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。     

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。     

吉林省蒲公英物候特征及其对气候变暖的响应

利用数理统计方法,对在气候变暖背景下吉林省蒲公英物候期变化进行分析,探讨了蒲公英物候期变化与春季、秋季气温的关系。结果表明：自1980年以来,吉林省春、秋季增温显著,且秋季较春季明显;吉林省西部地区展叶期推迟,黄枯期提前,生长季缩短;中部地区基本无变化;东部地区展叶期提前,黄枯期推迟,生长季延长。温度和物候期的变化趋势均有明显的地域特征,展叶期变化趋势在地域分布上恰好与春季气温一致,在湿润的东部地区,黄枯变化趋势与秋季气温一致,在干旱的西部地区,枯黄期变化趋势与秋季气温变化相反。探讨了对东西部物候期变化截然相反趋势的原因,并通过线性回归分别建立了各站物候期的温度模型。     

中国木本植物物候对气温变化的响应

本文利用全国21个站的木本植物物候资料和全国599个站的逐日气温资料,分析了1963~1988年中国木本植物物候对气温变化的响应,研究表明:26年来,植物春季物候期与春季气温在全国总体呈负相关,气温越高,物候期越提前;植物秋季物候期与秋季气温在全国呈正相关,但相关性没有春季物候期显著;我国木本植物物候生长季长度有明显的南-北向梯度,早春气温对植物物候生长季的影响比秋末气温对其影响更大。      

近30年淮北平原冬小麦物候期演变特征

对1979年以来的物候资料和同期气候要素进行研究分析,初步揭示了近30年来淮北平原冬小麦物候期的变化规律：返青、起身、拔节、开花、成熟5个物候期呈明显提前趋势,尤以返青、开花、成熟3个物候期提前明显。在光、温、水3气候要素中,决定安徽淮北平原冬小麦物候期变化的主要气候要素为温度,降水要素与本地小麦所有物候期之间的相关关系均未通过显著性检验,在光照要素中,仅小麦灌浆期间的日照时数与灌浆历程存在显著相关关系。给出了主要气候要素对淮北平原冬小麦物候期影响的定量关系：2月热量每增多10℃,冬小麦返青期将提前1.6天,2月日平均气温每上升1℃、返青期约提前1.4天;3月活动积温每增多10℃,起身期会提前1.0天;拔节期提前1.2天;4月热量每增加10℃,开花期将提前0.9天。灌浆期间的气温日较差每升高1℃,乳熟期会提前0.4天;5月平均气温每升高1℃,成熟期会提前1.5天。灌浆期间气温日较差增大、日照时数增多,小麦灌浆历程缩短,反之灌浆历程延长。     

气候变化对阴山北麓木本植物物候期的影响

本文基于内蒙古农牧业气象观测站1994—2015年旱柳、榆树和小叶杨三种木本植物物候观测资料及同期气候数据,采用线性倾向估计、Pearson相关系数等方法,探讨了气候变化对阴山北麓木本植物物候的影响。结果表明：近22 a,阴山北麓旱柳、榆树和小叶杨的花芽开放期和落叶末期均表现为提前趋势,且落叶末期提前幅度较大,平均每10 a分别提前2.9 d、3.6 d、4.6 d。生长季缩短,平均生长季长度为182 d。气温是影响旱柳、榆树、小叶杨春季花芽开放期的关键气象因子,春季气温每升高1℃,花芽开放期提前4.1 d;而落叶末期对降水量较为敏感,水分条件是阴山北麓木本植物落叶末期的主要限制因子。     

青藏高原植物返青期变化及其对气候变化的响应

基于连续的植被指数（NDVI）、气温和降水数据,提取了1982—2009年青藏高原典型台站邻近区域的植物返青期以及0℃和5℃旬均温始期的时序数据,分析了其时空变化特征,探讨了青藏高原冬、春季的气温、降水变化对植物返青期的影响。结果表明：1) 青藏高原典型台站邻近区域植物返青期多年平均值在东西向和南北向上存在显著差异;1982—2009年间,青藏高原典型台站邻近区域植物返青期整体呈提前趋势。2) 青藏高原典型台站0℃和5℃旬均温始期整体呈提前趋势,5℃旬均温始期提前趋势更为显著。3) 青藏高原植物返青期随着冬、春季气温升高和降水增加而提前。与降水相比,返青期与气温的相关程度更高。冬季气温比春季气温对植物返青期的影响更大。     

