中国气候变化区划（1961-2010年）

气候条件是人类生存与发展的重要基础,亦是经济与社会可持续发展的重要影响因素.应对气候变化已成为世界各国政要、科学家、政府和公众高度关注的全球性问题.现行的中国气候区划均是以不同气候要素指标的多年均值为基础的,旨在表征气候状态的区域差异.然而在气候变化速率不断加快的今天,已有的气候区划并不能表达气候变化的区域差异,也不能反映由气候变化所带来的灾害与环境风险.本文利用1961-2010年气温和降水量的变化趋势值、波动特征值定量识别气候变化,结合中国地形特点,以县级行政区划为单元,完成了中国气候变化区划（1961-2010年）.一级区划根据气温和降水量的变化趋势将中国气候变化（1961-2010年）划分为5个变化趋势带,即东北-华北暖干趋势带、华东-华中湿暖趋势带、西南-华南干暖趋势带、藏东南-西南湿暖趋势带以及西北-青藏高原暖湿趋势带;二级区划根据气温和降水量的波动特征,在一级区划基础上划分为14个波动特征区.     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系

以博斯腾湖流域为研究区,基于2001-2016年时间序列的MODIS NDVI数据分析了研究区植被的时空变化趋势,并结合流域气象站点的气温、降水、日照时数和相对湿度数据分析了植被生长季累积NDVI和16天NDVI与气候因子之间的响应特征.结果表明:(1)流域植被覆盖变化呈改善趋势,生长季累积NDVI年变化率为0.014 a-1,16天NDVI变化率均为正值,植被改善趋势显著区域主要分布在高山草原湿地和农业灌溉区边缘的新增农田.(2)植被生长季累积NDVI主要受降水和相对湿度影响,植被总体生产力与水分条件关系最密切,生长季逐16天NDVI与同期气温和日照时数在植被生长初期和末期关系显著,而与降水没有显著的相关性,说明植被短期瞬时长势对热量条件更为敏感.(3)在植被生长不同阶段对气候变化具有不同的滞后效应,其中植被生长初期和末期对气温有0.5~1个月的滞后,生长盛期对降水有0.5~3个月的滞后、日照时数有1.5~2.5个月的滞后、相对湿度有0.5~2.5个月的滞后,揭示了植被不同生长阶段水热条件对其生长韵律的控制差异.     

鹤庆深钻孢粉记录揭示的2.78 Ma以来的植被演替与气候变迁

对云南鹤庆盆地737.72 m长的湖泊沉积岩芯进行高分辨率的孢粉研究表明, 2.780 Ma以来鹤庆盆地周围山地的古植被与古气候经历了6次大的变化, 即2.780~2.729 Ma BP, 研究区周围山地主要被松林所占据, 垂直植被带结构简单, 反映气候相对温暖干旱; 2.729~2.608 Ma BP, 寒温针叶林和铁杉林面积增加较多, 已存在结构清楚的垂直带谱, 但根据孢粉组合中生长在低海拔的热带、亚热带成分含量也普遍增加可以推测此期寒温针叶林和铁杉林面积增加主要是由于山体强烈抬升为它们的母体植物提供了向上扩张的空间和生长条件的结果, 相对应的盆地周围较低海拔区气候相对温暖湿润; 2.608~1.553 Ma BP, 研究区周围山地大部分被松林所占据, 寒温针叶林林带上升, 反映气候整体偏暖干; 1.553~0.876 Ma BP, 研究区周围山地的垂直植被带增多, 并且植被带上下迁移的幅度变大, 反映气候变化幅度增加、气候组合特征更加复杂且大部分时期偏冷; 0.876~0.252 Ma BP, 研究区周围山地已存在现今所具有的所有植被带, 各植被带的组成成分较前期更丰富且复杂, 它们在不同时期此消彼长, 互相更替, 而且其上下迁移的幅度是整个剖面中最大的, 反映气候变化的幅度更大但频率降低、气候的组合特征更加复杂; 0.252 Ma BP至今, 研究区周围山地的大部分时期是松林和半湿润常绿阔叶林的扩张期, 其他植被带扩张的时期很短, 反映气候冷暖波动的幅度减小. 在此6次大的古植被与古气候变化背景下, 还存在多次次一级的植被演替与气候波动. 在此基础上, 进一步探讨了鹤庆盆地植被演替与气候变化的驱动机制, 初步认为其主要影响因素是轨道参数等外部因素, 但在2次山地垂直植被带明显增加和3次大的气候转型时, 青藏高原隆升对鹤庆地区的环境变化起了非常重要的作用.     

