树木年轮与气候的关系及应用基础研究

利用年轮与气候资料,依据森林气候学、数理统计学等原理,通过干基年轮和解析木测定因子与气候要素的相关统计和模拟分析,研究了树木气候分析的方法、模型、理论和应用基础;研究了树干基部年轮、解析木的高、径和材积生长量与气候要素的相关性、规律以及气候影响树木生长程度的判断指标。     

我区为何最近二年连续发生森林特大火灾

我区为何最近二年连续发生森林特大火灾王长根（内蒙古农牧业气象中心）１９９４年４月１６日震惊全国的红花尔基樟子松林特大火灾，使１２３５１公顷的樟子松遭到了毁灭性破坏，烧掉了这片樟子松森林总量的１．４％，仅这一项经济损失就达５００万元之多。１９９５年５月...     

树木年轮的类型特征及其气候反应规律的研究

利用年轮与气候资料,依据树木气候学、树木生理生态学、森林气象学等原理,通过解析木及干基年轮与各种气候要素的相关统计和模拟分析等方法,揭示了树木年轮类型特征及其气候反应和形成规律;研究了年轮序列以及树木的高、径、材积等生长量序列的年际差异和主要的气候影响因素,给出两个生长阶段。     

HUBEX试验期间不同地面的能量收支研究

利用淮河流域能量和水循环试验(HUBEX)的外场观测资料,对不同天气条件下(雨期、干期,有云、无云)、不同下垫面下(水体、稻田、旱田、森林)的能量收支进行了研究.结果表明:(1)对于能量收支日变化,水面和稻田基本为单峰结构,而旱田和森林则为两峰或多峰结构,这可能与地表粗糙度有关;(2)从水面到稻田、旱田、森林,其感热通量的日平均值是从小到大,而潜热通量则相反,这可能反映了下垫面含水量和地表粗糙度的差异所造成的感热通量和潜热通量的差异;(3)不同天气状况其能量收支各有其特点.     

喀斯特地貌森林不同小生境的小气候特征研究

本文对喀斯特地貌森林中不同小生境的太阳辐射、温度、湿度等进行了多次的观测和研究，得出喀斯特地貌森林中的土面、石面、石沟、石缝等因所处的环境不同，它们的生态小气候差异明显；土面、石沟的生态气候条件好，好、热、湿变化缓好，有利于林木生长，石面、石缝的辐射、温度变化剧烈，不利于林木的生长。     

2008年7—9月中国北方不同下垫面晴空陆面过程特征差异

采用2008年7—9月观测的中国干旱/半干旱区实验观测协同与集成研究资料,选取了9个下垫面(包括裸地、草地、森林和农田),分析了中国北方不同下垫面以及不同地区同类下垫面的晴空陆面辐射平衡和热量平衡日变化特征差异。结果表明,不同下垫面以及不同地区同类下垫面的地表辐射和能量过程特征差异明显,而这种差异主要源于下垫面的光学特性、水热特性以及局地陆-气系统中可利用水分的不同。在辐射平衡的比较方面,荒漠沙地发射的长波辐射最大,高寒森林的长波辐射最低,农田下垫面发射的长波辐射总体低于草地;荒漠沙地、草地、农田和高寒森林的反射率依次减弱;荒漠沙地、草地、农田、森林下垫面的净辐射依次增大。在能量平衡方面,荒漠区沙地可利用能量大部分(约80%)用于加热大气,约20%消耗于蒸发和加热土壤;草地下垫面可利用能量中用于加热大气的能量比蒸发水分消耗的能量高,但高寒草甸例外;农田下垫面可利用能量的大部分消耗于蒸发,消耗于加热大气的能量不到20%。水含量越高,潜热通量越大,能量闭合率越低,能量过程也更复杂。     

阿勒泰地区两种树轮宽度年表气候响应特征

阿尔泰山是树轮气候研究的理想区域,但此前关于阿尔泰山不同海拔高度西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉树轮宽度气候响应差异的对比研究较少。本文利用阿尔泰山上树线西伯利亚落叶松以及森林中下部西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松树轮宽度资料,在建立宽度年表的基础上,分析阿尔泰山南坡不同海拔高度不同树种对气候响应的差异。研究结果表明：①上树线与森林中下部区域树轮宽度生长的气候限制因子不同,上树线落叶松树轮宽度生长的气候限制因子为6月平均温度,森林中下部云杉树轮生长的气候限制因子为年度（上年7月到当年6月）或春季（4-6月）降水量。②森林中下部云杉树轮宽度生长对降水的响应要优于落叶松。③上树线西伯利亚落叶松树轮宽度均与当年6月平均温度显著正相关（P<0.001）,森林中下部西伯利亚落叶松的气候限制因子不明显。     