鲁西南木本植物生长季及物候期持续日数对气候变暖的响应

以1981-2010年中国鲁西南地区的植物为研究对象,采用统计分析法研究7种木本植物生长季与物候期持续日数对气候变暖的响应规律。结果表明：1981-2010年中国鲁西南地区气温呈极显著上升趋势（p<0.01）,随着气候变暖,木本植物春季物候期间隔缩短,秋季物候期间隔延长,全生长季延长,且全生长季变化趋势比各物候持续期变化趋势明显;展叶持续期主要与上月、当月和持续月平均气温呈负相关,其中梧桐展叶持续期与当月平均气温呈极显著负相关（p<0.01）;旱柳和刺槐开花持续期与持续月平均气温呈显著正相关（p<0.05）;叶变色持续期和落叶持续期与上月、当月、结束月和持续月平均气温呈正相关,其中旱柳与平均气温达到显著正相关（p<0.05）。木本植物全生长季与气温呈正相关,其中旱柳生长季变化对气候变暖的响应最敏感,其次是榆树、梧桐和楝树生长季变化对气候变暖的响应较敏感;随着年平均气温每升高1 ℃,植物生长季延长3.0-20.0 d;年平均最高气温每升高1℃,生长季延长5.0-14.0 d;年平均最低气温每升高1 ℃,生长季延长2.0-18.0 d。     

气候变暖对青海高原地区植物物候期的影响

将青海高原划分为东部农业区、环青海湖区、三江源区和柴达木盆地4个地区,根据1983—2007年各个地区气象台站所观测的气象资料,利用统计学方法,分析了不同地区植物物候期对气候变化的响应。结果表明:东部农业区、环青海湖区、三江源区和柴达木盆地年平均气温均呈上升趋势。在气候变暖背景下,东部农业区、环青海湖区、三江源区植物返青普遍期呈提前趋势,柴达木盆地返青普遍期呈推迟趋势,4个地区黄枯普遍期均呈延迟趋势,植物生长季延长。年降水量各地变化趋势不同,年降水量和阶段降水对植物生长关键期的变化有一定影响,但与气温相比其影响相对较小。     

气候变化对曲麻莱县草原牧草生长的影响

本文利用2000-2013年的气象资料和2003-2013年的牧草返青时间与枯黄时间以及产量分析了近些年气候因子的变化特征以及气候条件的变化对牧草生长发育期出现时间以及平均产量的影响,结果表明:牧草生长发育受温度、降水、日照的影响较大,春季温度高可使牧草返青期提前;降水多的年份牧草生长期明显增加,黄枯期延后;秋季温度高也可使牧草黄枯期延后。牧草的产量主要受气温、降水、日照等因素的影响,随其变化而变化。     

通辽市近50年气候变化分析

利用通辽市7个气象台站1959—2008年平均气温、降水量、日照时数资料,用趋势分析和累积距平、信噪比、F检验等方法,分析通辽市近50年的气候变化特征。结果表明:(1)年平均气温上升趋势显著,近50年增温1.9℃,且通过0.001显著检验,突变发生在1988年,近10年是最温暖时期。其中南部、西部升温较少,北部、东部升温较多。四季均温变化与年均温趋势一致,但略有差异。增温幅度最大为冬季,其次为春季,最小为夏季;突变时间最早为秋季、发生在1987年,最晚为夏季、发生在1994年。(2)年降水量呈减少趋势,近50年约减少71mm,且通过0.10信度检验,南部的库伦和北部的鲁北减少最为显著。四季降水量的变化不同步,夏、秋季减少,冬、春季稍有增加。年降水量呈阶段性变化,目前是降水量最少时期。年日照时数西南部及扎旗北部是增多的,其余地区明显减少。     

新疆石河子近40a气候变化特征

以新疆石河子气象局1967～2006年年平均气温、降水量和无霜期观测资料为研究对象,运用线性拟合、3a滑动平均和Mann--Kendall方法进行趋势和突变分析。结果表明：近40a石河子年平均气温呈上升趋势,平均增温率达到0．51℃／10a,秋季增暖率较大,夏季和冬季增暖率较小;年降水量呈上升趋势,春季趋向于暖干,冬季趋向于暖湿;石河子气温突变时间是1988年,降水突变时间是1969年和1993年;受平均气温升高的影响,无霜期天数增加率为4．74d／10a,近40a共增加19d。     

气候变化对小油菜生长发育及产量的影响

以青海省门源县为例,分析小油菜生育期气候变化规律.观测资料表明,小油菜生育期气温升高,气候变暖,4～8月降水量以每10年1.64～20.70 mm的幅度下降,9月降水以每lO年20.16 mm的幅度增加;气候变暖使小油菜播种期提前,成熟期推迟,生育期延长,为提高气候资源利用率和单位面积产量提供了保证;增温对各发育阶段的影响差异明显,除出苗至现蕾间发育进程加快外,其余各发育期生长发育出现迟缓变化;气候产量主要受4、6月和年平均气温及6月降水的影响.     