新地震区划图潜在震源区划分的主要技术特色

简要介绍了新地震区划图潜在震源区划分方案的形成过程,重点分析了潜在震源区三级划分、东西部地区潜在震源区划分技术途径的差异、不同级别活动块体边界带对高震级潜在震源区划分的控制作用、发震构造模型及其在潜在震源区划分中的应用等主要技术特色.共划分出29个地震带、77个地震构造区和1199个潜在震源区.与中国地震动参数区划图(2001)中综合方案相比,东西部地区潜在震源区的个数都有较大的增加,其中东部地区体现在震级上限6.0、6.5和7.0级的中强潜在震源区个数的明显增加,与划分工作中加强了该地区中强地震发震构造的判识研究相关;而西部地区体现在震级上限7.5和8.0级的高震级潜在震源区个数的大幅度增加,与划分工作中注重了活动块体边界带高震级潜在震源区划分,以及强调应用发震构造模型指导潜在震源区划分的技术特色相协调.     

中国当代土地利用对区域气候影响的数值模拟

使用RegCM3区域气候模式，嵌套欧洲数值预报中心(ECMWF)ERA40再分析资料，分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下各15年时间长度（1987-2001）的积分试验，以研究我国土地利用状况对气候的影响。通过两个试验结果的对比，研究了我国土地利用状况对气候的影响。分析主要集中于气温、降水等的变化上，并对结果进行了统计显著性检验。结果表明，当代土地利用/植被覆盖变化加强了中国地区冬、夏季的季风环流，同时改变了地表能量平衡状况，从而对各气候要素产生重要影响。冬季，植被改变引起长江以南降水减少、气温降低，长江以北降水增加。夏季，植被改变显著影响了南方地区的气候，使得这里降水增多，黄淮、江淮气温降低，华南气温上升；同时引起中国北方降水减少，气温在西北部分植被退化地区升高。植被变化对日最低、最高气温的影响更大。总体来说，土地利用引起了年平均降水在南方增加、北方减少，年平均气温在南方显著降低。     

赛里木湖孢粉记录的亚洲内陆西风区全新世植被与气候变化

通过对西风区新疆赛里木湖沉积岩芯的精确定年和孢粉、炭屑分析,重建了该地区全新世以来的植被和气候环境演化历史.结果表明,~9.6cal.kaBP前的早全新世,研究区以荒漠植被为主,A/C比值和第一主成分样品得分所指示的有效湿度明显偏低,第二主成分样品得分所指示的气温回升,气候干旱.9.6~5.5cal.kaBP的中全新世湖区为典型的荒漠草原/草原植被,区域有效湿度明显增加,气温较高,为温暖时期.其中6.5~5.5cal.kaBP期间,研究区植被由荒漠草原/草原迅速转变为荒漠,有效湿度明显降低,同时温度升至最高,可能是一次千年尺度的高温干旱事件.5.5cal.kaBP以来的中-晚全新世,研究区呈现出典型的草原/草甸景观,有效湿度相对较高,温度大幅降低,气候温凉湿润,相对较为适宜.赛里木湖孢粉、炭屑记录的温度和湿度变化与区域其他湖泊记录对比的一致性表明,太阳辐射是造成区域温度变化的主要驱动因素,同时温度变化影响了区域的有效湿度变化.该地区早全新世气候干旱,中-晚全新世气候相对湿润的气候环境演化特征与季风影响区有着明显的差异.早全新世干旱是中纬度西风减弱和上风向蒸发减少的环流背景下局地温度高蒸发强烈的结果.     

基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用

本文采用中国地区基于卫星观测的植被光合有效辐射资料(FPAR)和月平均气候数据(1982-2000年)来分析中国区域陆面植被与气温、降水的反馈作用.通过计算和分析超前滞后相关系数和反馈系数发现:春、夏季FPAR超前气温一个月相关系数在全国大部分地区为负值,反映出植被生长旺盛,可以降低局地气温.春、秋两季气温与FPAR的同期相关系数较大.夏季降水超前FPAR一个月的正相关性反映出夏季降水对于植被生长存在促进作用.在中国长江流域以南区域,植被对于气温的反馈系数为一致正值,可达0.5 ℃(0.1FPAR)^-1;在30°N以北区域显示出一致的负反馈,可达-0.42 ℃(0.1FPAR)^-1.FPAR对降水全年反馈系数全国区域平均可达-2.12 cm month^-1(0.1FPAR)^-1.不同植被类型、不同季节的植被反馈效应也存在差异.植被反馈系数可以用来验证动态植被模式计算的植被大气反馈作用.     

