20世纪90年代LUCC过程对中国农田光温生产潜力的影响--基于气候观测与遥感土地利用动态观测数据

在20世纪90年代中国气候观测数据和遥感土地利用动态观测数据的支持下, 计算了中国20世纪90年代农田光温生产潜力的变化. 结果表明: 20世纪90年代的LUCC过程直接导致了中国农田光温生产潜力总量和区域分布的变化, 总体趋势是南减北增, 总量净增加2622万吨; 在各种土地利用类型之间的相互转变和转化过程中, 耕地扩张和农田损失是导致全国农田光温生产潜力总量净变化的主要原因, 耕地扩张使全国农田光温生产潜力总量净增加8335万吨, 占全国农田光温生产潜力总量的3.50%, 主要分布在东北、西北和华北等农林、农牧交错区和沙漠绿洲区, 主要是由于该地区大面积的农田开垦所导致; 农田损失使全国农田光温生产潜力总量净减少5713万吨, 占全国农田光温生产潜力总量的2.40%, 主要分布在黄淮海平原、长江三角洲、珠江三角洲、陇中、东南沿海、四川盆地东南部以及乌鲁木齐-石河子一带, 主要是由于该区域经济发展较快, 城市扩张明显, 城乡建设用地大量侵占耕地的缘故.     

太湖流域LUCC对水文过程的影响

基于1971年枯水年、1989年丰水年、2000年平水年3类典型代表年的逐日降雨量、逐日蒸发量以及不同时期地表覆盖遥感分类数据,以城市化快速发展地表覆盖变化明显的太湖流域为研究区域,利用太湖流域河网水量模型进行了土地利用/覆被变化的水文响应研究,分析了太湖流域1990 2000年与2000 2006年间的土地利用/覆被变化及其对水位过程的影响.不仅有利于对城市化地区水文特征变化规律深入了解,也为典型城市化地区防洪减灾提供科学可靠的依据.研究表明,太湖流域城镇化进程的加快引起了土地利用/覆被变化的主要表现是水田、水域等面积向城镇面积转化,城镇化进程加快,2000 2006年期间的城镇化速度大于1990 2000年间;下垫面的变化对太湖流域水文过程产生了明显的影响,随着城市化进程地表覆盖的变化,水位有整体升高的趋势,并且增幅加大,与城镇化速率变化趋势相一致,城镇化程度高的地方水位上升更为明显;降雨量也是水位过程的影响因素之一.     

20世纪90年代中国大中城市建设用地扩张及其对耕地的占用

界定了城市建设用地范围, 利用中国科学院资源环境数据中心的两期土地利用图, 提取城市建设用地及其周围耕地的图斑. 运用GIS技术和数理统计方法, 分析了20世纪90年代城市建设用地面积最大的145个城市的扩张特点、对耕地的占用及其影响因素. 结果显示, 这145个城市建设用地总体扩展较快, 但区域差异性明显. 东部地区城市建设用地扩展最快, 中部地区扩展最慢, 中部并出现城市人均用地大幅度下降的“不正常”现象. 城市建设用地扩展占用地耕地比例大, 且主要为生产力较高的优质耕地. 研究认为, 城市在职职工的工资总额增长对中国城市建设用地扩张区域差异的解释力最强, 建设用地和耕地高邻接度的空间格局以及城市在空间上的摊饼式发展是导致城市扩展占用耕地比例大的直接原因.     

20世纪90年代以来中国大陆地震Ⅵ度烈度区的分析研究

本文以105°E为界将中国大陆分为西部和东部, 对20世纪90年代以来中国大陆102个典型震例实际调查烈度结果进行分析研究。 分别研究了地震Ⅵ度烈度等震线的长轴与短轴之间、 长轴与震级之间的数量关系, 并给出了一定的经验相关系数; 另外, 还分析了地震Ⅵ度烈度区长轴方向与震中附近断层走向的一致性情况。 本文的思路和结果对快速准确判断地震影响范围具有一定实际意义。     

