近60 a新疆大气水分亏缺的时空变化特征

在全球陆地大气水分亏缺(VPD)已经增加、并将持续增强的背景下,新疆大气环境是否趋于干旱化值得探讨。利用1961—2020年地面气象观测资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,研究了新疆VPD的分布及时空演变特征。结果表明：(1)近60 a来新疆VPD整体呈现显著增加趋势,增幅为0.015 kPa·(10a)^-1。VPD在2005年发生突变,突变前为弱波动变化,突变后呈增加趋势。(2)各季节VPD均以增势为主,其中春、夏季增幅较大,冬季增幅最小。春、秋季VPD突变特征与年变化较为一致,夏季略晚(2006年出现突变)。(3)空间分布上,VPD呈现“山区低、盆地高”的鲜明格局。时空演变分析表明,全疆大范围地区(近83.65%的气象站点)VPD呈增势变化,而VPD呈下降趋势的站点多分布在天山山脉东段的北麓以及南疆盆地的北、西北缘。季节尺度上,春季VPD呈增势变化的站点数占比最高(96.15%),是新疆大气水分胁迫范围最广的时段,而冬季大气水汽含量相较稳定。     

1961-2018年淮河流域热浪事件时空变化特征

利用淮河流域1961-2018年逐日最高气温与平均气温格点数据,在对基于绝对阈值和相对阈值的热浪事件识别方法进行改进的基础上,分析了逐年的热浪强度、烈度、频次、最长历时等时空变化特征.结果 表明,淮河流域基于固定气温阈值的绝对热浪(＞35℃)的多年平均强度为10.27℃、烈度为1.82℃,频次为1.3次;基于热浪指数的...     

淮河流域洪涝变化动力系统研究

非线性现象是现代科学最重要的研究课题之一，地理现象无不存在着非线性，目前，地理学对非线性现象的研究多从分形角度开展，对其本质－混沌的研究较少，在先前关于淮河流域洪涝变化序列及其非线性特征研究的基础上，运用混沌理论和微分议程理论，对淮河流域洪涝变化混沌动力系统进行了初步研究，重建了一个3维2次非线性模型，研究表明，淮河流域洪涝变化混沌动力系统具有较Lorenz等典型混沌系统更复杂的形式。     

1960~2014年淮河流域极端气温和降水时空变化特征

基于淮河流域33个气象站点1960~2014年逐日气温和降水数据,利用Mann-Kendall检验和克里金插值法分析了极端气温、降水指数的时空变化规律。结果表明：① 近55 a来,冷极值呈显著下降趋势,暖极值表现为波动上升趋势;日较差（DTR）呈显著下降趋势,这与最低气温的增加幅度比最高气温大有关;② 总降水量（PRCPTOT）和强降水日数（R10,R20）表现为缓慢下降趋势,1 d最大降水量（RX1day）、连续5 d最大降水（RX5day）以及降水强度（SDII）呈缓慢上升趋势,但变化趋势均不显著;③ 空间变化上来看,霜冻日数（FD0）、冷夜日数（TN10p）、热夜日数（TR20）和暖夜日数（TN90p）在流域大部分地区变化趋势显著,而降水极值在全流域未表现出一致上升或下降趋势,且变化趋势在全流域均不显著;④ 基于流域当前气象站点数据,极端气温、降水指数变化趋势未表现出高程相依性;⑤ 流域大部分极端气温、降水指数变化趋势介于中国南北方流域之间,表现出一定的南北过渡带特色。     

淮河流域高温热浪时空演变规律及成因分析

基于淮河流域1960—2014年39个气象站点数据、太平洋气候因子和NECP/NCAR再分析数据基础,利用空间Ward-like层次聚类分析划分4个子区域,通过体感温度的高温热浪指数分析淮河流域不同分区的夏季高温热浪时空演变特征,并通过EOF分析、相关性分析和大气环流遥相关等进一步揭示淮河流域高温热浪演变机理。研究表明：① 1960—2014年淮河流域夏季高温、高温热浪开始时间和持续时间均呈先增后减的趋势,20世纪80年代由暖相位进入冷相位,2010年后由冷相位进入暖相位;② 淮河流域各分区高温热浪开始时间呈现区域差异,分区1的高温热浪事件开始时间最早（平均为5月28日）,分区3次之（平均为6月1日）,分区2和分区4高温热浪开始时间最晚;③ 淮河流域轻度热浪发生频次最多平均为1.24次/a,中度热浪发生频次次之,平均为0.37次/a,重度热浪发生频次最少,平均为0.04次/a;淮河流域高温热浪事件与太平洋东部变暖（厄尔尼诺）或变冷（拉尼娜）变化相同。④ 青藏高原和内蒙古低压减弱导致了热浪高温事件的增加。分区4和分区1发生热浪的时间主要发生6、9月,分区2和分区3热浪发生时间集中在7、8月。分区1（西部）和分区4（东部）与Niño3、Niño1+2、MEI和PDO的相关性较高,分区2和分区3与Niño3.4、PNA相关性较高。     