廊固凹陷冶炼厂孔孢粉组合及其地层意义

冶炼厂LFK1孔位于河西务断裂上盘,孔深249m,自下而上依次为更新统中部杨柳青组、更新统上部欧庄组及全新统等.对LFK1的孢粉资料进行详细分析,自下而上划分出六个孢粉组合带,反映廊固凹陷地区植被演替及相应的气候演变,并结合测年和钻井资料,确定孢粉带Ⅰ为中更新世,孢粉带Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ为上更新世,孢粉带Ⅵ为全新世.     

雁荡山湖泊沉积物记录的中国东部季风区小冰期以来气候干湿变化

中国东部季风区过去千年降水变化特征已有大量研究并取得重要进展,但多数研究集中在中国北方和中部地区,南方地区重建记录相对较少.本文对浙江雁荡山雁湖沉积物的总有机碳、色度和粒度等多指标进行分析,重点探讨小冰期以来研究区域的降水变化,结果显示:1)1400-1600 AD,湖区集水发育,研究区气候偏湿润;2)1600-1650 AD,降水量减少,气候偏干旱;3)1650-1750 AD,气候偏湿润;4)1750-2000 AD,研究区气候处于干旱状态,其中1500-1650 AD期间的干湿变化与历史文献记录的雁湖水位有良好的对应关系.在年代误差范围内,雁湖沉积物与浙江天目山泥炭、福建仙山泥炭以及湖光岩玛珥湖沉积物等记录的干湿变化同步,指示了小冰期期间中国东南地区气候波动的一致性.另外,中国东部南、北地区古气候记录反映的降水变化趋势相反,表明在百年时间尺度上,中国东部南北地区降水存在着"南涝北旱"和"北涝南旱"的空间特征.通过与太平洋年代际振荡(PDO)的对比,显示PDO对中国东部地区小冰期期间出现的南-北"偶极型"空间降水特征可能具有重要影响.     

湖南省抗倒塌地震区划图预编试验的潜在震源区划分原则.

基于“地震区划概率水准确定与地震区划图预编试验研究”的成果,本文广泛收集了湖南省境内核电工程的安全性评价报告等有关资料,从地震活动性、地震构造、地球物理场及地震地质野外考察等室内、外分析工作的层面上,得出了湖南地区潜在震源区划分的原则和依据,并对7种划分的方案进行了对比,最后提出了湖南省抗倒塌地震区划预编原则.这一结果对相类似的中国大陆东部地区地震区划工作具有一定的指导意义.     

青藏高原自然地域系统研究

青藏高原是一独特的自然地域单元。受大气环流和高原地势格局的制约,形成了高原温度、水份状况地域组合的不同,呈现从东南温暖湿润向西北寒冷干旱的变化。高原自然地域系统的划分遵循生物气候原则,即地带性原则,按照温度条件、水份状况和地形差异依次加以划分。以日均温≥10℃的日数作为主要指标、最暖月均温为辅助指标,划分出高原亚寒带和高原温带两个温度带;以年干燥度为主要指标、年降水量为辅助指标,区分出湿润、半湿润、半干旱和干早等不同水份状况的地域类型。青藏高原自然地域系统的修订方案为:2个温度带、10个自然地带、28个自然区。     

全新世初期气候的数值模拟研究

本文尝试用一个完全耦合的大气-海洋-植被模式(Atmosphere-Ocean-Vegetation General Circulation Model, AOVGCM)模拟全新世初期的地球气候.模拟结果表明，耦合模式成功地再现了全新世初期复杂气候条件下的基本特征，为研究这一时期的气候状况提供了重要的模型支持.就全球平均而言，11ka BP冬季地表气温比现代约低1.6 K,夏季比现代低约0.3 K；大气温度从低层到高层有不同的表现，高层反映了太阳辐射的重要作用，而低层气候对下垫面（如冰川、植被和海洋等）的影响比较敏感.从区域分布来看，11 ka BP冬季大部地区比现在偏干，但热带太平洋和南半球少部地区降水偏多；夏季大部地区比现在偏湿，亚洲和非洲季风偏强，主要的季风区降水偏多.     

