塔里木河流域60 a来天然径流变化趋势分析

利用塔里木河流域近60 a的地表径流、气温和降水量资料,通过趋势分析、突变检验、年代际分析等方法分析了塔里木河流域地表径流变化的时空差异性,探讨了塔里木河流域天然径流变化对气温、降水量变化的响应。研究表明：近60 a来塔里木河流域三源流径流整体存在增加的趋势,但干流径流存在减少的趋势;塔里木河流域三源流增加强度在1993年前后从强到弱依次为阿克苏河、叶尔羌河、和田河,进入2000年后从强到弱依次为和田河、叶尔羌河、阿克苏河;塔里木河流域三源流径流强度增加主要受降水增加和由气温增加引起的融雪径流增加的双重影响。     

半干旱区植被风沙动力过程耦合研究：Ⅱ. 模拟

  以我国北方半干旱区典型自然条件为模型输入参数,对生物量和风蚀量的动态变化和空间分布进行了模拟。模拟的主要影响因素有降水量、气温、土壤类型和风况等。模拟结果表明:生物量随着降水量的增加和气温的升高而增大,风蚀量随着大风日数和风速的增加而增大。随着半干旱区降水和气温的季节变化,生物量在初春最低、夏末最高;风蚀量则在春季最大、夏季最小。生物量和风蚀量有明显的相互影响,生物量的增加能够有效降低风蚀量。在不受其他因素影响时,生物量与降水量在空间上的分布呈现出一致性,在考虑气温因素后生物量的重心向气温较高处偏移。小幅度的地形变化对生物总量和风蚀总量的大小影响不大,但明显改变了它们的空间分布格局。     

ENSO事件与山西气候的关系

通过搜集和整理1955-2008年大同、河曲、原平、太原、阳泉、介休、离石、长治、临汾、运城等地的气象资料,分析了山西的降水量、气温与ENSO事件的关系,研究了ENSO事件对山西气候的影响。结果表明,1955-2008年ENSO事件呈现出起伏波动的特点,1980年以后波动趋势更为剧烈;大致可分为两个阶段:1955-1980年为第1阶段,ENSO冷事件的频次略高于暖事件,但强度更大;1981-2008年为第2阶段,ENSO暖事件的频次和强度均高于冷事件。ENSO事件对山西降水量的影响表现十分明显,ENSO暖事件当年降水量明显偏低,次年降水量明显增加或达到最高趋势明显。ENSO冷事件年全省降水量均明显增加。ENSO事件对山西气温的影响也十分显著,ENSO暖事件年大多表现为气温偏高或升温,ENSO冷事件年一般表现为气温偏低或降温。     

喀斯特区现代溶蚀强度与环境的研究—以红水河流域为例

本文以喀斯特溶蚀作用的重要环境因素,即气候、碳酸盐岩性和水动力条件因素的分析为基础,对红水河流域内124个点的溶蚀量值与环境因素进行相关的统计分析,建立了综合因子溶蚀量计算公式,编制了溶蚀量图。得出溶蚀强度变化规律。通过对红水河流域典型区的试验研究,证明采用建立相关因子溶蚀量方程的方法是可行的,用此方法可进行大流域的喀斯特区溶蚀速度的编图,研究喀斯特溶蚀速度区域特征和分布规律。     

甘肃省气温与降水变化趋势及其对主要流域径流量的影响

基于气温和降水格点资料及水文站年径流量数据,对甘肃省不同区域气候变化趋势及其与径流量的关系进行了分析。结果显示:1961-2011年,甘肃省大部地区气温呈显著升高趋势(p<0.05),而降水量则在乌鞘岭东西两侧地区存在明显的反向变化趋势。气温和降水的变化趋势对不同区域径流量起不同作用。过去51年来,在乌鞘岭以西地区,受河源区降水量增加的影响,黑河与疏勒河流域径流量有增加趋势;在乌鞘岭以东地区,由于降水量减少及气温升高,区域河流径流量以减少趋势为主。虽然气温和降水对径流量均有影响,但降水与径流量的关系更为密切。然而从长时间尺度来看,虽然甘肃省区域平均降水量无明显减少趋势,但径流量仍呈现减少趋势,可能与气温持续上升趋势带来的蒸发增强、水分损耗增加等因素有关。     