阿尔泰山区两种树轮宽度年表气候响应特征

阿尔泰山是树轮气候研究的理想区域,但此前关于阿尔泰山不同海拔高度西伯利亚落叶松和西伯利亚云杉树轮宽度气候响应差异的对比研究较少。本文利用阿尔泰山上树线西伯利亚落叶松以及森林中下部西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松树轮宽度资料,在建立宽度年表的基础上,分析阿尔泰山南坡不同海拔高度不同树种对气候响应的差异。研究结果表明:1上树线与森林中下部区域树轮宽度生长的气候限制因子不同,上树线落叶松树轮宽度生长的气候限制因子为6月平均温度,森林中下部云杉树轮生长的气候限制因子为年度(上年7月到当年6月)或春季(4—6月)降水量。2森林中下部云杉树轮宽度生长对降水的响应要优于落叶松。3上树线西伯利亚落叶松树轮宽度均与当年6月平均温度显著正相关(P0.001),森林中下部西伯利亚落叶松的气候限制因子不明显。     

天山北坡雪岭云杉树轮宽度年表梯度特征分析

在天山北坡不同区域间隔海拔高度100 m左右采集5个树轮梯度年表,分析树木径向生长沿海拔高度变化的规律。结果发现:在树轮年表特征中,平均轮宽、树龄和敏感度等存在海拔梯度变化,平均轮宽和敏感度随海拔升高而降低,而平均树龄则与海拔高度呈正相关。高海拔采样点在同一区域和不同区域间一致性最好,低海拔采样点次之,而森林中部最差,东部和中部低海拔区域采样点的一致性要好于西部,坡向、坡度等小生境的差异也是影响树轮生长垂直变化规律的重要因素。存在同时影响不同海拔高度树轮生长的环境要素,西部和中部高海拔树木对该要素的响应更显著,在更为干旱的天山北坡中部和东部,对树木径向生长的影响较大的环境因子要多于西部伊犁地区。     

PMF和PCA/APCS模型对南京北郊大气VOCs源解析对比研究

利用PMF模型和PCA/APCS模型对南京北郊大气VOCs进行定性和定量的源解析,并对比了两种模型的结果。结果表明：PMF模型对不同VOCs种类的模拟效果差别较大,而PCA/APCS对不同VOCs种类的模拟效果相近;PMF模型解析的源个数多于PCA/APCS模型,两种模型结果的源性质方面存在很大相似性,但PCA/APCS模型未能区分汽油挥发和汽车尾气源;两种模型源解析出的植物排放源、工业生产源的贡献率较接近,而其他源的贡献率存在差异,PCA/APCS模型解析的溶剂使用源的贡献率高于PMF模型结果,PMF模型解析出的汽油挥发+汽车尾气源的贡献率高于PCA/APCS模型结果。     

基于森林资源清查的江西省森林贮碳功能研究

利用江西省1999--2003年森林资源二类清查资料,结合大岗山森林生态站的实测数据以及已公布的调查资料,运用材积源生物量法对江西省森林的碳储量和碳密度进行了估算和评价。结果表明,江西省不同类型森林乔木层碳密度,由大到小依次为硬阔林、针阔混交林、毛竹林、国外松林、杉木林、软阔林、灌木林、马尾松林和经济林,且碳密度随着林龄的增大而增大,随人口密度的增大而减小。森林碳密度土壤层最大,植被层次之,枯落物层最小。不同森林类型乔木层碳储量,由大到小依次为杉木林、硬阔林、马尾松林、毛竹林、灌木林、国外松林、经济林、针阔混交林、软阔林。从森林类型分布看,除杉木和国外松林外,其他森林类型天然林乔木层碳储量远大于人工林;从地理分布看,除南昌、萍乡、新余三市外,其余各市均是天然林乔木层碳储量远大于人工林。不同年龄森林乔木层碳储量,由大到小依次为中龄林、幼龄林、近熟林、成熟林、过熟林。不同森林碳储量由大到小依次为杉木林、马尾松林、硬阔林、灌木林、经济林、毛竹林、针阔混交林、国外松林和软阔林,南部和中西部要高于中东部和北部。江西省森林总碳储量为1．5Gt,占全国森林总碳储量的5．33％。     