地球关键带分类方法与中国案例研究

地球关键带是地球表层系统自然综合体,存在着区域均一性与差异性.国内外学者已围绕不同类型的地球关键带开展了一系列研究,但迄今为止没有构建一个系统的分类体系或进行区域划分,因此不能综合反映其区域特征.为了适应科学研究与自然资源规划的需要,在梳理地球关键带构成及其形成与演化主导影响因素的基础上,采用气候、成土母质、土壤类型、地下水深度、地貌类型与土地利用要素构建了地球关键带三级分类方案.在遵循地带性与非地带性相结合、地理要素量变与质变相结合的原则下,使用叠置法对主要构成要素的高级分类进行叠加和综合,并以中国为案例进行了地球关键带区划和制图.基于制图综合,将中国划分为44个一级单元、100个二级单元与1448个三级单元.对比分析了三级分类中典型单元的空间分异特征与形成原因,并分析了典型地球关键带的特征与中国现有观测站及其类型.通过对比国内相关区划工作,讨论了地球关键带分类与区划的应用价值与相关问题.通过分析国内外近十年的地球关键带研究进展,指出构建地球关键带演化过程与生态系统服务功能统一的理论框架是该新兴领域的重要任务之一.该研究提出的地表综合体分类方案能够综合体现地球关键带的区域差异及其驱动因子格局,为地表自然资源综合管理提供科学依据,可望对国内外相关研究提供参考和借鉴.     

中国草本沼泽植被地上生物量及其空间分布格局

草本沼泽是沼泽湿地生态系统中分布最广的沼泽类型,具有涵养水源、调节气候、储碳固碳、提供珍稀物种栖息地等重要生态功能.草本沼泽的固碳功能在减缓气候变暖,维持区域环境稳定性等方面发挥着关键作用.植被生物量是反映湿地固碳能力的重要指标,明确沼泽湿地植被生物量可为估算沼泽湿地碳储量及固碳能力提供科学基础.文章利用全国草本沼泽植被地上生物量实地调查数据,结合中国沼泽湿地分布数据集,首次从全国尺度对中国草本沼泽植被地上生物量及其空间分布格局进行了研究.结果表明:中国草本沼泽总面积为9.7×10~4km~2,草本沼泽植被地上生物量平均密度为(227.5±23.0)g C m~(-2)(95%置信区间,下同),总地上生物量为(22.2±2.2)Tg C(1Tg=10~(12)g).中国草本沼泽植被地上生物量密度总体表现东北和青藏高原地区低、华北中部和滨海地区高的特点.在中国不同沼泽分布区,草本沼泽植被地上生物量平均密度从小到大依次为:温带湿润半湿润沼泽区((182.3±49.3)g C m~(-2))青藏高原沼泽区((243.9±26.6)g C m~(-2))温带干旱半干旱沼泽区((300.5±73.2)g C m~(-2))亚热带湿润沼泽区((348.4±59.0)g C m~(-2))滨海沼泽区((675.4±73.8)g C m~(-2)).由于草本沼泽面积的不同,不同沼泽分布区草本沼泽植被总地上生物量在温带湿润半湿润沼泽区最大((9.6±2.6)Tg C),而在滨海沼泽区最小((1.1±0.1)Tg C).中国草本沼泽植被地上生物量空间分布具有明显的非地带性特征,但在部分地区也呈现出一定的地带性规律,青藏高原草本沼泽植被地上生物量总体随海拔的升高而降低,温带湿润半湿润区和温带干旱半干旱区草本沼泽植被地上生物量随干旱程度的增加先降低后趋于平缓,温带湿润半湿润区草本沼泽植被地上生物量在年均温度越高的地区相对越大.研究结果可为精准评估沼泽湿地对气候的调节作用提供科学依据,为湿地生态系统适应性管理提供决策支持.     

内蒙古北山地区地球物理场特征与构造分区及深部结构研究

内蒙古北山地区构造分区和深部结构历来为众多地质学家所关注,本研究从地球物理入手,采用有效的技术方法对区域重磁资料进行了处理分析,根据数据处理后的解释结果,将研究区划分为哈萨克斯坦板块东缘构造区和塔里木板块北缘两大Ⅰ级构造区以及6大Ⅱ级构造小区.推断划分北西向深大断裂构造带5条和北东向断裂构造7条.初步判断、圈定出多处磁性块体,并划分出基性岩体、中酸性岩体的分布若干处.结合重磁、地震和地质资料,对深部构造、莫氏界面和基底起伏进行了分析研究.研究结果深化了区域地质和深部构造认识,对研究区内成矿规律研究和矿产资源勘查具有一定的指示意义.     

地震带划分方案对地震活动性参数的影响

根据四川及邻区的地震构造背景、地震活动特征等,相对于《中国地震动参数区划图(2001)》采用的大尺度地震带划分方案("大带方案"),在较小尺度上划分出了川滇块体地震带、甘南川北地震带、四川盆地地震带("小带方案").采用相同的原则和方法,分别统计得出了"大带方案"、"小带方案"的地震活动性参数.对比分析表明,在同一地区,不同的地震带划分方案将得到代表不同地震活动水平的地震活动性参数.大尺度地震带划分方案很可能低估高震级档地震的年发生率.采用小尺度的地震带划分方案,可以更加真实地反映区域的地震活动的水平,较好体现控制建筑物抗倒塌的地震作用的水平,有利于编制更为真实、安全的抗倒塌区划图.     

