塔里木盆地风蚀气候侵蚀力的计算与分析

利用塔里木盆地周边及腹地13个气象站1961～2007年的观测资料,选择联合国粮农组织给出的风蚀气候因子指数计算公式,计算了塔里木盆地风蚀气候因子指数值,以此阐述了风蚀气候侵蚀力的基本特征。结果表明,多年平均风蚀气候因子指数C值的分布范围为6.3～39.6,整个盆地的平均值为17.5;从空间分布来看,C值由盆地西部向东部呈增大趋势,最大值出现在盆地东南缘的若羌;风蚀气候因子指数具有显著的季节变化,春季最大,夏季次之,秋季再次之,冬季最小;近50 a来,风蚀气候因子指数总体上呈减小趋势,说明风蚀气候侵蚀力在降低;风蚀气候侵蚀力主要受风速的作用,与降水的关系不显著。     

重庆市气候因子变化及其与植被活动的相关性

全球变化背景下气候因子与地表植被的相互作用过程是地球科学领域的研究重点和热点。利用重庆市50年来气象站点数据和1999年以来的SPOT4-VGT NDVI数据,采用Mann-Kendall检验、时空分析、相关分析等方法,对年均温、年降水时空变化特征及其与植被活动变化之间的关系进行了分析。结果表明,重庆市50 a间年均温、年降水量波动明显,其中年均温2002年以后增温趋势显著。植被覆盖近10 a呈明显增加趋势,且存在显著的时空差异。空间上,三峡库区及长江、嘉陵江沿岸NDVI增加最为明显;时间上,春季、秋季NDVI增加最为显著。植被覆盖年内周期变化与降水、特别是气温的相关性显著,但年际变化与年均温和年降水量变化相关性不显著。初步分析表明,人类活动,特别是农业生产、耕地保护和植被生态建设等,是近10 a重庆市植被覆盖上升的首要因素。     

毛乌素沙地沙漠化过程及其气候因子驱动分析

通过对20世纪80年代,90年代,2000年3个时期遥感图像解译,分析了毛乌素沙地沙漠化过程及其驱动机制,认为毛乌素沙地近20 a来沙漠化程度有所减轻,植被覆盖有所增加。气候因素和人为因素是导致植被覆盖增加的决定因素,近20 a中该区年际气候变化表现为增温和降水波动,通过多元回归分析确定降水和气温是影响毛乌素沙地植被变化的关键气候因子, 气温升高是促使本研究区植被覆盖增加的主要气候因素,气温升高引起的生长季节的延长和生长加速是研究区NDVI增加的主要原因,即气候变暖促进了该区植被覆盖增加。人为因素的影响表现在20 a来农田和林地的大面积增加。     

宁夏植被覆盖动态变化及与气候因子的关系

利用1999-2009年的SPOT-VGT NDVI数据,计算出宁夏近11 a来的植被覆盖度,对其变化特征进行了研究,结合同期气象观测资料,从空间上分析了植被覆盖度与区域气候因子之间的关系。结果表明,南部六盘山区和北部引黄灌区植被覆盖度高,而中部干旱带等地区的植被覆盖度较低,但中部干旱带却有较高的绝对变化率;从时间变化来看,近11 a来宁夏大部分地区的植被覆盖度在逐年增加。植被覆盖度的变化与气候因子有关,除引黄灌区和六盘山林区外,中部干旱带等地的植被覆盖度与降水呈正相关,区域气候的干湿波动,影响了植被覆盖度的高低;在有灌溉保障条件的农业垦殖区,植被覆盖度还与气温呈正相关,即有效积温的增加,会促进农作物生长,从而导致区域植被的覆盖度提高。     

气候变化背景下天山区域地表反照率特征分析

气候变化背景下地表反照率的变化能够深刻影响整个陆-气系统的能量收支平衡,引起区域以至全球的生态环境发生变化。基于2001-2013年16 d合成的MODIS/MCD43A3等数据,结合均值分析、斜率分析以及相关分析等研究方法,对气候变化背景下天山区域地表反照率时空变化特征进行分析。在空间分布上,近13 a来天山区域年均地表反照率达到0.217,伊犁河谷地区及天山北麓地表反照率较高,山区地表反照率较低,空间上呈交叉分布的特点;在时间分布上,研究区年均地表反照率缓慢增加,季节性差异明显,地表反照率秋季最高、春季最低,冬、春两季地表反照率波动强于其他季节;近13 a来地表反照率与气候因子之间存在较为明显的响应关系。年均地表反照率随着4、12月份气温的增加不断减小,随着7、8月份降水的减少而明显增加,与同期气温、滞后1月降水之间存在显著相关。     