近56a武汉市降水气候变化特征分析

以武汉市1951—2006年逐日降水资料为基础,采用累积距平、线性趋势、移动T检验、5％分位数、小波分析等方法,分析了近56a来武汉市降水气候变化特征。结果表明：（1）近56年来,武汉市年降水量、降水强度呈增加趋势,而降水日数呈减少趋势;（2）除春季外,其它季节以及汛期、梅雨期、伏旱期等时段的降水量均有所增加;降水日数在春、秋季、汛期呈下降趋势,其余时段则为增加趋势;降水强度在夏季、伏早期呈减小趋势,其余时段均为增大趋势;（3）梅雨期、年的降水量变化较为一致,其周期性变化明显,主要表现为10a年代际周期,突变点约在1979年;（4）1960、1970年代暴雨日数较少,在1979年前后突变增多后,进人多暴雨阶段;（5）历年最大日降水量、5％分位数极端降水强度、暴雨平均强度变化略有减少趋势但不显著,而大暴雨平均强度减弱趋势明显。     

５９型探空仪与Ｌ波段探空仪数据对比分析

本文将长治市划分为南、北、东三部分,并各选取一个代表站,作为研究对象,资料年代为1961年-2005年。将其45年来各气象要素的分析与全球、全国气候变化对比,得出以下变化事实：近40年长治年降水量呈明显下降趋势（-22．53mm／10a）,秋季降水量呈下降趋势（-11．85mm,10a）,冬季降水量呈略微上升趋势。年平均气温呈上升趋势（0．20℃／10a）,特别是20世纪90年代增温显著,尤以冬季增温明显（0．525℃／10a）,夏季气温有略微下降趋势。进入21世纪降水趋于增多,而气温仍趋于增高。统计气温资料表明,20世纪60年代为偏冷期,90年代是最暖的10年,而1998年和1999年是最暖的年份。     

近50年黄河上游径流量与气候变化特征研究

根据1956-2010年唐乃亥水文站逐月径流量资料和1961-2009年黄河上游兴海、泽库、玛沁、达日、久治、玛多6个代表站的降水量、气温资料,分析了唐乃亥站径流量与黄河上游地区降水和气温的气候变化特征及其关系.结果表明:春、夏、秋、冬季的径流量分别占年径流量的14.9%、2.9%、34.7%、7.5%;唐乃亥站年和四...     

天水市干旱气候变化特征及粮食作物结构调整

分析了天水市1960-2005年干旱气候特征,包括温度、降水等气候因子及土壤水分、干旱频次等变化特点。结果表明,20世纪90年代为近46 a来降水的最低值,进入21世纪后,降水变率明显增大。气温自20世纪60年代总体呈上升趋势,特别是90年代以来上升趋势明显,土壤蒸散发加大。20世纪90年代土壤含水量最少,水分亏缺最为严重,春旱、初夏旱、伏旱出现几率最多。根据46 a来干旱气候变化特点及其对主要粮食作物生长的影响,引进影响系数,对主要夏、秋粮作物种植风险程度进行评估,并运用线性风险决策模式, 提出适应干旱气候特点的当地主要粮食作物种植比例调整方案。     

云南地区季降水量和气温的潜在可预报性分析

利用云南地区42年气候资料,使用低频白噪声延伸法和方差分析方法,估计了该地区季节降水量和季节气温的气候噪声方差和潜在可预报性。分析结果表明：（1）云南季降水量的气候噪声方差随着季节降水量的增加而增加,空间上主要是由南往北减小,夏季降水量的气候噪声方差显著大于其他季节,季气温的气候噪声方差则随着季节气温的减小而增加,空间上春、冬季由东往西减小而夏、秋季由南往北增加;冬季气温的气候噪声方差显著大于其他季节;（2）云南季降水量和季气温的潜在可预报性同样具有显著的季节变化和空间变化,云南春季的降水量和气温的潜在可预报性均显著大于其他季节,夏季降水量和气温的潜在可预报性均较其他三个季节小;春、秋季降水量潜在可预报性西部大于东部,夏季北部大于南部,冬季则是南部大于北部,云南季气温除夏季外均是西部大于东部。（3）季风和冷空气活动可能对云南地区的季降水量和气温的潜在可预报性有重要影响。     

基于SPEI的近百年天津地区气象干旱时空演变特征

基于1921—2016年天津地区降水、气温观测数据,对全球降水气候中心降水(GPCC-P)、东英吉利大学气候研究中心气温(CRU-T)进行适用性评估后发现GPCC-P和CRU-T均能较好地反映天津地区降水和气温的变化。在此基础上,进一步利用GPCC-P、CRU-T计算的标准化降水蒸散指数(SPEI)分析天津地区近百年干旱时空演变特征并判断其未来变化趋势。结果表明:(1)天津干旱主要发生于1940年代初期、1990年代末和2000年代初期,四季均以轻旱和中旱为主,干旱高频季节由秋、冬季逐渐转为春、夏季。(2)天津全区SPEI气候趋势在6个时期除秋季整体呈"升、降、升"分布特征外,春、夏、冬季均表现为"升、降"的分布特征,且夏季下降趋势最为显著,1961—2010年宁河每10 a下降0.30。(3)1921—1970、1931—1980、1941—1990年天津春、冬季湿润化趋势由降水主导,而夏、秋季则由气温和降水协同影响;1951—2000、1961—2010、1971—2016年春季干旱趋势主要受气温影响,夏、冬季则为气温和降水协同影响,随着全球变暖,气温升高对干旱的影响逐渐增强。(4)1921—2016年天津地区四季SPEI与PDO呈负相关关系,春、夏季相关性从西北向东南递减,而秋、冬季相关性则由东南向西北递减。(5)未来夏季天津全区、冬季天津西南部呈干旱化趋势,春季干旱化趋势、秋季湿润化趋势不明显。