甘德地区气温变化对牧草生长的影响

利用甘德县气象局2000—2015年的气象资料及牧草生长发育及产量资料,通过数理统计分析等方法对甘德地区近16a来的气候变化和牧草生长情况进行分析。结果表明:16a来,甘德的年、春、夏和秋季的平均气温均呈现显著升高的趋势,气候倾向率在0.52～0.99℃/10a;甘德地区牧草返青日期表现为延后的趋势,气温每升高1℃,返青日期延后10d;甘德地区牧草黄枯日期均呈现推后的趋势,9—10月的气温每升高1℃,牧草黄枯日期延后2.2d。     

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。     

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。     

东亚季风区夏季陆地生态系统碳循环对东亚夏季风的响应

东亚地区陆地生态系统的时空变率表现出明显的对季风气候的响应特征。使用EOF（经验正交分解）方法分析了AVIM2动态植被陆面模式离线模拟试验模拟的1953～2004年东亚季风区夏季陆地生态系统总初级生产力（GPP）、生态系统净初级生产力（NPP）、净生态系统初级生产力（NEP）、植被呼吸以及土壤呼吸的时空分布特点,探讨了东亚夏季风对陆地生态系统碳循环影响机制。研究发现,在强季风年,江淮地区高温少雨的特点限制了光合作用,造成GPP偏低;而华南地区在强季风年气候温暖湿润,利于植被生长,GPP偏高。季风对于植被呼吸和土壤呼吸影响不明显,使得GPP和植被呼吸之差NPP的变化及NPP和土壤呼吸之差NEP的变化与GPP的变化保持一致。在强季风年江淮流域地区干热的气候条件使得NPP和NEP降低;但是在华南地区温度升高的同时降水增多使得在NPP偏高的基础上NEP也偏高。     

三江源区植被覆盖变化的气候效应初探

利用三江源区1981—2013年年平均气温和降水资料、曲麻莱牧草观测资料以及遥感监测资料等,分析了三江源区气候和植被多年变化特征,并对气候条件与植被覆盖的相关关系进行了研究,结果表明:(1)1982—2013年三江源区年平均气温急剧上升,平均每10a上升0.62℃,降水量总体呈增多趋势,平均每10a增多13.33mm。(2)1982年以来三江源牧草生长状况趋好,草层高度升高,牧草覆盖度和生物量平均每10a分别增加3.44cm、23.34%、467.23kg/hm2。植被NDVI值平均每10a增加0.005。(3)在三江源大部分地区植被NDVI值与年降水量相关关系较好,但与气温相关性较差。(4)当年降水量分别增加10%、30%和50%时,全区植被NDVI值分别增加2.22%、4.13%和10.24%。     

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。     

乌鲁木齐地区生长季NDVI序列影像的植被覆盖变化分析’

应用EOS／MODIS—Terra卫星数据,按照NDVI(归一化植被指数)最大值合成法计算了乌鲁木齐地区2007、2010年生长季逐旬植被NDVI序列,得到植被长势演变图和植被指数分布基础数据,结合气象资料和南山中山带牧草监测站实测数据,分析了NDVI在乌鲁木齐地区的变化特点及其与气候因子的关系。结果表明：气温、降水是NDVI变化的主要驱动因子,但植被对于气候因子的响应普遍存在滞后性。乌鲁木齐地区NDVI旬最大值总体变化在0．46～0．83范围内。与近10 a中植被长势最好的2007年同期数据比较,2010年春季植被指数比2007年推迟4旬达到0．7以上,表明植被发育期比2007年推迟10～15 d;秋季植被指数7月中旬就出现下降拐点,表明植被发育期比2007年提前4旬进入种子成熟、黄枯期或停止生长。以上结论与南山中山带牧草监测站实测结果相符。     

1964-2013年中国北方农牧交错带温度和降水时空演变特征

基于中国气象局1964-2013年温度和降水格点观测数据,利用旋转经验正交分解对中国北方农牧交错带进行了气候分区,并分析研究了该地区近50年的温度和降水变化特征。结果表明:(1)我国北方农牧交错带共可分西区、中区、东区南段、东北段4个区域。(2)整体来看,近50年农牧交错带增暖显著,其中最低温和冬季增温贡献最大;年降水量略有减少(50年减少约13 mm),主要表现为夏季降水减少。(3)分区来看,中区增温最快;西区年降水量是减少的,主要发生在春季;中区与东区南段年降水量也是减少的,主要发生在夏季;而东区北段年降水量是增加的,主要是春季降水的贡献。(4)1998年以来,农牧交错带存在同全球变暖停滞类似的增温停滞现象,且停滞程度更明显。     

