过去2000年中国气候变化研究的新进展

回顾过去2000年中国气候变化的研究历史,总结了本领域在最近10年的新成果,并对未来研究动向进行了展望。主要内容包括：代用证据采集、过去2000年温度序列重建与冷暖期辨识、降水及干湿序列重建与变化特征分析、过去千年气候变化模拟与机制诊断、历史气候变化影响分析等。主要进展体现在：加密了中国气候变化代用资料的空间覆盖度,提升了2000年气候变化序列重建、资料分析和影响辨识等研究的定量化程度,深化了对中国过去2000年气候在年代—百年尺度的变化特征及其形成机制与影响的认识。为进一步揭示地球系统的变化规律,特别是更深入认识中国气候的时空变化规律提供了更好的基础。     

中国传统农区过去300年耕地重建结果的对比分析

土地覆被变化是气候与生态效应模拟研究的重要参量。SAGE和HYDE两个全球历史土地利用数据集在相关研究中得到广泛应用, 但在区域尺度上的应用, 其可靠性如何, 至今少有论及。以我国学者重建的传统农区历史耕地数据集(CHCD) 为基础, 从全区、省区和网格(60 km×60 km) 三个空间尺度, 对SAGE (2010) 和HYDE3.1 数据集中有关中国传统农区历史耕地重建结果进行对比分析, 结果表明:(1) SAGE (2010) 数据集对中国传统农区耕地数量重建是以单一线性插补而得, 其中1700-1950 年是以0.51%的年均增长率线性递增, 1950 年后是以0.34%年均速率线性递减, 这种“标准化”变化趋势不能客观反映传统农区土地垦殖的真实历史, 耕地面积也明显高估, 与CHCD数据集不具有可比性;(2) HYDE3.1 数据集吸纳了区域性研究成果, 使其在总量上与CHCD数据集较为接近, 具有较好的可比性, 但其在省区和网格尺度上与CHCD存在显著差异, 其中相对差异率超过70% (< -70%或> 70%) 的网格占比高达56%~63%, 超过90% (< -90%或> 90%) 的网格占比也高达40%~45%;而相对差异率介于-10%~10%的网格占比仅为5%~6%, 介于-30%~30%的网格占比也仅为17%左右;(3) 充分利用我国丰富的历史文献, 建立更高精度的中国区域历史土地利用数据集, 是提高区域气候与生态效应模拟研究质量的重要保障。     

过去150 年长三角地区的春季物候变化

利用中国历史日记中的长三角地区春季物候记录,重建了该地区1834 年以来的春季物候期变化序列,同时结合气温观测资料分析了该序列对温度变化的指示意义。主要结论有：(1) 1834-1893 年,长三角地区春季物候在波动中逐渐推迟,但19 世纪末起突然出现大幅提前;1900-1990 年以年代际波动为主要特征,1990-2010 年又再次出现大幅提前;1834 年以来,该地区春季物候最迟的年份为1893 年,最早的年份为2007 年,分别较1977-1996 年平均推迟27 天和提早17 天。(2) 长三角地区的春季物候期变化与该地区上年12 月-当年3 月及当年1-3 月气温变化的相关系数分别超过-0.75、-0.80,可很好地指示该地区的冬季与初春(特别是1-3 月) 气温变化;这为进一步集成多种代用资料重建历史时期的中国温度变化提供了重要数据基础和依据。     

《翁同龢日记》中的冷暖感知记录及其对气候冷暖变化的指示意义

依据清代《翁同龢日记》（以下简称《日记》）中逐日的冷暖感知记录和同时期的器测月均温资料，采用相关分析和线性回归分析等统计方法，以月为基本统计单元，对《日记》中冷暖感知记录反演气候变化的能力进行了分析。结果说明，《日记》中的冷暖感知记录可以用于气候变化研究，但是最佳代用指标因气候变化的时间尺度和季节而异。总体而言，极热、偏热、偏凉、极冷日数对年内月到季时间尺度气候变化的代表性较好，其中尤以偏凉和极冷日数最佳。 对于年际尺度上的气候波动，从季节对比来看，冷暖感知日数反演夏季（6-8月份）月均温的能力最差；从冷暖感知类型对比来看，极冷日数是多个月份月均温的最佳代用指标，1、3、5、9和12月份的最佳代用指标均是极冷日数。并且，还可以依据极冷日数的多寡识别极端冷、极端热年。由此可见，古代私人日记中的冷暖感知记录可以用于反演历史时期气候的冷暖变化。     

《湘绮楼日记》记录的湖南长沙1877-1878年寒冬

在对清代王运所著的《湘绮楼日记》中长达40余年(1869—1916)的冬季(12月—2月)天气记录进行整理之后,从王运在湖南长沙、衡阳一带记录的30多个完整冬季之中,提取了一个特殊的寒冬——1877—1878年冬天(记录于长沙境内)。将这年的天气记录与日记中其他年份进行比较,其寒冷程度可以明显地体现在以下几个方面(1)降雪——降雪日数14天,为最多的年份之一,且降雪次数最多;(2)积雪——积雪日数在27天以上,为历年之最;(3)冰冻——根据该年日记记录,冰冻的严重程度和持续时间均超过其他年份;(4)《日记》作者感受——王运留下了大量对“寒”、“暖”的感应记录,这一年有历年最多的“寒”记录(15条)和最少的“暖”记录(0)。由此可以得出结论1877—1878年冬天是《湘绮楼日记》中所仅见的、异常寒冷的严冬。文中对这年当地冬季严寒的天气过程和气候特点进行了初步分析。     