河北地区气候变化及其对农业的影响

以气温和降水为主要气候因子,选取河北及京津23个气象站点数据,分析河北地区1956-2007年气候变化特征:近50年全区年均气温呈波动上升趋势,且冬季气温升高对年气温的上升贡献率最大;年降水量总体呈波动减少趋势,其中夏季降水呈明显波动减少趋势。对未来该区气候变化特征进行了预估。从地下水位、土地环境、农业病虫害的角度分析了河北地区气候变化对农业生产环境的影响;分析了近50年来气候变化对农作物种植制度的影响以及对作物生理生态和品质产生的不确定影响。气候变化在一定程度上降低了农业生产水平,提高了生产成本,频发的极端气候事件也会增加农业生产的损失。最后给出了未来气候变化对该区农业的可能影响。     

北方农牧交错带植被覆盖的动态变化及其与气候因子关系

利用1991--2000年连续10a逐旬的NOAA时间序列数据,采用最大NDVI值法,分析我国北方农牧交错带植被覆盖的动态变化。结果表明：10a来,年最大NDVI值为0．736-0．848,1994年以后逐年下降;植被覆盖率呈降低趋势,轻度减少与轻度增加的比例差值平均达到38％。在此基础上,结合同期气象数据(月平均气温、降水数据),利用偏相关分析和复相关分析,探讨了不同时期(汛期与非汛期)农牧交错带最大NDVI变化气候驱动的区域分异,将研究区划分为气温相关型、降水相关型、降水气温相关型和非气温降水显著相关型四种类型。     

塔里木盆地西部浮尘天气特征分析

分析了1961—2003年塔里木盆地西部11个气象观测站的浮尘天气现象资料,给出了近43 a来塔里木盆地西部浮尘天气的时空分布特征及其变化特征,并分析了气候变化与浮尘的关系。结果表明:塔里木盆地西部浮尘发生频率相当高,时空分布不均;年际变化率较大,持续时间较长;年浮尘日数除了莎车在波动中缓慢增加外,其他各站均在波动中逐渐减少;浮尘与大风表现出明显的正相关,与年降水量和春季降水量表现出明显的负相关。     

近40年坝上后山地区沙漠化因子主分量的耦合波动

利用EOF (经验正交函数 )方法对河北坝上和内蒙古后山地区近 4 0年降水、年风速、大风日数、气候因子、牲畜头数和气候产量等 6个沙漠化波动因子主分量进行了计算 ,表明沙漠化诸因子尽管受降水的影响有同步波动的一面 ,但又可分解为风、畜、水三个相对独立变化的系列。由此将年大风日数、气候因子、牲畜头数和气候产量确定为影响沙漠化的主要波动因子 ,并以生物学年度将其按牧区和农牧交错区两类进行等权重耦合。结果表明 ,近 4 0年全区沙漠化因子主分量的耦合度经 3年滑动平均后 ,在 2 5 %～ 10 0 %间变化 ,196 5年至今一直维持在 75 %上下波动 ,196 7～ 1977年为耦合度最高的阶段。 80年代中期多雨段沙漠化的持续蔓延 ,充分证明了人类不合理活动在坝上后山地区沙漠化发展中的主导作用。     