河西走廊57年来气温和降水时空变化特征

采用滑动平均、线性回归等趋势分析方法以及Mann-Kendall、Pettitt 和累积距平三种突变检验方法对河西走廊地区1955-2011 年的气温和降水两个指标进行研究, 从而揭示该地区气候变化的事实及趋势。研究显示河西走廊地区的气温在过去57 年呈显著上升趋势, 升温率是IPCC第四次报告中近50 年变暖率的两倍, 达0.27℃/10a, 并且在1986 年发生增温突变;四季气温中, 冬季气温升高对年气温上升贡献最大。河西走廊年降水量在研究时段内呈显著增加趋势, 降水增率为3.95 mm/10a, 但各个流域增加趋势并不显著;雨季降水量呈不显著的增加趋势, 其年际变化与年降水量一致, 雨季降水增量对年降水量增加贡献率大;河西走廊年降水量未发生突变, 雨季降水量在1968 年发生增加突变。河西走廊温度升高, 降水量增加, 总体向暖湿化发展, 这种变化对该地区水资源脆弱性的影响需要进一步研究。     

近24年气温、降水对吉林省植被变化的影响

根据主要生态系统和植被类型,将吉林省分为半耕半牧区、农耕区和森林区3个研究区域.利用1982-2005年24 a的卫星遥感植被指数NDVI数据和同期气象站的气温、降水量观测数据,对吉林省的NDVI与气温、降水量进行了相关分析,探讨24 a来3个研究区域气候变化对植被的影响,分析气象因子对植被变化的驱动效应,研究植被变化的年代差异.结果表明①吉林省气温、降水量的年变异系数区域差异明显,半耕半牧区的年变异系数显著地大于森林区和农耕区;②森林区气温是影响NDVI变化的主要驱动因子,半耕半牧区NDVI变化对降水量更敏感,农耕区气温和降水量对NDVI变化的影响作用基本相同;③NDVI变化对降水量变化存在时滞,半耕半牧区最敏感,其次为农耕区、森林区,时间滞后大约为10 d;④24 a来3个区域植被覆盖都发生了不同程度的变化,半耕半牧区受气候变化影响显著,植被变异最大;⑤3个区域NDVI的年累计值均呈上升的变化趋势,无论是生长季的长度还是生长季的植物生物量((NDVI值的大小),20世纪90年代比80年代增长显著,主要表现为生长季春季提前和秋季推迟和植物生物量的增加,而2000-2005年的NDVI值较20世纪90年代仍有增加,但趋势减缓,只有森林区的生长季植物生物量在2000-2005年仍有明显增加.     

近50年新疆北疆地区气候变化趋势分析研究

采用Mann-Kendall趋势检验和突变检验法,基于1956～2006年新疆北疆8个地区的年均气温和年降水量数据,对北疆8个地区近50年的年均气温和年降水量序列的变化趋势和突变进行了分析.结果表明北疆8个地区的气温和降水呈现了大致相同的变化趋势,自20世纪80～ 90年代以来,北疆大部分地区气温呈现显著上升趋势,出现增温突变.同时,降水量也呈现上升趋势.其中,博州、乌鲁木齐及阿勒泰地区降水量呈现的显著增加趋势,出现突变增加;其余大部地区降水量缓慢增加,没有发生突变.近50年来,北疆气候总体呈现一个增温增湿的变化趋势.     

气候变暖背景下祁连山西部山区水循环要素的变化——以疏勒河干流上游山区为例

根据祁连山区西部托勒气象站与疏勒河上游昌马堡水文站、鱼儿红雨量站的气温、降水、径流等观测数据,对近50年来疏勒河山区流域气温、降水、径流等水循环要素的变化特征与趋势进行了分析.结果表明,近50年来祁连西部山区年平均气温呈持续上升的态势,并在1990年代中期后出现一个突变,突变后气温上升速率较突变前明显加快.从气温的季节变化上看,冬季升温的幅度明显大于其他各季,从气温的区域变化来看,中低山地带的气温升幅要大于中高山地带.分析结果还显示,祁连山区西部年降水量总体上亦呈增长的态势,但年际波动比较剧烈.少雨年主要在1990年代以前,多雨年在近20 a;从季节变化上看,夏季降水量变化比较稳定,增减趋势不明显,其他各季降水量均有明显的上升趋势,冬季降水量增幅明显.受降水与气温加速上升所带来的冰雪融水增加的影响,疏勒河出山径流的年平均与四季流量亦呈显著增加的态势.考虑到山区夏季降水并未增加,故占年径流量比重较大的夏季径流量的增加主要是冰雪融水的贡献.     