1982-2006年中国东部春季植被变化(英文)

Vegetation greenness is a key indicator of terrestrial vegetation activity. To under-stand the variation in vegetation activity in spring across eastern China (EC), we analysed the variation in the Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) from April to May during 1982-2006. The regional mean NDVI across EC increased at the rate of 0.02/10yr (r2=0.28; p=0.024) prior to 1998; the increase ceased, and the NDVI dropped to a low level thereafter. However, the processes of variation in the NDVI were different from one region to another. In the North China Plain, a cultivated area, the NDVI increased (0.03/10yr; r2=0.52; p<0.001) from 1982 to 2006. In contrast, the NDVI decreased (-0.02/10yr; r2=0.24; p=0.014) consecu-tively from 1982 to 2006 in the Yangtze River and Pearl River deltas, two regions of rapid urbanisation. In the eastern region of the Inner Mongolian Plateau and the lower reaches of the Yangtze River in East China, the NDVI increased prior to 1998 and decreased thereafter. In the Hulun Buir area and the southern part of the Yangtze River Basin, the NDVI increased prior to 1998 and remained static thereafter. The NDVI in the grasslands and croplands in the semi-humid and semi-arid areas showed a significant positive correlation with precipitation, while the NDVI in the woodlands in the humid to semi-humid areas showed a significant positive correlation with temperature. As much as 60% of the variation in the NDVI was ex-plained by either precipitation or temperature.     

东北地区历史时期森林空间格局网格化重建方法研究(英文)

The spatially explicit reconstruction of historical land-cover datasets plays an important role in studying the climatic and ecological effects of land-use and land-cover change(LUCC). Using potential natural vegetation(PNV) and satellite-based land use data, we determined the possible maximum distribution extent of forest cover in the absence of human disturbance. Subsequently, topography and climate factors were selected to assess the suitability of land for cultivation. Finally, a historical forest area allocation model was devised on the basis of the suitability of land for cultivation. As a case study, we used the historical forest area allocation model to reconstruct forest cover for 1780 and 1940 in Northeast China with a 10-km resolution. To validate the model, we compared satellite-based forest cover data with our reconstruction for 2000. A one-sample t-test of absolute bias showed that the two-tailed significance was 0.12, larger than the significant level 0.05, suggesting that the model has strong ability to capture the spatial distribution of forests. In addition, we calculated the relative difference of our reconstruction at the county scale for 1780 in Northeast China. The number of counties whose relative difference ranged from-30% to 30% is 99, accounting for 74.44% of all counties. These findings demonstrated that the provincial forest area could be transformed into forest cover maps well using the model.     

围压对热敏电阻温度计性能以及对其温度场的影响

在有一定高围压作用的动,静三轴冻土实验中,出现高压室内温度测量值不稳定以及突变现象,不是因为热敏电阻温度计本身受压后其特性变化所致,而是由于压力室内围压的变化（升高或降低）引起其温度场（油温）的变化所造成的。     

清代西南地区森林空间格局网格化重建简

基于遥感土地利用数据和全球潜在植被数据,确定了中国西南地区土地垦殖前森林植被可能的分布范围,并通过量化地形（海拔、坡度）和气候生产潜力（光照、温度、水分）与农林地分布间的关系,构建了土地宜垦性评估模型和历史森林面积网格化分配模型,重建了清代西南地区5个时点、分辨率为10 km×10 km的森林空间格局。结果表明：①本文设计的森林空间格局网格化重建方法具有一定的可行性,其结果能较好地反映森林变迁历史过程的基本特征;②西南地区森林覆被率从雍正二年（1724年）的54.7%下降至宣统三年（1911年）的27.8%,其减少地区主要分布在四川盆地、云南中南部以及贵州大部;③从网格占比的变化趋势看,1724-1911年,西南地区森林覆被率小于10%的网格占比上升了约31个百分点,而覆被率大于80%的网格占比则下降了约13个百分点。     

1992-2017年基于荟萃分析的中国耕地撂荒时空特征

当前耕地撂荒已成为一种日益普遍的土地利用变化现象,对粮食安全和生态环境具有重要影响。为揭示1992-2017年中国耕地撂荒的时空特征及驱动机制,采用集成分析的思路,对县（市）域尺度撂荒的研究成果进行了汇总梳理,从中提取撂荒时间、位置、规模（程度）、成因等信息,并进行了荟萃分析。结果发现：1992-2017年全国范围内有撂荒记录的县（市）共165个,主要分布于南方,集中分布区呈逆时针旋转90°的“T”字型,纵轴自北至南贯穿甘肃东南部、四川东部、重庆境内,直至贵州西部和云南北部;横轴位于长江中下游地区,自西向东贯穿湖北、湖南、安徽、江西。其中,湖南、四川、安徽有撂荒记录的县（市）数量较多,分别为24个、23个、21个,其次是湖北、重庆、福建、甘肃、云南,均超过10个。“T”字型结构的形成经历两个阶段,大致以2010年为界,此前有撂荒记录的县（市）为102个,集中分布于沿长江中下游的东西向带状区域,形成横轴;此后新增63个县（市）,集中分布于自甘肃东南部至贵州西部和云南北部地区的南北向带状区域,形成纵轴。撂荒格局的形成过程与区域经济发展和产业结构调整背景下的农业劳动力析出基本同步。农业收益低和劳动力不足分别是86%和78%的县（市）撂荒形成的共性因素。