乌鲁木齐地区近50a降水特征分析

根据乌鲁木齐地区分布在不同垂直高度上的4个气象站近50 a的实测降水资料,运用回归分析、趋势分析、Mann-Kendall检验、小波周期分析及变异分析等方法,分析了乌鲁木齐地区近50 a来降水变化特征。结果表明:(1)乌鲁木齐地区降水量时空分布极不均匀,空间分布上中山带的年平均降水量最大,为551.4 mm,其次是高山带,为458.4 mm,乌鲁木齐市区263.2 mm,达坂城最小,仅为71.8 mm;从时间分布来看,表现为较明显的季节分布差异,各地降水量主要集中在夏季,春季大于秋季,冬季最少。(2)近50 a来乌鲁木齐各地区的降水都呈明显增加的趋势,其中山前平原乌鲁木齐市区增加的幅度最大,降水趋势倾向率为26.02 mm/10 a,其次是高山带,倾向率为21.84 mm/10 a,中山带和达坂城倾向率分别为10.23 mm/10 a和8.55 mm/10 a。各地在年代际变化趋势上变现的不完全一致。(3)降水突变的时间各地不完全相同,山前平原区乌鲁木齐气象站降水发生突变时间出现在1982年,达坂城出现在1991年,高山带出现在1994年,而中山带没有明显的突变。(4)乌鲁木齐地区各地的降水量均存在准6 a的周期,6 a的周期可能是影响乌鲁木齐地区降水量的主导周期;山前平原区达坂城和乌鲁木齐降水波动较大,中山带和高山带表现相对稳定。     

1990-2011年西昆仑峰区冰川变化的遥感监测

本文应用Landsat 5、7 TM、ETM+影像分析1990-2011年昆仑山西段昆仑峰区冰川变化特征,结果表明:1990-2011年冰川面积减少16.83 km²,退缩率仅为0.65%,冰川退缩趋势不明显。单条冰川变化有进有退,中峰冰川末端在2002-2004年以661 m/a的速率前进,初步判定为跃动冰川。1991-1998年,崇测冰川面积增加9.47 km²,冰川末端以200 m/a的速率前进,不排除有跃动冰川的可能性。尽管近年来全球气温普遍上升,大量冰川处于退缩状态,但统计已有研究结果发现近50年来青藏高原存在冰川长度、面积增加,冰川物质平衡为正的现象,表现出冰川对气候变化复杂的反馈机制。通过分析气象站点和冰芯资料,研究区周边地区气温上升、降水量缓慢增加可能是冰川微弱退缩的原因之一;增强的西风环流带来更多的降水、研究区以极大陆型大规模冰川为主,也可能是冰川退缩幅度较小的原因。     

2014年夏初南疆一次持续性强降雨过程的水汽和动力条件分析

全球变暖背景下,极端降水事件频次增多强度增大,对年降水量变化影响显著。2014年6月17~24日,塔里木盆地出现了持续性强降水过程.利用观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对强降水过程的水汽和动力条件进行了诊断分析。结果表明,此次强降水过程,垂直上升运动剧烈区域及水汽辐合区域与大降水的落区近乎吻合。中低空偏东急流加强了气旋的发展,增强了上升运动,且急流的大小决定了塔里木盆地大降水的强度,急流西伸的位置决定了降水的区域。中低空偏东急流轴末端的左侧,对应着大降水的发生区域。主要水汽源地为中亚地区、阿拉伯海和孟加拉湾,其中孟加拉湾和阿拉伯海的水汽通过季风环流输送至青藏高原,再通过高空平流和中低空回流的方式输送至塔里木盆地。     

2000—2018年塔里木河流域植被覆盖时空格局

选取2000—2018年MODIS-NDVI数据，采用Sen+Mann-Kendall趋势分析、变异系数法、Hurst指数、偏相关分析及残差分析等方法，分析塔里木河流域植被覆盖时空格局及气候因子和人类活动对植被变化的影响。结果表明：(1) 塔里木河流域植被覆盖总体呈明显增加趋势，以2008年为转折存在明显阶段变化。(2) 植被分布存在明显地域差异，“北高南低，西高东低”，植被覆盖高区分布于山体多的地带、绿洲及绿洲荒漠交错带。(3) 全区植被覆盖趋势以基本不变居多。山体等植被覆盖高区，植被活动响应显著。全区大部分区域将保持现有的稳定趋势。(4) 气温和降水量对[WTBX]NDVI[WTBZ]的综合影响从东北向西南逐渐增强，且降水量对NDVI的影响更为明显。人类活动对植被变化产生积极影响的区域主要分布于绿洲、绿洲荒漠过渡带以及塔里木河下游附近。     