麻阳河保护区的黑色精灵--黑叶猴

麻阳河国家级自然保护区位于贵州省北部的沿河、务川两县境内,总面积31113公顷。地处乌江上游,武陵山脉抬升造就了保护区所在地区的高山峡谷地貌。山顶为缓坡,缓坡包含有丰富的土壤和植被,山顶缓坡成为当地村民的住所和紧挨在房前屋后的耕地。峡谷中段为地形抬升形成的悬崖峭壁和石块崩塌形成的岩洞,峡谷的谷底是河流。     

川滇地区地震活动统计单元的新划分

为了地震预测研究的需要,基于区域地震构造的新认识与新资料,在川滇地区重新划分出19个地震区(带).这些地震区(带)的实际意义是可作为地震活动性的地理统计单元.每一地震区(带)的划分除了与具体的、相对独立的活动构造单元相联系外,还考虑了历史及现今强地震的空间分布、现今弱震分布等因素.文中描述了各个地震区(带)的活动构造与历史强震活动背景,以及主要断裂的活动习性.基于这种新的地震区(带)划分方案,对其中两个区(带)在2001年青海昆仑山和1970年云南通海两次大地震前的地震活动进行统计分析,结果表明:依据这种与相对独立活动构造单元紧密关联的地震区(带)的划分方案可获得良好的地震活动前兆信息.     

新丰江库区上地壳三维细结构层析成像

在新丰江库区布设一个范围约50 km×40 km、由50个地震临时台站组成的观测台阵,接收来自不同方位的人工震源产生的莫霍界面反射波;台阵中的20个台站和5个区域固定台还对2009年3月至2010年5月发生在库区的地方震进行了观测.本文联合利用人工地震莫霍面反射波走时和天然地震直达波走时,采用连续模型反演技术重建了库区上地壳P波、S波慢度扰动和V_p/V_s扰动分布图像.研究结果表明:新丰江库区东、西部地区上地壳结构存在明显的差异.库区东部地区构造复杂,多条断裂在该区呈交叉状分布.北西向的石角-新港-白田断裂带在库区段内具有复杂的岩性和构造特征,该断裂带在新港至双塘一线可能延伸至地下8 km左右;近北东向的断裂带切割地壳较深.峡谷区及大坝以东附近地区存在上、下贯通的波速比高值区,尤其是大坝以西的深水峡谷区,存在一条顺河走向的陡倾角断层裂隙带,为库水渗透提供了良好通道.库区西部地区为相对稳定构造区,完整坚硬的花岗岩体透水性能较差,受库水渗透影响很小.新丰江水库诱发地震的形成与深部构造环境密切相关.峡谷区及大坝以东附近地区上地壳介质性质呈现明显的横向不均匀性,微震分布在介质物性结构的特定部位,"软"、"硬"交错的介质环境是倾滑正断层型微小震产生的可能原因.     

中国气候干湿变率与ENSO的关系及其稳定性

利用1951-01~2000-10中国160站气温和降水月平均资料, 计算了自修正PDSI指数. PDSI指数EOF分析第一模态空间场分布和1951~2000年PDSI指数的变化趋势分布十分相似, 第一模态时间系数反映了空间场随时间的演变情况. 研究发现, EOF分析所揭示的中国气候干湿变率和ENSO有着很好的关系. 这种关系表明, 在典型的ENSO暖状态, 中国大部分地区都偏干, 特别是华北地区更易偏干, 长江以南地区和西北容易偏湿, 而长江中下游地区处于变干和湿的过渡区, 变干或湿不明显. 在典型的ENSO冷状态则情况相反. 而中国气候干湿变率年际和年代际变化都对应着强El Niño事件; 反过来当发生强El Niño事件时, 中国气候干湿变率在年际和年代际尺度上有可能发生剧烈变化. 最近20~30 a中国气候干湿的年代际变化, 特别是华北自20世纪70年代末的变干和西北自80年代中期的变湿, 与ENSO朝更暖的状态变化及全球变暖有着紧密的联系. 1951~2000年中国气候干湿变率和ENSO关系的稳定性分析表明, 中国气候干湿变率和ENSO之间在3~8 a变化周期上存着很好的相关关系, 但这种相关关系不稳定, 存在着年代际变化: 1951~1962和1976~1991年两个时间段两者相关关系很高, 而在1963~1975和1992~2000年两时段内, 两者相关关系较差.