沙拐枣属(Calligonum L.)植物物候对长期气温变化的响应

由新疆维吾尔自治区气象信息中心提供的1977—2006年吐鲁番气象资料统计得知:近29年气候有变暖趋势,线性变暖速率为每10年0.72℃,29年来吐鲁番地区年平均气温共上升2.06℃。结合吐鲁番沙漠植物园沙拐枣属植物的物候观测积累资料,分析了4个组的芽膨胀、开始展叶、同化枝开始变色、同化枝初落的时间变化趋势及其与温度变化的响应关系。结果表明:(1)1977年以来,沙拐枣属(Calligonum L.)植物刺果组(Sect.Medusa Sosk.et Alexandr)物候期最晚;同化枝开始变色为泡果组(Sect.Calliphysa(Fisch.et Mey.)Borszcz)晚于翅果组;其他3种物候期中,泡果组物候期最早,基翅组(Sect.Calligonum)和翅果组(Sect.Pterococcus(Pall.)Borszcz)均居中。4个组的芽膨胀和开始展叶时间大部分呈提前趋势,同化枝开始变色和同化枝初落时间呈推后趋势。(2)4个组的芽膨胀与年平均气温、春季气温呈显著负相关(p0.05)。年平均气温每升高1℃,泡果组、刺果组、基翅组、翅果组的芽膨胀时间分别提前4.5d、4.3d、4.1d、8.3d;同化枝开始变色和同化枝初落时间变化不明显。芽膨胀对温度变化的响应程度显著大于同化枝开始变色和同化枝初落。     

华中地区历史物候记录与1850-2008年的气温变化重建

根据历史日记中的华中地区春季植物物候、清代档案中的湖南4地降雪日数记载和区内5个树轮宽度年表,以及植物物候期、雪日观测记录等代用资料;以器测的华中整个地区的逐年气温距平为校准序列,采用逐步回归方法,结合逐一剔除法验证和方差匹配技术,重建了1850-2008年华中地区年均气温变化序列。结果表明:1自1850年以来,华中地区气温变化以年际至年代尺度波动为主要特征;但至1990年以后则迅速增暖,并超出了原有的年代际波动水平;而1920s中期至1940s中期的温暖尽管也持续了20年,但其温暖程度显著低于1990s-2000s。其间,最寒冷年代则分别出现在1860s、1890s及1950s,最寒冷的年份为1893年。2华中地区1850年以来的气温年代际波动周期为10~20年和准35年,其中1920s以前主要为12~14年,但自1940s开始则转为18~20年以及准35年。     

贵阳木本植物物候对气候变化的响应

根据1978~2007年贵阳站的物候和气象资料,分析了贵阳站71种木本植物春秋季芽膨大期、展叶始期、始花期、叶完全变色期和落叶末期等5个关键物候期的变化趋势及其对气候变化的响应。结果表明:自1978年以来,贵阳年平均气温在振荡中明显下降,其中夏季气温降低最为明显,2月平均气温略有上升;春季芽膨大期、展叶始期和始花期等三种物候期均呈现出提前趋势,而秋季叶完全变色期和落叶末期呈现推迟趋势;春季物候期与物候期发生前若干月月平均气温的相关性较好,特别与当月和上月平均气温的相关关系最为显著。其中,2月月平均气温是影响春季三种物候期的关键指标,除此之外,贵阳站2、3月的日照时数也对春季物候期的提前起到促进作用;秋冬季物候期变化和气温、降水、日照时数的相关关系均不明显,这同秋季物候变化的复杂性和秋季物候期所受的影响因素较多有关。     

近50年北京树木物候对气候变化的响应

采用统计学方法探讨了北京地区1963~1988年间20种树木芽萌动期及1950~2000年间4种树木开花期的变化及其对气温变化的响应情况。结果表明,北京树木芽萌动的早晚主要受冬季气温的影响,冬季及秋末气温的升高使春芽萌动有提前的效应。萌芽早的树木萌动期长,萌芽晚的树木萌动期短,前者对温度的变化反应更敏感,且前者的萌动期长度随着萌动期间(主要在早春)气温的升高而缩短,后者的萌动期长度随着初冬、秋末平均最低气温的升高而延长。始花前2~9旬,特别是前5旬(主要是3~4两个月),气温对始花期影响最显著,该时段内始花期对气温的变化反应最敏感。北京春温升高开花期提前,春温每升高1℃,开花期平均提前3·6天。春季树木开花物候与春季气温的年际、年代间的波动基本对应,但波动幅度不一致。     

