明显,冬季平均气温小冰期比中世纪暖期低2 ℃。降水的千年变化趋势较温度略微平缓,尤其冬季降水无明显趋势变化。空间分布显示20世纪暖期在近千年是最暖的,但降水较中世纪暖期偏少。     

全球低纬高原地区气候特征的初步研究

提出了全球１０大低纬高原和２０个著名春城的概念,给出了３５个有代表性的低纬高原气象站资料,通过分析气温和降水变化,得到低纬高原气候的共同特征是气温年较差小,四季如春,气温日较差大,一天分四季,降水适中,干湿季分明。主要气候类型是热带草原气候和高原型季风气候     

撒哈拉沙漠东北部全新世气候环境与人类活动

现代极端干旱的撒哈拉沙漠东北部,在12000 aB.P.前出现了代表湿润气候记录的湖相沉积;全新世以来,在9900~2400 aB.P.形成了大面积的连续湖泊,并在9800~6450 aB.P.达到鼎盛时期。在6000 aB.P.~3600 aB.P.前,湖泊演化进入波动期,反映了该时期气候环境周期性的变动并具600年的准周期。撒哈拉沙漠东北全新世湿润时期,是该区古人类发展与进步、繁演与分化的时期;也是自然演变史上一个十分重要的时期,其中强烈的风化作用和碎屑物质积累为今日撒哈拉沙漠的形成奠定了物质基础。     

毛乌素沙地东南缘全新世气候不稳定性

毛乌素沙地处于中国季风区的西北边缘,对气候变化敏感,是古气候演化和古环境变迁研究的理想场所。全新世气温回暖期,气候整体稳定但存在暖湿冷干的次级波动,不同类型沉积相组成的地层序列记录了全新世千年、百年尺度的气候不稳定性。对毛乌素沙地不同沉积序列的研究表明:(1)毛乌素沙地东南缘的沙漠/黄土边界带DLT、NB剖面粒度及Rb/Sr比值可作为气候变化的代用指标。>63 μm砂含量增加,Rb/Sr比值降低,揭示东亚冬季风增强,风成砂堆积,风沙活动加剧,气候干冷;反之,东亚夏季风增强,降水增多,风化成壤程度加大,气候暖湿。(2)毛乌素沙地东南缘沙漠/黄土边界带及低洼沟谷区年代概率密度函数的分析显示,全新世早期~8\^5 ka BP风成砂堆积,风沙活动加剧,气候表现为干冷;全新世中期8\^5 ka~3\^0 ka BP地势较高处古土壤广泛发育,地势低洼处发育湖沼相/泥炭层,但在6.0 ka BP左右存在气候转冷过程;全新世晚期3\^0 ka BP以来气候波动频繁。(3)毛乌素沙地气候变化与北大西洋冰筏冷事件、董哥洞石笋、季风边缘区湖泊、东部沙地等记录具有可对比性和相对一致性,反映出全新世千年和百年尺度上的气候变化主要受全球变化的影响,这对预测和模拟未来气候变化具有借鉴意义。     

西沙群岛和涠洲岛气候变化特征 及其与近岸陆地的对比

采用1959―2014年中国西沙站和涠洲岛站及其临近陆地台站的基本气象观测资料,分析了2个海岛的气候变化特征及其与近岸陆地的差异。结果表明：1）近56年西沙和涠洲岛及近岸陆地气温变化均呈上升趋势,西沙增暖速率（0.19℃/10 a）大于涠洲岛（0.104℃/10 a）。显著的差异出现在近10年,西沙持续增暖（0.38℃/10 a）,而涠洲岛气温却呈下降趋势（-0.48℃/10 a）。从季节变化上,2个海岛都有春季越来越暖、冬季越来越冷的趋势。与周围陆地的气温相比,2个海岛的气温均高于近海陆地,但增温速率却小于近岸陆地。2）分析近56年降水量的变化,发现海岛降水量、降水强度和降水天数均小于陆地。受冬、夏季风转换的控制,海岛及近岸陆地有旱季、雨季的划分,且近半个世纪以来降水量波动大、变化趋势不显著,但伴随降水天数的减少,降水强度呈显著增长趋势。对比2个海岛近10年的降水变化特征,发现西沙站的旱季有越来越旱的趋势,涠洲岛及近岸陆地无论旱季、雨季降水量都有增加的趋势,表现为湿润化的趋势。     