森林火灾的 CINRAD/SA 雷达监测

对 2007 年浙江省南部地区 10 次距离雷达站 5～100 km、不同规模的森林火灾进行分析,发现温州新一代多普勒天气雷达 CINRAD/SA 能对森林火灾进行监测.雷达分析发现,火灾引起的回波具有水平尺度小、回波顶高度低、回波强度强等和地物回波相类似的特征,径向速度图上一般有辐散速度对的出现,并具有不同于气象回波的特征.受地理位置和天气系统等影响,发生在大陆山区的森林火灾其回波特征较海岛和沿海山区的森林火灾更为显著.本文还对应用雷达监测森林火灾的前景和局限性进行了分析.雷达回波可以识别、监测不同规模森林火灾的发生和演变,为森林火灾的监测提供了崭新的手段,也为多普勒天气雷达的应用拓展新的领域.     

随机森林模型判定热带气旋变性完成时间

气旋相空间作为一种判定变性热带气旋的客观方法得到了广泛应用,但采用不同分辨率的再分析资料计算的相空间参数值会有所不同,若采用固定的参数阈值将给判定变性时间带来误差。本文将热带气旋地理位置、中心气压和相空间参数组成因子向量,采用随机森林方法对1979—2016年间西北太平洋变性热带气旋变性完成时间进行判定。判定结果表明:随机森林在训练集中区分气旋为热带气旋或温带气旋的平均误判率为2.75%,判定变性完成时间和观测完成时间差异在6h以内的百分比为71.8%,测试集中差异6h内百分比为65.9%,差异在12h内百分比超过80%;因子重要性分析表明,纬度值对判定准确度的贡献最大;当变性完成时刻海平面气压较低时随机森林判定的变性完成时间滞后于观测时间,当海平面气压较高、低层冷暖平流较强时随机森林判定的变性完成时间超前于观测时间;在随机森林实例应用中,登陆型热带气旋"莫拉克"和疑难路径"狮子山"的判定结果和观测变性时间一致。     

大兴安岭气候干湿变化及对森林火灾的影响

明确气候变化背景下大兴安岭林区气候干湿状况特征,揭示其对森林火灾的影响,可为该区域森林火灾管理和森林资源保护提供科学依据。基于大兴安岭林区1974—2016年标准化降水指数（SPI）,采用统计分析和对比分析方法,系统研究不同干湿情景对森林火灾发生次数及过火面积的影响,并讨论不同等级干旱对其影响的异同性。结果表明:1974—2016年,年、季尺度上大兴安岭林区气候均呈湿润化趋势。森林火灾发生次数多（少）和过火面积大（小）与气候的干湿状况（等级）基本一致,但森林火灾的发生次数与气候干湿状况相关更为密切。年尺度上,SPI与火灾次数呈负相关,与过火面积的自然对数则呈较弱的负相关;季尺度上,各季节SPI与对应的林火次数和过火面积自然对数均呈显著的负相关,但与过火面积的相关程度差异较大,以春季相关最为显著,秋季次之,夏季则相对较弱;不同季节SPI与年林火次数和过火面积自然对数呈负相关,前一年冬季SPI对当年火灾次数的贡献最大。可见,气候干湿状况对森林火灾的影响存在明显的滞后效应。SPI不仅能较好地反映区域气候的干湿状况,亦能较好地指示森林火灾发生的可能性及发生火灾的过火面积的相对变化情况,可为森林火灾预测和管理提供科学依据。     

湖南省不同作业期人工增雨的需求探析

利用湖南省主要农作物、森林火灾和洞庭湖遥感监测等资料,采用统计分析方法,从农业抗旱、森林火险和生态保护方面,探讨湖南省人工增雨不同作业期的需求。结果表明,针对农业抗旱开展的人工增雨主要作业期因作物发育期不同而有差异,作业区域因作物布局不同也有区别,水稻主作业期为7—10月,根据干旱情况可覆盖全省;油菜主作业期为10月中下旬—次年3月,区域为湘中以北和衡阳地区;棉花主作业期为6月中旬—8月,区域为洞庭湖区和衡阳地区。林业人工增雨主作业期为8月、10月—次年4月,主要作业区在邵阳、郴州、永州、怀化等四个森林火灾高发市州。洞庭湖湿地生态保护人工增雨主要作业期在枯水期11月—次年4月。     