1901-2012年陕西降水、气温变化特征

利用英国东英格兰大学气候研究中心CRU最新发布的1901-2012年的月平均气候资料,分析陕西近百年降水、气温的时空分布特征。结果表明:(1)年平均降水南北差异较大,陕南降水多且年际变化最大,西安为年际变化的第二高值中心。(2)陕西降水具有明显的年代际变化周期,20世纪40年代之前降水变化较平缓,40年代后降水变化幅度变大,异常偏多或偏少的年份较多。(3)降水的EOF1表现为整体的正异常,体现了陕西年平均降水的一致变化,EOF2主要表现为陕西南部和陕西东北部的反相位振荡,且具有显著年际变化周期。(4)陕西气温近112年有两个偏冷期:20世纪20年代之前和50年代到90年中期,20世纪20年代到50年代和90年代后期以来为偏暖期。与全国气温变化不同,第二个暖期是从90年代开始迅速升温,滞后于全国气温变化,且气温的最高值出现在90年代而不是40年代。(5)气温的第一模态解释了总模态的88.4%,且表现为陕西一致的正异常,表明陕西平均气温空间变化的一致性,Morlet小波分析显示其有2~4年的周期震荡和16年左右的年代际变化周期。     

1981-2019年全球气温变化特征

1981—2019年全球气温变化特征是揭示全球气温变化的空间差异性以及实现全球共同应对气候变化的关键。本文基于7套再分析数据,采用气候变化速率及空间插值等分析方法,分析了1981—2019年全球气温变化时空特征及主要国家气温变化。结果表明：1981—2019年全球陆地气温以0.320 ℃/10a的速率呈极显著升高趋势,年平均气温增加了0.835 ℃;南、北半球陆地气温变化速率分别为0.147 ℃/10a、0.362 ℃/10a,均呈极显著增加趋势,分别增加了0.874 ℃、0.828 ℃。全球陆地80%面积上气温呈现显著增加趋势,年平均气温升高速率最大的区域位于80°N~90°N,其次是70°N~80°N、60°N~70°N,高纬大于中、低纬,格陵兰地区、乌克兰、俄罗斯等中高纬度国家或地区增温速率较快,尤以格陵兰地区增加速率最快,气温变化速率为0.654 ℃/10a;增温最慢的地区主要位于新西兰和赤道附近的南美洲、东南亚、非洲南部等地,气温变化速率不足0.15 ℃/10a。本文统计的146个国家中,年平均气温呈显著增加趋势的国家136个,占93%;气温无显著变化的国家10个,占6.849%。1981—2019年全球增温2.0 ℃以上、1.5 ℃以上、1.0 ℃以上的国家分别为4个、34个、68个,分别约占统计国家的2.740%、23.288%、46.575%。本文认为1998年以来全球并没有出现气温变暖停滞的现象。     

1981-2011年川南山区地温和气温的变化特征

利用气象站点1981—2011年逐日0 cm土壤温度和气温数据,运用基本统计、线性回归、累积距平和信噪比分析了川南山区6个分区地温和气温的空间分布、变化趋势以及突变特征,分析并对比了地温和气温的关系。结果表明：川南山区年均地、气温变化范围分别在15.6~20.5 ℃和12.2~17.2 ℃之间,呈现出北低南高、高山低河谷高的空间分布格局。31 a来6个分区的年均地、气温均有显著上升趋势,但季节变化差异明显,冬季地、气温的增温率高于夏季。从不同区域来看,高山地带(Ⅵ区)的年、季增温趋势最为显著,是其他区域的2~6倍,且地、气温在1990年左右发生突变;河谷地带(Ⅱ区)的年、季温度变化最小且未发生突变。各区地温和气温呈极显著正相关(P<0.01),具有较高的一致性,但也存在非对称增温现象。山地(Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ区)的年均、季均地温和河谷(Ⅰ区)的春季地温增温比气温更加强烈,故地气温差出现显著上升趋势,甚至发生突变。     