中国气候变化对县域粮食产量影响的计量经济分析

利用中国1988、1995、2000和2005年县级而板数据构建了包含气候变化因素、投入要素、自然环境条件变量的面板数据随机效应计量模型,并利用该模型研究了中国县域气候变化(主要以1988-2005年间气温、降水变动)对粮食产量的影响.研究表明,从整体上看,一定幅度内的气温上升和降水增加对我国粮食产量变动有正向作用.将气温、降水变动的影响分解到不同省份上后,可以发现气温、降水变动对中国县域粮食产量的影响存在明显的区域分异特征.气温上升和降水量的增加对中国东北、华北以及西北部省份的粮食产量提升有利,对其他省区则会产生小幅负面影响.对气温、降水变动分季进行考察的结果表明,气温、降水变动对中国县域粮食产量的影响存在季节性差异,譬如春季气温变动对中国县域粮食产量的影响并不显著,但是夏、秋、冬3季的气温对中国县域粮食产量有显著的影响,不过其影响的程度与效果各异.春、夏两季降水对中国粮食产量变化存在显著影响.     

城镇体系等级结构的分形维数及其测算方法*

文章探讨了城镇体系等级结构的分形研究方法。首先,讨论了区域城镇规模分布的Zipf模型,并通过分形退化分析将其应用范围加以拓广,从而与非分形研究接口;第二,引进了分形结构因子,以此开创了城镇体系等级结构的FSF分析;第三,提出了表征城镇体系等级差异的差异度概念和度量方法。文章给出实例说明了各种方法的应用,并比较了三种方法的异同。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)叶片气孔导度与气体交换对典型降水事件的响应

C4植物以其较高的水分利用效率而表现出较强利用荒漠环境有限降水的能力,但对其气孔行为和气体交换对降水响应的理解并不深入。本研究选择荒漠区沙丘上6~7年生的梭梭(Haloxylon ammodendron),利用自制的降水拦截设施,将每次降水事件后样地中接受的降水量分别减少和增加10%、20%和30%,形成包括对照在内的7个降水梯度,研究梭梭气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)对典型降水事件的响应。结果表明:6~12mm的降水对土壤水分的补给集中在50cm土壤深度范围内。降水量每增加10%,Gs和Pn分别增加9.17%和4.17%;Gs和Pn在降水前后呈现先增加后降低的单峰型趋势,峰值出现在降水后第1天,两者与土壤水分含量(SVWC)、空气相对湿度(RH)以及水汽压差(VPD)显著相关。降水后梭梭黎明前叶水势在-2.08~-2.74 MPa时叶片气体交换主要受气孔因素影响,而当叶水势降至-3.16MPa以下时主要受非气孔因素控制。     