淮河流域洪涝变化的耗散性

混沌理论中,人们提出了一些非线性复杂现象的分析方法。在这些方法的启发下,我们曾研究了淮河流域洪涝变化的分形特征和混沌性。在先前研究的基础上,该文以淮河流域洪涝变化为对象,通过表征相空间轨道附近平均收缩(发散)特征的Lyapunov指数,定量地分析和论证了淮河流域洪涝变化的耗散性。淮河流域洪涝变化耗散性的定量论证标志着在地理系统非线性研究方面进行了新的尝试和探索     

淮河流域极端径流的时空变化规律及统计模拟

以淮河流域蚌埠闸以上20 个水文站点1956-2010 年日径流量观测数据资料为基础,采用游程检验、趋势检验和Mann-Kendall 检验法分析年最大日径流量的变化规律。分别采用年最大值法(annual maximum,AM) 和超门限峰值法(peaks over threshold,POT) 抽取径流序列样本, 运用广义极值分布(generalized extreme value distribution,GEV) 和广义帕累托分布(generalized Pareto distribution,GPD) 两种极值统计模型对规范化样本进行拟合,分析淮河流域极端径流的时空变化规律。研究表明:1956-2010 年,淮河流域蚌埠闸以上的研究站点中,10 个站点的年最大日径流量有减少的趋势,另外10 个站点有不显著的增加趋势。极端径流事件大多发生在20 世纪60、70 年代,且以汛期居多。淮河流域的极端径流主要来自淮河干流、淮南山区和伏牛山区。使用Kolmogorov-Smirnov (K-S) 法检验发现,GEV和GPD分布分别能较好的拟合AM和POT序列。采用百分位阈值法、平均超出量函数图法和超定量洪峰法三种方法选取阈值,对于淮河流域的极端径流事件模拟而言,百分位阈值法较好。     

淮河流域洪涝变化吸引子维数研究

淮河流域洪涝序列的功率谱表现出了较好的混沌谱特征,这是序列呈分形结构的内在原因。洪涝序列及其不同平滑序列的关联维数表明,序列平滑程度越大,关联维数越小,关联维数反映了序列所在系统的层次,是系统结构复杂性的重要量度,是 系统建模所需独立变量的控制参数。要恰当地描述淮河流域洪涝发生系数,需构造至少５个状态变量的动力学系统。     

水分胁迫对冬小麦物质分配及 产量构成的影响

通过设置不同土壤水分条件和不同生育期受旱处理,研究土壤水分条件对冬小麦生长发育的影响。从器官水平上详细考察了水分条件对小麦物质积累、分配以及产量的影响,并建立产量和耗水量关系。在相对适宜的土壤水分条件,茎秆所占比例较小,为24%,穗部则占56%;而过度灌溉和水分亏缺条件下,茎秆所占比例较大,分别为36%和37%,穗部比例相对较小,仅为43%和48%。各种条件下均以茎秆对产量的贡献量大。相对适宜的土壤水分条件,茎秆对产量的贡献量最大,为0.308g/茎;水分亏缺条件下,叶鞘对产量贡献量较适宜土壤水分条件的叶鞘贡献量要大,分别为0.18克/茎和0.09克/茎;而过度灌溉条件下各器官对产量的贡献量均较小。根据实测产量和蒸散耗水量模拟的产量、水分利用效率与蒸散耗水量的关系可知：禹城地区在现有的肥力水平和栽培管理措施下冬小麦的理论最大产量为6240kg/hm²,蒸散耗水量为473mm,而获得最高水分利用效率的蒸散耗水量为403mm。由于该地区地下水埋深浅,地下水对冬小麦生育期需水量的补给作用明显,试验年份冬小麦拔节期至成熟期地下水补给量占同期耗水量的22%。     