东北三省耕地物候期对热量资源变化的响应

选取1998-2010 年期间的SPOT/VGT NDVI逐旬时间序列数据、物候观测数据和气候数据,利用函数拟合方法、GIS空间分析和统计方法,分析了东北三省不同耕地物候期对热量资源变化的响应关系。首先,基于拟合数据提取了耕地物候期特征(包括生长季开始期、峰值期、结束期与生长季长度等),验证结果显示与不同作物的观测物候期存在明显对应关系,能较好地反映作物物候期特征的宏观时空分异。其次,分析了1991-2009 年期间区内主要农业热量资源(≥ 10 oC初日,初霜日,温度生长期天数和≥ 10 oC积温) 的时空变化特征。最后,重点分析了1998-2009年期间耕地物候期特征对热量资源变化的响应。结果表明,生长季开始期与≥10 oC初日在松嫩平原北部、三江平原东部和吉林省中东部的正相关系显著(P < 0.01);生长季长度与温度生长期天数亦在上述区域内表现为显著正相关关系(P < 0.05);然而,生长季结束期与初霜日的相关关系整体上较不明显;此外,生长季长度与≥ 10 oC积温的相关关系存在两种相反的情形,在松嫩平原西北部、三江平原、吉林省中部和辽宁省中部的负相关关系显著(P < 0.05),而黑龙江省中南部和三江平原部分区域,两者相关系数达到0.55 (P < 0.05),分别反映了作物生长发育周期的缩短态势和中早熟作物被中晚熟作物替代的趋势。     

1951-2010 年中国气温变化分区及其区域特征

以中国623 个测站1951-2010 年逐日气温观测资料为基础数据, 通过正交旋转因子分析对1951-1980、1961-1990、1971-2000、1981-2010 年4 个时间段的年、冬、夏半年气温变化特征进行分区, 并探讨分区结果的季节和年代际差异。结果表明:依据年、夏半年气温变化特征, 可将全国划分成8 个不同的区域, 且研究时段内年、夏半年气温变化的空间结构比较稳定;而依据冬半年气温变化特征, 可将全国划分为7 个变化区, 且冬半年气温每30 年分区结果存在着明显变化。另外, 通过对区域平均气温距平序列的变化趋势分析可以得出:1951-2010 年间, 中国各区域气温均呈上升趋势, 升温趋势最快的是东北区(0.30 ℃∕10a), 最慢的是华南区(0.13 ℃∕10a);各区域升温过程不同步, 东北区与滇藏高原区显著增暖趋势在1961-1990 年开始出现, 而其他区域则发生在1971-2000 年及1981-2010 年。     

1963-2012年中国主要木本植物花期长度时空变化

花期物候变化研究对赏花活动安排、园林景观布置和致敏花粉防治等具有重要意义。现有研究对始花期与盛花期的变化趋势已有较为深刻的认识,但很少有研究辨识了花期长度的时空变化。本文基于“中国物候观测网”观测数据,统计了1963-2012年中国42个站点23种广布木本植物的花期长度变化趋势,分析了花期长度变化的时空格局、种间差异和变化形式。主要结论为：所有的259条花期长度时间序列中,61.39%的序列呈延长趋势,其中显著延长的占21.24%（P<0.05）。灌木花期的延长趋势比乔木更加显著。东北地区南部、华中和华东地区的多数站点花期长度主要呈缩短趋势。在东北地区北部、华北、西南和华南地区,大多数物种的花期长度呈延长趋势。花期长度变化趋势在20°N~22°N间最大（0.94 d/a）。西部地区（87°E~112°E）的花期长度变化趋势（平均0.28 d/a）高于东部地区（平均0.05 d/a）。花期长度的总体变化可分为3个阶段：1963-1980年（偏短）、1981-1997年（与多年平均值接近）和2001-2012年（偏长）,但不同物种的花期长度变化存在显著差异。在花期长度延长的序列中,43.39%是因开花始期提前程度大于开花末期;在花期长度缩短的序列中,62.00%是因开花始期提前程度小于开花末期。     

中国东北耕地物候期对气候变化的响应(英文)