塔里木河流域冰川变化及其对水资源影响

在近一个世纪以来全球变暖趋势显著的背景下,1980年代中后期以来新疆等地区的降水、出山径流出现持续增加现象,冰川也呈加速萎缩状态。作者从区域冰川研究入手,研究在这种气候暖湿转变背景下,塔里木河流域冰川变化的响应及其影响。通过应用大比例尺地形图、高分辨率卫星遥感影像及航空摄影照片获得了塔里木河流域3000多条冰川1960年代初以来的变化,表明该流域近30多年来冰川呈总体萎缩状态,冰川退缩已给塔里木河流域水资源变化带来了明显的影响。     

2000~2014年黑龙江流域（中国）植被覆盖时空变化及其对气候变化的响应

采用MODIS/NDVI数据,利用Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析2000~2014年黑龙江流域（中国）植被的时空变化特征、植被变化发展趋势及可持续性特征;应用相关分析法研究了气候变化对植被生长的影响。结果表明,2000~2014年黑龙江流域（中国）植被NDVI指数呈缓慢增加趋势,山区植被覆盖增加显著,东北部平原区植被覆盖持续退化,总体上植被覆盖持续改善能力较弱。植被NDVI对气候响应的季节差异显著,且不同类型植被对气候因子的响应不一致：春季植被NDVI主要受温度影响,夏季植被NDVI主要受降水量影响,秋季林地NDVI与温度正相关、草地NDVI与降雨量正相关。     

1981-2010年气候变化和人类活动对内蒙古地区植被动态影响的定量研究

基于GIMMS NDVI以及MODIS NDVI数据,分析内蒙古地区1981-2010年的植被变化趋势,并结合气候、社会经济数据,以旗县为单位定量分析气候变化和人类活动对植被变化的影响,结果表明：①1981-2010年间,内蒙古地区植被变化具有典型的空间异质性,其中植被显著增加区域主要集中在西南部的阿拉善盟、鄂尔多斯市以及东部通辽市等地区,显著减少区域主要集中在北部的锡林郭勒盟以及东北部的呼伦贝尔市的部分地区;②对于植被显著增加区域,人类活动作用的影响面积最大,其次为气候因素,气候与人类活动的耦合作用也对植被增加有一定显著影响;内蒙古西部降雨量的增加、围封禁牧政策的实施以及农作物播种面积的增加为驱动植被增加的主要因素;③对于植被显著减少区域,人类活动的作用略大于气候因素;内蒙古中东部地区降雨减少以及近10年来部分旗县风速的增加是导致植被显著减少的重要气候因素;虽然人工造林、农作物播种面积会增加局部植被盖度,但在县域尺度不足以抵消干旱对植被生长的不利影响,反而会导致区域植被退化。     

1982~2013年青藏高原高寒草地覆盖变化及与气候之间的关系

利用GIMMS NDVI数据和地面气象站台观测数据,对青藏高原1982~2013年高寒草地覆盖时空变化及其对气象因素的响应进行研究,结果表明：青藏高原高寒草地生长季NDVI表现为从东南到西北逐渐减少的趋势,近32 a来,整个高原草地生长季NDVI呈上升趋势,增加速率为0.000 3/a (p<0.05);高寒草地生长季NDVI年际变化具有空间异质性,整体为增加趋势,呈增加趋势的面积约占研究区域面积的75.3%,其中显著增加的占26.0% （p<0.05）,类型主要为分布在青藏高原东北部地区的高寒草甸;比例为4.7%,草地类型主要为高寒草原,主要分布在高原西部地区;基于生态地理分区的分析显示,青藏高原草地与降水、温度的相关关系具有明显的空间差异,高寒草地生长季NDVI均值与降水呈显著正相关,对降水的滞后效应显著;高原东北部温度较高,热量条件较好,降水为高寒草地生长季NDVI变化的主导因子;东中部地区降水充沛,温度则为高寒草地生长的制约因子;南部地区降水和温度都较适宜,均与高寒草地生长季NDVI相关性显著(p< 0.05),共同作用于草地的生长;中部和西部地区,气候因子与高寒草地生长季NDVI关系均不显著。     