中国北方农牧交错带气候变化特征及未来趋势

利用1951—2006年中国台站日平均观测资料对北方农牧带过去56a气候变化特征进行了分析,指出该农牧带年降水量具有明显的年际和年代际变化特征,近10a来呈明显的下降趋势;年平均气温在20世纪90年代前期变化幅度较小,1987年之后持续偏暖,与全球及中国温度变化趋势一致;降水和温度变化具有明显的季节和区域差异。在气候特征分析基础上,利用全球海气耦合模式嵌套区域气候模式在SRES A2排放情景下对未来30a（2001-2030年）的气候变化进行了预估,对照30a模式气候场（1961—1990年）,分析了未来30a北方农牧交错带降水和温度变化的可能趋势,结果表明,未来该区平均地面气温持续升高,升温幅度达0．3℃,温度日较差将明显减小;年降水量呈增加趋势,但增加幅度较小,且降水变化具有明显的季节和地域差异;未来黄河上游地区干旱的威胁仍十分严峻。     

2000-2016年赤水河流域植被生态质量变化分析

为研究中国西部赤水河流域植被生态质量变化特征,本文基于MODIS归一化植被指数（NDVI）和气象监测资料,获取了中国西部赤水河流域2000-2016年植被覆盖度、净初级生产力（NPP）以及植被生态质量指数变化数据,并对17年期间植被生态质量时空变化进行分析。结果表明:（1）植被覆盖度均值从2000年的55.4%提高到了2016年的67.4%,覆盖度呈平均每10年增加6.8%的变化趋势;（2）植被NPP均值从2000年的864 gC/m2提高到了2016年的1024 gC/m2,NPP呈平均每10年增加63 gC/m2的变化趋势;（3）近年来植被生态质量显著提高,2016年植被生态质量为2000年以来最好,植被生态质量指数高达83.7。     

Characteristics of the Acid Rain Variation in China During 1993-2006 and Associated Causes

The acid rain observation network of China Meteorological Administration was established in 1989 with 22 stations.From 1993 to 2005,more than 80 stations were included and maintained in the network.In 2006-2007,the number of stations in the network went up to 294.In consideration of the data continuity,data used in this paper are the 14-yr observations of the 80 stations from 1993 to 2006.Based on the 14-yr observation of acid rain,analysis shows that the acid rain in China dominates in the vast regions south of the Yangtze River.Limited presence of acid rain is observed in the northern part of China.The 14-yr acid rain data reveal an expanding tendency for acid rain area,with the north of China being a growing zone,and the South China remaining virtually unchanged.The most severely polluted zone of acid rain gradually moves from Southwest China to Central China and the middle part of South China.With regard to the acid intensity of rain,the period of 1993-1998 bears the highest acid intensity; the period of 1999-2002 shows a bit weakening intensity; and in the period of 2003 2006,the acid intensity of rain increases again,basically up to the average acidity of the period of 1993-1998 by the end of 2006.In addition,rain acidity in the north of China increases markedly.As to the causes of the acid rain situation in China,this paper examined the sulfur dioxide emissions as well as the rainwater chemicals monitoring data.     

云南省细网格气候区划及气候代表站选取

利用1961—2008年云南省124站气温观测资料,经过地形订正后,形成1km×1km的细网格点数据。在此基础上,开展了云南省细网格气候区划及气候代表站选取的研究。结果表明,云南可划分为高原气候带、温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带和北热带等6个气候带,所占面积分别为3.32×104、3.65×104、15.65×104、6.82×104、8.66×104和1.31×104km2;高原气候带分布在滇西北3000m以上高海拔地区,温带主要分布在滇东北和滇西北海拔高度为2200～3000m的地区,北亚热带主要分布在滇中、滇西、滇南高海拔地区和滇北低海拔地区,中亚热带主要分布在滇中、滇东南和滇西南海拔较高的地区,南亚热带主要分布在滇南和河谷地区,北热带主要分布在滇南和海拔较低的河谷地区;各气候带分布与地形和纬度相关联,地形因素比行政区域更能体现气候特征;通过站点序列与气候带序列趋势变化一致性和偏离程度的统计分析,所选气候代表站与相应气候带序列变化非常一致,能够较好地代表云南各气候带变化特征     