2008-2013年库姆塔格沙漠及阿尔金山降水特征

库姆塔格沙漠极端干旱,而其南部阿尔金山比较湿润.研究库姆塔格沙漠及南部阿尔金山的降水特征,对揭示库姆塔格沙漠水源补给机制和地貌形成原因具有重要作用.本文利用中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集,分析了库姆塔格沙漠及阿尔金山的降水特征.结果表明:(1)库姆塔格沙漠降水主要集中在夏季,其他季节降水较少;而阿尔金山降水主要集中在春、秋两季,并存在一条降水量大值带,3月范围最大而夏季消失;(2)阿尔金山对库姆塔格沙漠的水源补给作用主要体现在春、秋两季,夏季降水基本与库姆塔格沙漠持平,春季降水超出库姆塔格沙漠最多;(3)阿尔金山各月平均逐小时降水量演变特征有很大不同,冬季12、1月及夏季6、7月每月逐时降水演变特征以"凌晨型"为主,可能与凌晨云顶辐射冷却引起的大气层结不稳定有关;春、秋两季每月逐时降水演变特征以"午后-黄昏型"为主, 可能与午后太阳辐射地面加热引起的大气层结不稳定有关;2、8月是两种类型的过渡时期.本文研究结果可为探索库姆塔格沙漠水源补给机制以及"羽毛状沙丘"独特的沙漠景观形成原因提供一定的参考依据.     

Sensitivity to climate change for two reptiles at the Mojave-Sonoran Desert interface

The high temperatures and extended droughts that characterize habitat for desert-living reptiles may already approach their physiological tolerances and so could put them at risk due to climate change. Here I examined climate change sensitivity for desert tortoises, Gopherus agassizii, and common chuckwallas, Sauromalus ater, two large-bodied reptiles that occur across the Mojave-Sonoran Desert interface. I employed the Mahalanobis D² statistic to model their niche spaces and then assessed climate-change sensitivity by altering climate variables along a gradient of increasing temperature and decreasing precipitation. While shifting climate variables, I held terrain and soils variables that otherwise define these species’ preferred habitat constant, providing a more realistic prediction of available niche space. Both reptiles’ modeled niches responded to climate change by shifting to higher elevations and increasingly away from their Sonoran Desert distribution. At moderate predictions of climate change (+2 °C, −50 mm precipitation) desert tortoises’ suitable habitat was reduced by nearly 88% in the Sonoran Desert portions my study area, and nearly 66% in the Mojave Desert regions. Under the same scenario chuckwallas lost nearly 92%, but increased 120% respectively. Within the context of climate change potential increases in drought frequency appear to present the greater challenge for these species.     

近60年昆明市气候变化特征分析

利用线性倾向率、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验(MTT法)和小波分析等数理统计分析方法,分析昆明市近60 a气候变化趋势和气候突变特征。结果显示:近60 a昆明市气候变化呈气温升高、降水量略微减少的暖干化趋势;气温上升率0.24℃/10 a,降水量下降率3.89 mm/10 a;干季增温强于雨季,而雨季降雨量下降趋势明显;2001~2010年是近60 a来昆明气温最高、降水量最少的10 a;昆明市气温变化包含5~10、10~15 a左右周期,其降水量变化有10~15 a左右的周期变化特征。     

南岭山地的多学科综合研究价值

南岭有地球同纬度带上保存最完整的亚热带常绿阔叶林,是我国南方重要的生态屏障带,也是湘江、赣江、北江等众多河流的源头区。20世纪20年代,南岭山地由于丹霞地层被发现首次走进国际视野,之后的90年来,在南岭山地开展的研究主要包括了地质构造、花岗岩成矿、丹霞地貌、气候变化、生物多样性、植物区系、大型真菌、鸟类监测、兽类监测、蝴蝶监测、常绿阔叶林、南岭走廊、自然保护区、景观格局、生态旅游等方面。通过梳理南岭山地的研究发现,南岭不仅对于研究地球科学的自然地理学、人文地理学,生命科学的生物多样性、生物区系和生态系统生态学等具有重要意义,对于交叉学科和多学科综合研究也极具研究前景,该区域可以作为具有高潜在价值综合研究的基地。     

腾格里沙漠西南缘植被季节变化及风沙活动

腾格里沙漠西南缘沙区,3种植被条件下的盖度四季波动情况为:在林带背风面封育区25.89%~35.35%,封育区19.4%~29.39%,流沙区11.39%~16.05%之间; 各季节植被盖度表现为秋季＞夏季＞春季＞冬季,其中,流沙区植被盖度春季增幅最大,旱季降幅最小,而林带背风面封育区则雨季增幅最显著,封育区次之。流沙区草本植物株（丛）数比例从春季开始近似线性增加,旱季变缓,雨季又有所增加,8月底至9月上旬达最大值,灌木植物比例则相反;封育区和林带背风面封育区草本植物株（丛）数比例变化相似,均为春季迅速上升,旱季下降,雨季显著增加,9月底达最大值,灌木植物相反。流沙区因植被稀疏,牲畜采踏,植被难恢复,裸露地面风沙流活动强烈,沙丘前移;封育区植被盖度较大,形成了比较稳定的自然生态植被区域;林带背风面封育区则在多层防护林防护下,区域内风速低,植被盖度大,枯枝落叶多,普遍有1~1.5 mm厚的结皮,形成了更加稳定的生态环境。试验研究表明：在当地降水条件下,只要在沙漠边缘建立足够的封育区,禁止或减少人为活动,自然植被恢复,可大大降低风沙活动,遏制沙漠前移,实现当地的生态可持续发展。