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。     

20世纪80年代以来中国的气候变暖及其对自然区域界线的影响

20世纪80年代以来全球气候加剧变暖,已为世人所瞩目.利用代表性较好的全国160个站1951～1999年逐年逐月气温资料,分析了80年代以来我国年和四季温度的变化,发现中国的气候变暖表现为非均衡响应,区域和季节差异颇大.在区域变化上有“北暖南冷”的趋势,在季节变化上有“冬暖夏凉”的特点.并从数理统计学角度,对温度变化进行显著性检验,得出长江以北地区基本达到了95%以上的信度水平.同时根据335个站,自1951年或50年代初建站以来至1999年日平均温度稳定通过≥10℃积温资料,对近19年与前30年资料进行对比分析,得出≥10℃积温及≥10℃持续日数的变化幅度,发现我国东部中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和寒温带普遍北移,北亚热带和暖温带北移明显,南亚热带和边缘热带变化不大,我国西部地区除滇西南、青藏高原和内蒙古西部所处的各温度带有北移或上抬趋势,其他地区变化不大或略有南压和下移.     

21世纪初青藏高原感热年代际增强对中国东部季风雨带关键区夏季降水年代际转折的影响

基于中国气象局提供的气象站点月值资料,NOAA、CMAP降水格点月值资料,NDVI卫星资料及再分析资料,利用统计方法分析了1961-2014年青藏高原感热与中国东部季风雨带关键区夏季降水的年代际变化,并根据热动力平衡方程结合CESM模式试验解释了21世纪初高原感热异常对关键区夏季降水的影响机理.结果表明：21世纪初,黄淮、江淮地区降水增加,而长江以南地区降水减少.同时,高原感热也发生年代际增强,当春季感热增强后,大气热能上传导致夏季高原近地面产生气旋性环流异常,大气辐合;高层产生反气旋性环流异常,大气辐散.黄淮、江淮地区在对流层中低层受异常偏南风控制,高层受高原上空的大尺度反气旋环流影响产生异常偏北风.此外,高原感热增强通过影响黄淮、江淮地区产生暖平流输送和非绝热加热正异常,该区域产生异常的上升运动,降水量增加.长江以南地区在对流层中低层存在一个异常的反气性环流,有来自海洋的冷平流输送,同时大气非绝热加热在该地区为负异常,产生异常的下沉运动,降水量减少.模式敏感性试验的结果证实了当高原感热发生年代际增强,黄淮、江淮地区水平温度平流及非绝热加热为正异常,而在华南地区为负异常,从而导致黄淮、江淮地区大气上升运动增强,降水增加;而华南地区下沉运动增强,降水减少.

     

土地利用与覆被变化对巢湖湖滨带土壤有机碳组分及酶活性的影响

为了揭示湖滨带土地利用与覆被改变对土壤有机碳库及生态功能的影响,本文选取了巢湖湖滨带（北岸）9个典型样方,分析和比较了表层（0~30 cm）土壤有机碳组分特征以及相关酶的活性.结果表明,巢湖湖滨带不同采样点土壤总有机碳（TOC）含量变化范围为2.88~11.2 g/kg,平均含量为9.12 g/kg,其中原生芦苇（Phragmites australis）湿地土壤TOC含量最高（11.2 g/kg）,而芦苇群落消失后形成的荒滩土壤TOC含量最低,仅为2.88 g/kg.表征湖滨带湿地缓冲性能的土壤阳离子交换量（CEC）也以原生芦苇湿地土壤为最高,并与TOC含量呈现明显正相关.湖滨带表层土壤溶解性有机碳（DOC）和易氧化有机碳（EOC）含量变化范围分别为150~370 mg/kg和1.7~5.2 g/kg,其变化幅度明显高于TOC,其中DOC含量各采样点差异最为显著.除多酚氧化酶外,次生水柳林（Homonoia riparia Lour.）表层土壤几种酶的活性较原生芦苇湿地土壤皆有所上升,特别是蔗糖酶活性增加幅度最为明显.受人类活动干扰较大的湖滨绿地公园和人工草滩土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶酶活性普遍显著低于原生芦苇湿地.除多酚氧化酶外,土壤中几种酶活性与土壤有机碳组分EOC和DOC含量均呈现显著的正相关,其中蔗糖酶活性与DOC含量之间相关系数最高（r=0.907）,其相关性均达到极显著水平.土壤溶解性有机碳和蔗糖酶可以作为表征因土地利用与覆被变化导致湖滨带湿地退化以及生态恢复效果的敏感性指标.     