Rainfall partitioning by desert shrubs in arid regions

We measured the rainfall partitioning among throughfall, stemflow, and interception by desert shrubs in an arid region of China, and analyzed the influence of rainfall and canopy characteristics on this partitioning and its ecohydrological effects. The percent-ages of total rainfall accounted for by throughfall, stemflow, and interception ranged from 78.85±2.78 percent to 86.29±5.07 per-cent, from 5.50±3.73 percent to 8.47±4.19 percent, and from 7.54±2.36 percent to 15.95±4.70 percent, respectively, for the four shrubs in our study (Haloxylon ammodendron, Elaeagnus angustifolia, Tamarix ramosissima, and Nitraria sphaerocarpa). Rain-fall was significantly linearly correlated with throughfall, stemflow, and interception (P < 0.0001). The throughfall, stemflow, and interception percentages were logarithmically related to total rainfall (P < 0.01), but were quadratically related to the maximum 1-hour rainfall intensity (P < 0.01). The throughfall and stemflow percentages increased significantly with increasing values of the rainfall characteristics, whereas the interception percentage generally decreased (except for average wind speed, air temperature, and canopy evaporation). Regression analysis suggested that the stemflow percentage increased significantly with increasing crown length, number of branches, and branch angle (R2 = 0.92, P < 0.001). The interception percentage increased significantly with increasing LAI (leaf area index) and crown length, but decreased with increasing branch angle (R2 = 0.96, P < 0.001). The mean funnelling percentages for the four shrubs ranged from 30.27±4.86 percent to 164.37±6.41 percent of the bulk precipitation. Much of the precipitation was funnelled toward the basal area of the stem, confirming that shrub stemflow conserved in deep soil layers may be an available moisture source to support plant survival and growth under arid conditions.     

近百年北极涛动对中国冬季气候的影响

北极涛动 (AO) 是北半球冬季热带外行星尺度大气环流最重要的一个模态,对北半球及区域气候有重要影响。利用中国近50年和近百年气温和降水资料分析了北极涛动对我国冬季气候的影响。当AO指数偏强时,我国大部分地区冬季气温偏高,同时降水也偏多。AO和西伯利亚高压对我国冬季气候的影响在年际和年代际尺度上有不同的特征, 在年际尺度上西伯利亚高压对我国气温的影响要远强于AO,而AO对我国降水的影响则比西伯利亚高压的影响要显著。这种关系也可以通过比较分析对流层低层和中高层环流形势在AO不同位相时的变化得到进一步验证。这说明AO对我国冬季气温和降水影响的机制是不一样的。在年代际尺度上,AO对气温和降水都有显著的影响。AO和西伯利亚高压一起能解释近百年来我国冬季温度和降水方差的35% 和11%。     

乌鲁木齐降水中δ18O的温度和降水强度效应的季节转换

受到温度和降水季节变化的双重影响,温带大陆和季风气候地区降水中的δ¹⁸O有很强的季节动态。在中国北方由于受到强烈的温度季节变化的控制,降水中δ¹⁸O有很强的温度效应,甚至在月尺度上与温度呈显著的正相关。然而,在降水事件尺度上,特别是多雨的夏季,显著的降水量效应仍然存在。本研究结合气象数据分析了来源于GNIP的乌鲁木齐月尺度上的降水中δ¹⁸O与平均气温和降水量之间的关系。结果表明:在年尺度上,保持气温和降水频率不变,扣除两者的影响,δ¹⁸O与降水强度有显著的负相关关系(P=0.012)。温度和降水强度效应分别为(0.45±0.03)‰·℃^-1(T=17.38,P<0.001)和(-0.28±0.12)‰·mm^-1(T=-2.29,P=0.023)。温度和降水效应在一年四季均存在,且两者存在季节转化,分别主导了一年中不同季节降水中δ¹⁸O的动态变化。在气温剧烈变动的春季(3-5月)和秋季(9-11月),显著的温度效应占主导。而在夏季(6-8月),显著的降水强度效应(T=-2.93,P=0.006)主导了降水中δ¹⁸O的动态。尽管在冬季(12月至翌年2月)降水强度效应和温度效应很微弱也不显著,但是前者仍然大于后者。     

Spatial Distribution of Fractures in the Asmari Formation of Iran in Subsurface Environment: Effect of Lithology and Petrophysical Properties

The distribution of fractures and its dependence on lithology and petrophysical properties of rock in the Asmari Formation were examined using three wells data of one of the largest oil fields of southwestern Iran. Fractures were measured on cut cores. Mineral content and petrophysical data were obtained through thin section study and core plug measurement respectively. Influence of mineral composition and petrophysical property of rocks on fracture density was explored statistically. Increasing quartz (sand) and anhydrite content of rocks decrease and dolomite increases the threshold of fracture densities, however no significant relation was observed between calcite content of rock and fracture density. Increasing porosity and permeability of rock decrease the threshold of fracture density in some of the defined lithology groups. There are significant differences between the lithology groups in terms of fracture density, although the results in the three wells are not the same. In whole data, the highest fracture density can be observed in dolostone. Limestone and impure carbonates hold broader spaced fractures and sandstones display the least fracture density. The average fracture densities in the wells are strictly different. These differences are the result of the structural position of the wells and also the trend of the well and fractures. The distribution of fractures in most lithology groups can be explained by the function: , where F is relative frequency, D is fracture density and a, b, and c are constants.     