淮河流域蚌埠闸以上地区夏玉米生育阶段水分供需时空变化特征研究

作物水分供需量是进行科学合理灌溉的重要参考依据,水分供需不平衡也是引起农业旱涝的根本原因。基于淮河流域蚌埠闸以上地区及周边1961—2015年共91个气象站点的日尺度气象数据,借助有效利用系数法计算夏玉米有效降水量,采用联合国粮食及农业组织（FAO）建议的Penman-Monteith（P-M）公式和作物系数法计算需水量,分析夏玉米水分供需时空变化特征,并探讨典型站点夏玉米生育期内水分盈亏状况。结果表明：① 近55a来,研究区夏玉米全生育期和各生育阶段有效降水量呈南高北低的分布特征,各站点趋势变化不明显;② 夏玉米全生育期和各生育阶段需水量大致呈南低北高的纬向分布,全生育期和各生育阶段呈显著减少趋势,只少数站点未通过显著性检验;③ 夏玉米全生育期和各生育阶段缺水量大致呈纬向分布特征,全生育期和播种-出苗期呈显著减少趋势,其余生育阶段趋势变化不明显。     

淮河流域降水过程时空特征及其对ENSO影响的响应研究

基于淮河流域35个站点1961~2008年日降水资料,从成因角度研究不同厄尔尼诺-南方涛动事件（ENSO）事件对流域降水过程时空演变特征的影响。研究表明：① 流域降水过程出现沂沭泗河水系变干、淮河水系降水量缓慢增大的特征。② CPW年,年最长连续降水日数、年最长连续降水量的距平变化幅度大且为负值;EPC年,年最长连续无降水日数较常年明显增多;EPW年,连续降水日数变长、连续降水量减少。③ ENSO对流域强降水影响较大,在CPW和EPW年淮河水系暴雨、大雨日数较常年多,而沂沭泗河水系暴雨、大雨日数比常年少;EPC年与此相反。④ ENSO对连续4 d以上降水影响显著,其中EPC年影响最大。     

安徽淮河流域全新世环境演变对新石器遗址时空分布的影响

Importance has been attached to the research of the impact of Holocene environmental change on the origins of human civilization and human survival at home and abroad by the academic circles (Bevan and Rooseveit, 2003; Binford, 1997; Xia et al., 2003; Zhu…     

淮河流域经济增长与生态环境质量变化的关系——来自1998-2007年安徽淮河流域的经验

基于淮河流域安徽段8个地市1998—2007年经济与环境统计数据,构建了淮河流域环境库兹涅茨曲线模型,系统分析了淮河流域经济增长与生态环境质量变迁的关系。研究结果表明,在考查期内,淮河流域人均GDP基本呈逐年递增趋势,工业废水排放量、工业废气排放量、工业固体废物产生量等环境污染指数均较高;淮河流域经济增长与生态环境之间的关系曲线基本呈现上升趋势,不完全符合典型的库兹涅茨曲线特征,伴随着经济快速增长的同时,生态环境也在不断恶化。因此,为保证淮河流域经济环境的协调发展,各级政府要不断增加环保经费投入,大力发展循环经济,注重开发洁净煤技术,充分挖掘旅游资源的潜力,大力加强环保执法力度,努力推进新型工业化道路。     

淮河流域单季稻气候风险研究

综合考虑单季稻气候适宜性水平及其变率变化,构建单季稻的风险度模型,运用滑动建模技术对淮河流域单季稻的气候风险性进行了动态分析与评估。根据风险分布将淮河流域单季稻温度、降水、日照和气候风险大致分为三种类型:低风险型、中风险型和高风险型;在时间变化上,近几十年来,淮河流域单季稻气候风险度有逐渐增加的趋势;并随着时间的推移,在空间上东部风险较低的区域有逐渐降低的趋势,而西部气候风险高的地区有进一步增大并向东部沿海扩展的趋势。     

五原县土地利用变化时空特征分析

本文以五原县1996年和2010年土地利用变更调查成果为依据,对五原县土地利用动态变化进行分析,提出土地利用变化的驱动力.     

淮河流域洪涝特征初步研究

本文以《中国近五百年旱涝分布图集》为基础,采用一定的洪涝指标计算方法,建立了淮河流域近500年洪涝序列。在此基础上,从统计特征、时序特征和分形特征等方面讨论了淮河流域洪涝的基本特征。分析表明,淮河流域各等级洪涝具有较高的发生频次,且具有相对集中性特点和一定的持续发生机率;淮河流域洪涝具有不同长度的阶段性或周期性,存在约460年、150年和60-80年的周期及一些更小尺度的波动;淮河流域洪涝具有一定标度范围内的统计分形特征,时间分维值随洪涝强度的增加而降低,与洪涝周期呈反相关关系。时间分维是描述洪涝特征的一个较好的物理量,可能对揭示洪涝规律和进行有效预报具有重要作用。     