We investigated the responses of cropland phenophases to changes of agricultural thermal conditions in Northeast China using the SPOT-VGT Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ten-day-composed time-series data, observed crop phenophases and the climate data collected from 1990 to 2010. First, the phenological parameters, such as the dates of onset-of-growth, peak-of-growth and end-of-growth as well as the length of the growing season, were extracted from the smoothed NVDI time-series dataset and showed an obvious correlation with the observed crop phenophases, including the stages of seedling, heading, maturity and the length of the growth period. Secondly, the spatio-temporal trends of the major thermal conditions (the first date of ≥10℃, the first frost date, the length of the temperature-allowing growth period and the accumulated temperature (AT) of ≥10℃) in Northeast China were illustrated and analyzed over the past 20 years. Thirdly, we focused on the responses of cropland phenophases to the thermal conditions changes. The results showed that the onset-of-growth date had an obvious positive correlation with the first date of ≥10℃ (P < 0.01), especially in the northern part of the Songnen Plain, the eastern part of the Sanjiang Plain and the middle and eastern parts of Jilin Province. For the extracted length of growing season and the observed growth period, notable correlations were found in almost same regions (P < 0.05). However, there was no obvious correlation between the end-of-growth date and the first frost date in the study area. Opposite correlations were observed between the length of the growing season and the AT of ≥10℃. In the northern part of the Songnen Plain, the eastern part of the Sanjiang Plain and the middle part of Jilin and Liaoning Provinces, the positive correlation coefficients were higher than the critical value of 0.05, whereas the negative correlation coefficients reached a level of 0.55 (P < 0.05) in the middle and southern parts of Heilongjiang Province and some parts of the Sanjiang Plain. This finding indicated that the crop growth periods were shortened because of the elevated temperature; in contrast, the extended growth period usually meant a crop transformation from early- or middle-maturing varieties into middle or late ones.     

Spatio-temporal responses of cropland phenophases to climate change in Northeast China

We investigated the responses of cropland phenophases to changes of agricultural thermal conditions in Northeast China using the SPOT-VGT Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ten-day-composed time-series data, observed crop phenophases and the climate data collected from 1990 to 2010. First, the phenological parameters, such as the dates of onset-of-growth, peak-of-growth and end-of-growth as well as the length of the growing season, were extracted from the smoothed NVDI time-series dataset and showed an obvious correlation with the observed crop phenophases, including the stages of seedling, heading, maturity and the length of the growth period. Secondly, the spatio-temporal trends of the major thermal conditions (the first date of ≥10℃, the first frost date, the length of the temperature-allowing growth period and the accumulated temperature (AT) of ≥10℃) in Northeast China were illustrated and analyzed over the past 20 years. Thirdly, we focused on the responses of cropland phenophases to the thermal conditions changes. The results showed that the onset-of-growth date had an obvious positive correlation with the first date of ≥10℃ (P < 0.01), especially in the northern part of the Songnen Plain, the eastern part of the Sanjiang Plain and the middle and eastern parts of Jilin Province. For the extracted length of growing season and the observed growth period, notable correlations were found in almost same regions (P < 0.05). However, there was no obvious correlation between the end-of-growth date and the first frost date in the study area. Opposite correlations were observed between the length of the growing season and the AT of ≥10℃. In the northern part of the Songnen Plain, the eastern part of the Sanjiang Plain and the middle part of Jilin and Liaoning Provinces, the positive correlation coefficients were higher than the critical value of 0.05, whereas the negative correlation coefficients reached a level of 0.55 (P < 0.05) in the middle and southern parts of Heilongjiang Province and some parts of the Sanjiang Plain. This finding indicated that the crop growth periods were shortened because of the elevated temperature; in contrast, the extended growth period usually meant a crop transformation from early- or middle-maturing varieties into middle or late ones.     

花信风与我国公元六世纪气候的重建

对宋朝程大昌的《二十四番花信风》的历史渊源进行了考征,认为它是出自六世纪(南朝梁时)的"荆楚岁时记".它也是一种重要的物候学文献和物候历,进而根据它推测了当时的气候。经对比分析显示,六世纪冬春季的开花现象比现在早1～2候,而晚春与初夏的开花现象与现在差不多,说明当时冬春季比现代温暖,而夏季温度与现代差不多。     

气候变化情景下中国自然生态系统脆弱性研究

本研究以动态植被模型LPJ 为主要工具,以区域气候模式工具PRECIS 产生的A2、B2和A1B情景气候数据为输入,模拟了未来气候变化下中国自然生态系统的变化状况,应用脆弱性评价模型,评估中国自然生态系统响应未来气候变化的脆弱性。结果表明:未来气候变化情景下中国东部地区脆弱程度呈上升趋势,西部地区呈下降趋势,但总体上,中国自然生态系统的脆弱性格局没有大的变化,仍呈现西高东低、北高南低的特点。受气候变化影响严重的地区是东北和华北地区,而青藏高原区南部和西北干旱区受气候变化影响,脆弱程度明显减轻。气候变化情景下的近期气候变化对我国生态系统的影响不大,但中、远期气候变化对生态系统的负面影响较大,特别是在自然条件相对较好的东部地区,脆弱区面积增加较多。     