采用树木年轮资料重建山东沂山地区200多年来的湿润指数*

在中国,尤其在中国西北部地区,树轮年表是古气候信息的一个重要来源.由于某种原因,中国东部地区少有树轮研究工作.该文通过运引ARSTAN程序,建立并研究了山东境内沂山地区的树轮主年表(1750～1992).树轮和气候要素的响应面分析得出沂山地区的树轮生长和温度降水呈非线性相关,因此使用传统方法重建单个气候因子是不合理的.通过响应函数和回归分析,5月至8月份的湿润指数(P/T)被确定为重建对象,该湿润指数值代表了温度和降水对树轮生长的共同影响,且相关性很高,远超过信度检验.利用线性回归方法,获得重建湿润指数的预报方程,用树木年轮年表重建了自1750年以来的沂山地区逐年5月～8月湿润指数的变化.分析了沂山地区湿润指数重建的可靠性.     

Extraction and characterization of mucilage in Opuntia spp.

The cactus pear (Opuntia ficus indica) mucilage is an interesting ingredient for the food industry because of its viscosity properties. We studied the conditions for the extraction and precipitation of the plants mucilage. Extraction conditions were: pad/water ratios (1:51:7), extraction temperature, (40±2 and 16±2 °C) and extraction time (4, 8 and 16 h). For the precipitation of the mucilage two types of alcohol (ethanol and isopropyl alcohol) and two water/alcohol ratios (1:3 and 1:4) were used.No differences were found in any of the measured variables among the different extraction or precipitation methods.The average mucilage yield after drying was 1.48% based on fresh weight (f.w.) and 19.4% based on dry weight (d.w.).The dried mucilage had in average 5.6% moisture; 7.3% protein; 37.3% ash; 1.14% nitrogen; 9.86% calcium and 1.55% of potassium. The colour analysis showed a high L* value and the chromatic co-ordinates were in the yellow-greenish spectrum.The use of isopropyl alcohol is recommended in ratio 1:3, since its commercial value is lower in comparison with ethanol.     

The grade index model as a rationale for autogenic nonequilibrium responses of deltaic clinoform to relative sea-level rise

Grade index (G_index) is a dimensionless number given as the volume-in-unit-time ratio of subaerial allocation to both subaerial and subaqueous allocations of sediment supplied to a delta from upstream. It was originally proposed for understanding the effect of basin water depth on the morphodynamics of delta distributary channels under stationary relative sea level. We here examine how rising relative sea level modulates the G_index, using geometrical reasoning and numerical simulations. We find that the grade index model can account for autoretreat of the deltaic shoreline, autodrowning of the whole system, and autobreak of the deltaic sedimentation, all of which are the consequences of autogenic nonequilibrium responses to steadily rising relative sea level. The regressive-to-transgressive threshold (i.e. the onset of autoretreat) is crossed when the delta plain's dimensionless basal area (A_t*) encounters a critical value that is expressed in terms of G_index: regression and transgression are sustained when A_t* is below and above the threshold, respectively. The mode of transgression depends on the slope conditions. If the hinterland slope (γ) is steeper than the foreset slope (β), both A_t* and G_index decrease as the relative sea-level rises. Eventually, the depositional system experiences autodrowning when A_t* = G_index = 0. If γ < β; on the other hand, both A_t* and G_index increase. This latter slope condition eventually causes autobreak of the deltaic sedimentation, afterward of which A_t* = G_index = 1. The grade index model is useful for interpreting and predicting the stratigraphic responses of natural deltaic clinoforms in conditions of rising relative sea level.     

喀斯特地貌演化与喀斯特含水层特性

本文根据喀斯特含水层的结构、喀斯特地貌发育的动力过程,探讨不同的喀斯特地貌演化阶段及其相应的喀斯特含水层特征。