隋唐与北宋淮河流域湿地系统格局变迁

基于"国家地理基础信息数据库"和<中国历史地图集-隋唐、北宋>为主信息源,生成隋唐(公元581-907年)和北宋(公元960-1127年)时期淮河流域湿地系统宏观格局分布图,结合淮河流域的相关历史地理文献,分析了隋唐和北宋时期淮河流域湿地系统的宏观格局变化,探讨了该历史时期淮水流域湿地系统的主要湿地类型的变化趋势、驱动与效应.研究表明:隋唐和北宋时,淮水流域湿地系统的宏观格局变化不大,隋唐时处在稳定阶段,北宋时处在较稳定阶段.河流和湖沼等自然湿地宏观分布格局变化小,是当时流域湿地系统保持宏观格局稳定的基本原因.流域湿地系统变化主要来自于以运渠、库塘和灌溉沟渠等为主的人工湿地的发展和演变,隋唐王朝的宏观政策促进了当时流域各类人工湿地的发展;唐末-北宋熙宁元年,流域各类人工湿地因战争等政治原因大量荒废:北宋中期后因系列新政实施,流域人工湿地又得以再次发展.隋唐-北宋时淮河流域人工湿地的变化与历代王朝的政治、经济和文化的发展存在一定程度上的关联影响.     

淮河流域水环境污染防治能力空间差异

采用淮河流域35个地市2010年社会经济、网络调查和水环境污染相关数据,在突出主导因素和可操作原则的基础上,系统的构建了流域水污染防治综合评价体系,运用熵权法对流域各市水污染防治能力进行评价,并采用GIS空间分析方法对流域水环境污染防治能力的总体、局部的空间差异变化、特征和规律进行探索。结果表明: ① 淮河流域各地市水污染防治能力普遍较低,且呈现显著空间差异性,流域水污染防治能力整体呈现干流高于支流,下游高于中游,中游高于上游的梯级趋势;② 流域经济发达地区防治能力明显高于欠发达地区,省会城市防治能力远高于普通地级市;③ 流域水污染综合防治能力空间分布与流域实测水质空间分布高度契合,即防治能力较高地区水质普遍较高,防治能力较低地区水质则较差。     

宁夏日照时数的时空变化特征分析

基于宁夏回族自治区9个气象站点1959—2008年的日照时数资料,采用气候倾向率分析、Kriging空间插值分析和morlet小波功率谱等方法,对宁夏日照时数的变化特征进行了分析。结果表明,近50 a来,宁夏年平均日照时数总体呈减少趋势,平均减少幅度为-2.23 h/10a,2000年以来显著减少;冬季日照时数呈减少趋势,春季则呈增加趋势。宁夏日照时数空间差异明显,表现为自北向南呈增加趋势;北部绿洲区和中部区日照时数呈减少趋势,南部山区呈增加趋势,其中,中北部以银川市日照时数减少幅度最大,而南部山区以固原市增加幅度最大。周期分析表明,北部绿洲区存在显著的11 a和7 a周期,中部为5 a和4 a的周期,南部山区存在7 a和4 a周期。     

东亚沙尘区域时空变化特征分析

沙尘天气是东亚地区常见的灾害性天气之一,强沙尘天气的发生不仅导致建筑物倒塌、人畜伤亡、植被破坏,还会导致火灾、空气污染等环境问题,对人体健康、社会经济活动及其全球沙尘循环产生重要影响。然而从东亚地区沙尘天气在长时间序列区域特征角度上系统分析的研究较少。基于此,本文利用1981—2019年东亚地区697个地面气象站点沙尘数据,分析了其区域时空分布特征。结果表明:空间上,东亚沙尘天气集中在位于内陆干旱区的蒙古国和中国西北地区,其中弱沙尘天气集中在中国北方地区,而强沙尘天气则集中在蒙古国。月变化上,东亚沙尘天气集中在春季(3—5月份),在相对低纬度的中国青藏高原北麓沙尘天气3月份最多,位于中纬度的中国北方大部分地区4月份最多,而较高纬度的哈萨克斯坦东部和蒙古国5月份最多。年际变化上,40a间东亚沙尘呈减少趋势,尤其是在2000年之后多项生态工程的有效实施下中国北方大部分区域沙尘天气显著减少,但近几年内蒙古中西部地区强沙尘天气呈增长趋势;在生态环境较脆弱的蒙古国和塔克拉玛干沙漠等区域弱沙尘天气和强沙尘天气均呈增长趋势。本研究对准确地掌握东亚沙尘分布特征和防范沙尘灾害具有重要意义。