太行山地区典型森林类型空气细菌含量变化研究

为了解太行山森林景区空气细菌含量及其分布变化特点,选择该地区的4种典型森林群落,通过自然沉降法对空气细菌含量进行测定,研究了不同森林类型及不同海拔高度下各个森林类型中空气细菌含量及与影响其含量的因素之间(空气负离子、PM_(2.5)及PM_(10)等指标)的相互关系。试验结果表明:1)太行山4种森林空气细菌含量属清洁级,不同森林之间空气细菌含量差异显著:栓皮栎林空气细菌含量混交林的侧柏林的刺槐林的,乔木林的灌木林的草本群落的,植被地的裸露地的。2)空气细菌含量与海拔高度呈负相关关系,随海拔高度的增加而减少,细菌含量总体分布表现为山顶的山腰的山脚的。3)同一采样点上,空气细菌含量近地面处含量最大,与采样垂直高度呈负相关关系,具体表现为150 cm的60 cm的20 cm的,采样位置离地面越高,细菌含量越少。4)空气细菌含量与空气负离子数负相关,与PM_(2.5)、PM_(10)含量正相关。空气细菌含量随着PM_(2.5)、PM_(10)含量增大而升高,随负离子浓度的增加而减少。     

随机森林回归法在冬季路面温度预报中的应用

基于宁宿徐高速公路三个交通气象站2015—2018年冬季逐10 min实时观测资料,使用随机森林回归模型预报这三个站的未来1h冬季路面温度,分析了该模型在冬季路面温度预报中的可行性和适用性.研究结果表明:随机森林回归法可以被用来预报高速公路冬季路面温度,不同类型的交通气象站点的特征输入方案和参数调试标准存在差异;与简单...     

井冈山森林火险等级划分及预报模型构建

森林火灾严重威胁生态安全和国民经济,由于不同林地的气候以及可燃物存在差异,森林火险具有明显的区域性特征。因此,在考虑气象因子的基础上,将可燃物含水率引入小区域的森林火险指数的计算,对建立更精确的小区域森林火险等级标准和预报模型具有重要意义。本研究系统地分析了2013—2016年井冈山地区森林可燃物含水率与气象因子的分布频率及因子间的相互关系。通过主成分分析方法对所有因子进行降维处理,获得火险因子得分方程,并计算出2013—2016年井冈山地区逐日森林火险指数,进而构建火险等级划分和森林火险等级预报模型。结果表明:井冈山森林火险等级划分为5类,分别为低(火险值≤0.024)、较低(0.024火险值≤0.067)、高(0.067火险值≤0.167)、较高(0.167火险值≤0.232)、极高(火险值0.232)。基于BP神经网络模型构建了井冈山森林火险等级预报模型,预测精度可达96.4%。并利用2013—2017年卫星监测到的井冈山地区热源点数据对模型进行检验,预报准确率高达92.3%,表明该火险等级标准和预报模型能够满足井冈山地区日常防火业务需求。     

连云港市森林火灾发生特点及火险预报方法的研究

通过对连云港市１９８７－１９９３年大小和程度不同的１１１次森林火灾查找原因并进行天气分析,指出原全国森林火险天气等级方法的不合理部分,并加以改进,增加了实效雨量、积雪深度等因素,推导出比较符合实际的森林火险天气等级预报方法。通过１９９４－１９９６年的４５次森林火灾验证,准确率提高达９％。     

天山中段雪岭云杉林浅层地温特征分析

森林地温与树木生长密切相关,对地温的研究有利于利用森林气象资料做好森林气象服务工作。本文利用新疆天山雪岭云杉林2009年的地温数据,分析不同深度地温的日变化、季节变化及年变化规律。结果表明:20 cm以上各层地温日变化均呈正弦曲线,近地表变化趋势明显,随着深度的增加,其变幅急剧减小;40 cm地温始终高于10 cm和20 cm地温;不同深度地温日变化的相位存在明显差异。夏季地温呈现随深度增加地温降低的垂直变化特征;冬季不同深度的地温呈现随深度增加地温升高的垂直变化特征。3月中旬至8月中旬,近地层的地温高于深层,而在8月中旬至翌年3月中旬,深层地温高于表层。