尼洋河流域极端气候时空分布特征及其可能成因

探究全球变暖下的尼洋河流域极端气候变化特征及原因,对于科学支撑西藏地区的极端气候灾害防治和生态安全保障等具有重要意义。本文基于尼洋河流域1960—2019年逐日降水及气温数据,采用极端气候指标法、Sen's斜率估计法、MK趋势及突变检验法、GIS空间分析法从降水、气温两个角度分析近60年尼洋河流域极端气候时空分布特征,并结合大气环流因子,使用地理探测器方法探讨时空分布特征的可能成因。结果表明：在时间上,尼洋河流域极端气候整体呈现暖湿化的变化趋势。极端降水的降水量、降水强度、降水日数均呈现增加趋势,极端气温的高温极值、低温极值均呈现增大趋势,低温日数呈现减少趋势。在空间上,尼洋河流域极端气候变化存在明显的空间分异性。极端降水整体自东向西逐渐减少、极端气温整体自东南向西北逐渐降低。尼洋河河道作为水汽通道,有一定的增温、保温作用,各极端气候指标沿着河道呈现出连续的极值点。副热带高压、青藏高压对尼洋河流域暖湿化的变化起到了正向增强作用,极涡、北大西洋涛动则相反。以坡度为代表的地形因子、以NDVI为代表的下垫面因子分别是影响极端降水、极端气温空间分布的最主要的环境因子,高程对极端降水、气温的空间分布均起到了重要的作用。     

塔里木河流域绿洲城镇发展与水土资源效益分析

通过Global Moran's I 指数和Getis-Ord Gi*指数并构建协调发展度模型对塔里木河流域绿洲城镇1995、2000、2005 和2008 年4 个时间点的城镇化水平、土地资源效益和水资源效益的集聚扩散状态及其冷热点空间格局演化与空间联动效应进行分析,得出结论：受塔河流域绿洲分布、气候条件及城镇发展基础等多种因素影响,城镇化和水土资源效益空间格局表现出不尽相同的状态。① 塔河流域城镇化与水土资源效益的集聚扩散状态不一致,城镇发展与自然条件相互作用的时间和力度不同决定了三者空间差异的必然性。② 受城镇化所处阶段、城镇职能与主导产业的影响,各县市水土资源开发的时序不同,城镇化和水土资源效益各自的热点演化格局明显不同,区域联动效应差异显著。③ 城镇化与水土资源效益冷热点区域的数量结构迥异。城镇不平衡发展仍然是主导趋势,土地资源效益滞后于城镇发展,水资源效益敏感性较强。④ 塔河流域范围广,自然条件复杂,各二级流域城镇化与水土资源效益的差异性显著。⑤ 城镇化与水土资源效益协调发展度的类型主要为发展水平低和较低两种,协调发展度的空间格局相比其冷热点区域的空间格局更具稳定性,三者差异显著是协调发展度低的重要原因。     

Spatiotemporal Pattern and Driving Force Analysis of Vegetation Variation in Altay Prefecture based on Google Earth Engine

Quantitative evaluation and driving mechanism analysis of vegetation dynamics are essential for promoting regional sustainable development. In the past 20 years, the ecological environment in Altay Prefecture has changed significantly due to global warming. Meanwhile, with increasing human activities, the spatiotemporal pattern and driving forces of vegetation variation in the area are uncertain and difficult to accurately assess. Hence, we quantified the vegetation growth by using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) on the Google Earth Engine (GEE). Then, the spatiotemporal patterns of vegetation from 2000 to 2019 were analyzed at the pixel scale. Finally, significance threshold segmentation was performed using meteorological data based on the correlation analysis results, and the contributions of climate change and human activities to vegetation variation were quantified. The results demonstrated that the vegetation coverage in Altay Prefecture is mainly concentrated in the north. The vegetation areas representing significant restoration and degradation from 2000 to 2019 accounted for 24.08% and 1.24% of Altay Prefecture, respectively. Moreover, spatial correlation analysis showed that the areas with significant correlations between NDVI and temperature, precipitation and sunlight hours accounted for 3.3%, 6.9% and 20.3% of Altay Prefecture, respectively. In the significant restoration area, 18.94% was dominated by multiple factors, while 3.4% was dominated by human activities, and 1.74% was dominated by climate change. Within the significant degradation area, abnormal degradation and climate change controlled 1.07% and 0.17%, respectively. This study revealed the dynamic changes of vegetation and their driving mechanisms in Altay Prefecture, and can provide scientific support for further research on life community mechanism theory and key remediation technology of mountain-water-forest-farmland-lake-grass in Altay Prefecture.