我国北方地区植被总初级生产力的空间分布与季节变化

本研究通过集成Terra MODIS卫星影像数据与地面通量台站的观测数据, 改进了基于遥感的VPM光能利用率模型, 模拟了我国北方地区2008年陆地生态系统总初级生产力 (GPP) 的空间分布与季节变化。研究表明: (1) 我国北方地区植被GPP在空间分布上表现为东高西低的特征, 年均值为518.36 g/m2 (C重量, 下同)。 (2) 我国北方地区主要植被类型的GPP有较强的季节动态, 大体上都表现出单峰变化趋势。GPP值按照由大到小顺序依次为: 夏绿阔叶林 (DBF)>针阔混交林 (MF)>农田 (Crop)>落叶针叶林 (DNF)>常绿针叶林 (ENF)>草地 (Grass)>稀疏灌丛 (Oshrub)>裸地或稀疏植被 (BSV)。(3) 整个区域的GPP季相变化表现为: 夏季最高, 达到32.80 g?m-2?(8 d)-1, 为全年最大值; 春季GPP为5.67 g?m-2?(8 d)-1, 与秋季的5.08 g?m-2?(8 d)-1较为接近, 冬季GPP最弱, 仅为0.07 g?m-2?(8 d)-1。与通量台站实测值及前人研究结果的比较表明, 本文所模拟的GPP与观测值之间的相对误差绝对值多小于15%, 表明模拟结果具有较好的可靠性。这说明通过集成遥感观测数据与台站观测数据的方法来模拟GPP, 可以较准确地模拟区域尺度的GPP空间分布与时间变化, 这为深入研究陆气相互作用提供了重要研究手段。     

卫星遥感结合气象资料计算的西北干旱区地面感热特征分析

选取1981年7月-2006年12月美国国家海洋和大气局(NOAA)系列卫星观测的归一化植被指数(NDVI)资料和Ch-INDV参数化关系式,计算了我国西北干旱区84个测站历年各月的地表热力输送系数Ch值和地面感热通量序列,得到如下主要结论:(1)西北干旱区地面感热通量实际计算值与ERA-40再分析感热资料相比,两者在数值大小、分布形势和年际变化趋势上均较一致,感热实际计算值的空间分布更明显地突出了各气象站所在区域的局地特征。(2)西北干旱区地面感热输送呈单峰型年变化特征,春、夏季非常强,秋、冬季较弱;大部分区域全年均为正值,地表为感热源。(3)以97.5°E为界,西北干旱区东、西部具有不同的年际变化趋势,东部的地面感热四季均有逐年增加的趋势,而西部秋、冬季逐年略有增加,春、夏季逐年减弱明显,气候倾向率分别为-1.15 W.m-2.(10a)-1和-2.08W.m-2.(10a)-1。(4)西北干旱区地面感热输送具有明显的年代际变化特征,1980年代总体偏强,1990年代总体偏弱,2000年以来,西北地区中部的感热输送偏弱,东、西部除个别测站外均偏强。(5)西北干旱区的感热变化并不只由地气温差的变化来决定,它与地面风速和地表状况的变化也有较强的依赖关系。在冬季,主要响应地气温差的变化,春季地面风速和地气温差的影响作用同等重要,夏季以地面风速的影响为主,地气温差的影响次之,秋季与夏季相反。另外,夏季地表状况对感热的影响作用也不容忽视。     

近47年中国沙尘暴气候特征研究

利用1954~2000年中国大陆681个站的观测资料, 分析了近47年我国沙尘暴的时空分布特征。结果表明:我国北方的干旱、半干旱地区是沙尘暴的易发区, 其中西北地区是多发区; 沙尘暴的发生时间具有明显的日变化和季节差异; 47年间除青海、内蒙古和新疆的小部分地区的沙尘暴呈增长趋势外, 我国北方大部分地区的沙尘暴在减少; 甘肃民勤与新疆和田两个强沙尘暴多发区20世纪80和90年代的强沙尘暴明显少于50和70年代; 2000年华北和西北东部部分地区的沙尘暴多于90年代均值, 但绝大部分地区仍明显少于常年平均值; 沙尘暴与大风的年际振荡及多年变化趋势有一致性, 单站相关系数可以达到0.5以上。     

