NOAA RFE 2.0在西藏高原的验证

随着卫星探测技术的不断提高和资料处理方法的不断改进,出现了许多卫星遥感降水估算产品。每种产品都有优点及不足,且卫星间接式降水估算方法的精度也有限,但对地形复杂常规气象站台站稀少且分布极不均匀的大面积地区如西藏高原来说,卫星遥感不失为估算区域降水的有效方法之一。鉴于卫星遥感降水估算精度的局限性,每种产品需要利用地面观测数据来定量化降水估算误差,分析和评价这些资料的可用性。利用NOAA气候预测中心(CPC)研发的RFE 2.0降水估算产品,从西藏高原东南部到西北部不同气候区选取11个典型气象站2005—2006年6—9月的日降水量观测资料,验证了RFE 2.0降水估算产品在西藏高原的应用效果。结果表明,西藏高原的主要气候区RFE 2.0估算值与地面观测值之间的相关系数在0.45～0.86,平均为0.74;RFE 2.0估算的正确率POD (Probability Of Detection)一般大于73%,而空报率FAR(False Alarm Rate)为2%～12%;仅在喜马拉雅南麓地区估算精度相对较差。      

西藏灌木林种群分布格局

以西藏地区370个灌木林标准地调查数据为基础,计算了包括负二项式K值、方差/均值比率t值、丛生指标、平均拥挤指数、聚块性指标、扩散指标、格林指数和Cassic指标,定量测度了各标准地内种群的分布格局类型及集聚强度,分析了西藏灌木种群分布格局随海拔和坡度的变化特征。研究结果表明,1.西藏优势灌木种群分布格局包括集群分布和随机分布两种,其中,随机分布占60%;2.随着海拔及坡度的增加,西藏灌木种群均呈现由集群分布向随机分布变化的趋势,且大部分地区的灌木种群呈随机分布。     

1981-2017年西藏“一江两河”流域5cm地温及其界限温度时空变化特征

利用西藏“一江两河”流域9个气象站点1981-2017年逐日5 cm地温资料,采用线性回归、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了该流域5 cm地温及其界限温度的时空分布、突变特征,并探讨了地温变化率与经纬度、海拔高度之间的关系。结果表明：“一江两河”流域年、季平均5 cm地温总体呈自西向东递增分布,并随海拔升高而降低。1981-2017年流域月平均5 cm地温均呈显著升高趋势,升温率为0.23~0.98 ℃/10a,以4月最大,7月最小。年平均5 cm地温以0.58 ℃/10a的速率显著升高,各季地温也都趋于上升,其中春季升温率最大,夏季最小。5 cm地温≥ 12 ℃表现为初日提早、终日推迟、持续日数延长、积温增加的年际变化趋势。同样,≥ 14 ℃界限温度也有类似的变化,但变幅比≥ 12 ℃的要大。在10年际变化尺度上,流域年、季平均5 cm地温表现为逐年代际升高的变化特征。5 cm地温≥ 12 ℃和≥ 14 ℃界限温度在21世纪前10年呈初日提早、持续日数延长和积温偏多的态势。M-K检验显示,除夏季外,其他三季平均5 cm地温均发生了气候突变,其中春季和秋季的突变点分别出现在2004年和2005年,而冬季发生在1997年;年平均5 cm地温在2003年出现了突变。5 cm地温≥ 12 ℃初日的突变点在2004年,终日发生突变时间较晚,为2014年;持续日数突变点较早,在1997年;积温在2005年发生了突变。而5 cm地温≥ 14 ℃界限温度的突变点发生在2004年前后。相对于气温的变化,5 cm地温的升温幅度更大,突变时间较晚。     

西藏灌木林景观格局特征

应用景观生态学原理与方法,对西藏全区划分了景观要素,选取了10个景观指数,定量研究了斑块水平和景观要素水平上西藏主要类型灌木林的景观格局特征.结果表明,西藏各类型灌木林斑块大小均服从反J型分布,斑块面积越大,斑块数量越少,所占的面积比例越高.总体上,灌木林面积占景观总面积的4.6%,灌木林斑块数占总斑块数的54.8%.各个具体类型的灌木林在斑块大小、斑块形状和景观镶嵌度等方面均具有不同的格局特征.     

1971 - 2017年羌塘国家级自然保护区陆地生态环境变化

利用羌塘国家级自然保护区边缘5个气象站1971 - 2017年逐月平均气温、 平均最高气温、 平均最低气温、 降水量和逐年最大冻土深度等气象资料, 以及卫星遥感资料, 采用线性回归、 相关系数等方法, 分析了自然保护区气候（气温、 降水等）、 水体（湖泊、 冰川）和植被等生态环境因子的变化。结果表明： 近47年自然保护区年平均气温以0.46 ℃·（10a）^-1的速率显著升高, 明显高于同期全球和亚洲地表温度的升温率。四季平均气温升温率为0.37 ~ 0.55 ℃·（10a）^-1, 升幅在冬季最大、 夏季最小。年降水量呈明显的增加趋势, 增幅为11.0 mm·（10a）^-1, 主要表现在春、 夏两季。近43年（1975 - 2017年）色林错面积呈显著增加趋势, 平均增长率为38.48 km²·a^-1。1973 - 2017年, 普若岗日冰川面积整体上趋于减少, 平均每年减少2.11 km²; 自然保护区年最大冻土深度变化率为-35.7 cm·（10a）^-1。1999 - 2013年保护区NDVI增幅达25.3%, 平均每10年增加0.0184, 植被覆盖度明显增加。总之, 近47年自然保护区表现为气候暖湿化、 冰川退缩、 湖泊扩涨、 冻土退化、 植被覆盖增加的变化特征, 而冰川变化引发的水资源时空分布和水循环过程的变化, 无疑将给高原社会经济发展带来深刻影响。     