年代际尺度的拉尼娜事件对中国西南地区冬季气温的影响

本文利用多种资料并基于统计分析方法,详细分析了 1970-2019年期间的拉尼娜事件与我国西南地区(四川、重庆、贵州、云南)冬季气温的关系.结果表明,拉尼娜事件对西南地区冬季气温的影响有明显的年代际变化,1970-1996年期间的拉尼娜年冬季西南地区气温均偏低,并表现为"冷干型"特征;而1997-2019年期间的拉尼娜...     

鄱阳湖湿地溶解性有机质的光化学属性对水体光活性中间体(PPRIs)季节性变化的影响

湿地的水文和水化学在时空尺度上会呈现显著差异,进而会引发光化学反应的变化,光活性中间体(PPRIs)是水体间接光反应的产物,具有极强的氧化性,对水环境中有机物和污染物的归驱具有重要的影响,因此迫切需要探究湿地中PPRIs的产生过程。本研究通过捕获剂法监测了鄱阳湖湿地4个季节水体中3种PPRIs(¹O₂、·OH及³CDOM^*)的产生速率和稳态浓度的变化,并通过紫外吸收光谱、三维荧光光谱、以及傅立叶变换离子回旋共振质谱等技术对水体中可溶性有机质(DOM)组分的化学特征进行分析,揭示了鄱阳湖湿地不同季节水体中的DOM的光化学反应特性及与PPRIs产生的相关性。结果发现:鄱阳湖夏季和秋季水体的pH值、溶解有机碳(DOC)浓度较高,相反,硝酸盐、亚硝酸盐浓度在夏季和秋季较低。夏季和秋季的DOM中芳香族化合物丰度较高,并且木质素丰度明显高于冬季和春季。不同季节鄱阳湖水体有色可溶性有机物产生能力依次为秋季>夏季>冬季>春季。夏季和秋季水体中¹O₂和·OH产生速率和稳态浓度显著高于春季和冬季水体。pH、DOC、E2/E3、脂类、蛋白类及木质素类与PPRIs产生速率展现出了良好的正相关关系,尤其是其中的DOC与木质素类组分;另外在三维荧光指标结果中,荧光指数(FI)和新鲜度指数(β/α)与PPRIs呈现负相关关系,证明FI值越低即DOM陆源性越高、非新生DOM比例越高,则PPRIs产生速率越高。综上,PPRIs的光化学产生与植物源DOM密切相关。与春季和冬季相比,夏季和秋季鄱阳湖水体的有机质高,而其中DOM组分中芳香族化合物丰度较高,主要来自陆生植物和土壤有机质,其有机质的腐殖化水平较高,而在春季和冬季水体有机质主要来自湖泊本身和微生物产生的有机质,属于内源。淹水植物残体降解过程释放的有机组分,对夏、秋季DOM的来源和组成有着极易被忽视的影响和作用,而其中光化学活性较强的有机组分如木质素是造成其PPRIs产率更高的主要原因。     

北方半干旱区土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响:以岱海流域为例(2000-2018年)

土地利用/覆被变化对明晰气候变化和人类活动对湖泊水环境的影响有重要作用.以北方典型农牧交错的岱海流域为研究对象,基于遥感解译技术、马尔可夫转移矩阵、综合污染指数法等方法,对2000-2018年岱海流域土地利用/覆被和湖泊水质的变化进行分析,并结合冗余分析法和计量分析模型探究长时间序列尺度下土地利用/覆被变化对湖泊水质的...