环杭州湾地区自然植被净初级生产力的变化特征及其成因

利用1971—2006年环杭州湾地区25个气象站的降水、温度和云量资料及全球CO2年平均体积分数资料,采用LPJ全球动态植被模式（Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model）,通过模拟环杭州湾地区的植被年净初级生产力（Annual Net Primary Productivity,ANPP）,分析了该地区ANPP的变化特征,并探讨了植被ANPP变化的可能原因。结果表明：1）就环杭州湾地区,36a间植被ANPP均表现出不同程度的增加,尤其以嘉兴市北部、绍兴市东部较明显;全区平均增加速率为1.5243g·m-2·a-2;2）通过多元线性回归分析发现,环杭州湾地区平均云量与植被ANPP的关系最为密切,偏相关系数为-0.5175,而温度、降水与植被ANPP的关系不明显;同时,植被ANPP对气候变化的响应存在一定的地域性差异;3）在全区平均情况下,36a间由温度下降、降水增加、云量减小、CO2体积分数升高引起的植被ANPP变化趋势分别为-0.0813、-0.0171、0.7601、0.8673g·m-2·a-2,其对应的贡献率分别为-5.18%、-1.09%、48.38%、55.21%。由此可见,该地区植被ANPP变化的主要强迫因子是CO2体积分数和云量,而降水变化对植被ANNP的变化作用不大。     

Improving Simulations of Vegetation Dynamics over the Tibetan Plateau: Role of Atmospheric Forcing Data and Spatial Resolution

The efficacy of vegetation dynamics simulations in offline land surface models (LSMs) largely depends on the quality and spatial resolution of meteorological forcing data. In this study, the Princeton Global Meteorological Forcing Data (PMFD) and the high spatial resolution and upscaled China Meteorological Forcing Data (CMFD) were used to drive the Simplified Simple Biosphere model version 4/Top-down Representation of Interactive Foliage and Flora Including Dynamics (SSiB4/TRIFFID) and investigate how meteorological forcing datasets with different spatial resolutions affect simulations over the Tibetan Plateau (TP), a region with complex topography and sparse observations. By comparing the monthly Leaf Area Index (LAI) and Gross Primary Production (GPP) against observations, we found that SSiB4/TRIFFID driven by upscaled CMFD improved the performance in simulating the spatial distributions of LAI and GPP over the TP, reducing RMSEs by 24.3% and 20.5%, respectively. The multi-year averaged GPP decreased from 364.68 gC \begin{document}${\mathrm{m}}^{-2}\;{\mathrm{y}\mathrm{r}}^{-1}$\end{document} to 241.21 gC \begin{document}${\mathrm{m}}^{-2}\;{\mathrm{y}\mathrm{r}}^{-1}$\end{document} with the percentage bias dropping from 50.2% to –1.7%. When using the high spatial resolution CMFD, the RMSEs of the spatial distributions of LAI and GPP simulations were further reduced by 7.5% and 9.5%, respectively. This study highlights the importance of more realistic and high-resolution forcing data in simulating vegetation growth and carbon exchange between the atmosphere and biosphere over the TP.     

大连地区风能资源评估及分布

利用大连地区1971～2000年基本气象站和2006～2009年自动气象站风速观测资料,估算了风能的主要特征指标:风速、有效小时数、平均风功率密度、有效风功率密度。根据风能特征指标分析了大连地区风能资源状况和分布特征。结果表明:大连地区风能资源丰富,大部分地区年有效风功率密度在80W/m2以上,其中旅顺最大,为191.7W/m2,长海、大连、瓦房店都在150W/m2以上,金州为104.2W/m2,庄河、普兰店不足100W/m2。大连地区的风速有效时数大部分在4500h/a以上,其中大连、长海在6500h/a以上,旅顺、瓦房店、金州在4800～5500h/a之间。大连地区风能主要呈现沿海(海岛)大于内陆区域、南部地区大于北部地区、西海岸大于东海岸的空间分布。