气候变暖背景下羌塘自然保护区年冻融指数的变化特征

利用1971~2019年羌塘自然保护区5个气象站逐日平均气温和地表温度,通过线性回归和Mann-Kendall等方法,分析气候变暖背景下近49a自然保护区大气和地面冻融指数的时空变化特征,并预估了RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下,未来80a（2021~2100年）大气和地面冻融指数的变化。结果表明:(1)自然保护区大气融化指数（ATI）、地面融化指数（GTI）总体上呈自西向东递减的分布,并随海拔升高而减少;大气冻结指数（AFI）和地面冻结指数（GFI）的分布规律不明显,但最大值均出现在安多站,最小值出现在不同站点。(2)近49a自然保护区AFI、GFI分别以?8.97℃·d·a?1、?10.45℃·d·a?1的速率显著减少,ATI、GTI则表现为显著增加趋势,增幅分别为7.05℃·d·a?1和11.38℃·d·a?1,地面冻融指数的变化率大于大气冻融指数的变化率。与青藏高原对比,自然保护区AFI、GFI减幅小,ATI增幅接近,GTI增幅大。(3) AFI、GFI在1970s~1990s为正距平,2000s~2010s为负距平,表现为逐年代递减的变化特征;而ATI、GTI相反,呈逐年代递增的变化特征。(4) AFI、ATI、GFI、GTI分别在2001年、1993年、1999年和1998年发生了突变,ATI突变时间最早,较AFI偏早8a。(5)自然保护区冻结指数FI减少,融化指数TI增加,与平均气温、平均最低气温显著升高、降水量增加、平均风速减小密切相关,还与积雪日数、最大积雪深度的减少有关。(6)未来80a,RCP4.5排放情景下自然保护区AFI、GFI分别将减少322.8℃·d、357.6℃·d,ATI、GTI依次增加262.2℃·d、419.7℃·d;RCP8.5排放情景下,冻融指数的变化率更大。      

西藏乌柳群落特征

以一江两河流域为研究区,通过对西藏乌柳群落的典型地块设置11个标准地进行调查,分别从主要优势树种表现、物种组成、物种多样性、林分生长、地径结构、树高结构和树高-地径曲线等方面,分析了西藏乌柳群落的主要群落学和测树学特征。研究结构表明,1.西藏乌柳群落物种组成较为单一,群落中的物种数一般为1～4种,优势树种在群落中所占的比例较大,均大于85%;2.地径主要分布于5.0 cm以下,树高分布于1.0～5.0 m间,树高-地径服从二次曲线分布;3.由于群落物种组成较为单一,香农物种多样性指数均<1,SW和S、E的变化趋势大致相同,且与ED变化趋势相反。     

西藏马乡地区典中组年龄厘定及其构造背景

分布在冈底斯带南部典中组火山岩的喷发时代到底是晚白垩世还是古新世一直存在争论。典中组与其下伏设兴组之
间角度不整合是冈底斯地区最重要的不整合面之一,可能代表新特提斯洋俯冲的开始,其年龄跨度的确定具有重要意义。在西藏
马乡地区系统采集了典中组火山岩样品和在不整合面附近的设兴组中的安山岩样品,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,得出典中
组火山岩喷发时限在69.1~64.3Ma之间,跨越K/T界限,而典中组与设兴组间的角度不整合年龄限制在87.7~69.1Ma之间。
岩石地球化学分析表明,典中组火山岩属于钙碱性—高钾钙碱性系列,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Th、U、Pb,具有明显的Pb、
K峰和Ti谷,轻稀土元素富集,具有弱Eu负异常。典中组火山岩应属于俯冲造山带陆缘弧—岛弧型火山岩。      

气候变暖背景下西藏高原雪灾变化及其与大气环流的关系

利用西藏高原高海拔牧区1979年10月至2013年4月19个气象站逐日积雪资料、月降水量和月平均温度资料,依据积雪深度和积雪持续日数组合的雪灾指标,分析了不同等级雪灾的气候变化特征及温度和降雪对雪灾变化的影响。结果表明,11月至翌年2月是西藏高原雪灾多发期且灾害程度重,全年发生中度以上雪灾的概率大,占总站次的54%;1979年以来雪灾变化总体呈现减少趋势,但存在着年代际变化,即1980 1997年代表现为波动性上升,1998 2007年呈显著减少趋势,此后略有回升,突变点在1999年和2008年;温度与雪灾相关性比降雪更高,温度具有显著增暖而降雪变化不明显,温度对雪灾气候变化起着决定性作用。分析了大气环流系统与雪灾变化关系得出:西风带南支槽活跃和东半球极涡偏强、东亚大槽和副热带高压偏西时雪灾易发生,反之则然;西风带南支槽和东半球极涡的变化趋势及突变点与西藏高原雪灾的变化趋势和突变点非常一致,是西藏高原雪灾变化的一个可能原因。     

西藏灌木林遥感分类方法对比研究

以西藏主要类型灌木林为对象,开展外业遥感调查,分别应用非监督分类、监督分类、基于空间分布特征的辅助分类和基于光谱特征再分类4种方法,对灌木林类型进行了遥感分类识别,并对各种分类方法所得到的分类结果进行对比评价.研究表明,非监督分类和监督分类的总体精度分别为42.20%和46.79%,除了对沙棘灌木林分类精度较高外,对其他灌木林类型分类精度均较低;基于空间分布特征的辅助分类精度为86.24%,其分类结果未能识别到具体灌木林类型;基于光谱特征的再分类精度为70.64%,对沙棘、红柳能较准确的识别,而对个别灌木林类型(如杜鹃和小檗)的识别精度不高.