2005-2010年中国自然灾害救助应急响应的区域分异特征

应急响应是政府管理部门进行高效、科学应对各类突发事件的重要保障,受到世界各国的重视。针对重大自然灾害启动的自然灾害救助应急响应分四级,一般重大灾害一般启动四、三级响应,而特大灾害则需启动二、一级响应。本文统计分析了2005-2010年中国自然灾害救助应急响应的启动情况,结果表明:①应急响应南北分异特征明显,主要是由针对我国南方地区频繁发生的洪涝和台风灾害启动的四、三级等低级别响应决定,反映了近年一般重大灾害的发生以南方地区为主。②应急响应也呈现东西分异特征,其中,尤以针对中西部地区发生的特大地震、罕见的山洪泥石流以及影响严重的旱灾和低温雨雪冰冻等灾害启动的二、一级等高级别响应最为明显,反映了近年中西部地区灾害损失偏重发生。③中国针对各灾种的应急响应的区域分布特点,大致反映了各灾种的地理分布规律。     

气候变化背景下1981-2010年中国玉米物候变化时空分异

基于中国玉米种植区内114个农气站1981-2010年的长序列物候观测数据,量化分析了玉米8个连续物候期的时空分异特征和相应的生长阶段长度变化规律。结果表明：1981-2010年间,玉米生育期内平均温度和有效积温(GDD）呈现增加趋势,降水量和日照时数呈现减少趋势。气候变化背景下,玉米物候期发生了显著变化。春玉米物候期以提前趋势为主,包括西北内陆玉米区春玉米、西南山地丘陵玉米区春玉米;夏玉米和春夏播玉米各物候期在不同区域均呈现推迟的趋势,西北内陆玉米区夏玉米各物候期推迟的幅度大于黄淮平原夏玉米各物候期推迟的幅度。玉米物候期的变化改变了相应生长阶段的长度,中国春/夏/春夏播玉米营养生长期（播种期—抽雄期）呈现不同程度的缩短趋势,而对应的生殖生长期（抽雄期—成熟期）呈现不同程度的延长趋势;春玉米生育期（播种期—成熟期）延长,夏/春夏播玉米生育期缩短。     

Reponses and sensitivities of maize phenology to climate change from 1981 to 2009 in Henan Province,China

With the global warming, crop phenological shifts in responses to climate change have become a hot research topic. Based on the long-term observed agro-meteorological phenological data (1981–2009) and meteorological data, we quantitatively analyzed temporal and spatial shifts in maize phenology and their sensitivities to key climate factors change using climate tendency rate and sensitivity analysis methods. Results indicated that the sowing date was significantly delayed and the delay tendency rate was 9.0 d·10a^-1. But the stages from emergence to maturity occurred earlier (0.1 d·10a^-1<θ<1.7 d·10a^-1, θ is the change slope of maize phenology). The length of vegetative period (VPL) (from emergence to tasseling) was shortened by 0.9 d·10a^-1, while the length of generative period (GPL) (from tasseling to maturity) was lengthened by 1.7 d·10a^-1. The growing season length (GSL) (from emergence to maturity) was lengthened by 0.4 d·10a^-1. Correlation analysis indicated that maize phenology was significantly correlated with average temperature, precipitation, sunshine duration and growing degree days (GDD) (p<0.01). Average temperature had significant negative correlation relationship, while precipitation, sunshine duration and growing degree days had significant positive correlations with maize phenology. Sensitivity analysis indicated that maize phenology showed different responses to variations in key climate factors, especially at different sites. The conclusions of this research could provide scientific supports for agricultural adaptation to climate change to address the global food security issue.     

Community resilience,natural hazards,and climate change: Is the present a prologue to the future?

ABSTRACT

The nexus of natural hazards, climate change, and community resilience poses both conceptual and methodological challenges. One key consideration is the underlying notion of dynamic change or transformation in the systems that affect community resilience—social systems, natural systems, technological systems—and the degree to which the interdependencies influence who is resilient, to what, where, and to whom. The article examines community resilience from the broad perspective of affluent societies and illustrates the considerable variability in both the temporal and spatial nature of community resilience to natural hazards in the short term, and climate changes in the longer term, especially in more affluent societies. The author finds that, given the rapidity of environmental, social, economic, political, technological, and cultural changes, present circumstances and remedies may not be adequate predictors or precursors of future conditions. She concludes that the challenges associated with community resilience, natural hazards, and climate change require transformational thinking and action if achievements are to be made in terms of significant disaster risk reduction and any semblance of a sustainable future when extreme weather events will be the norm, not the exception.