1955—2021年黄土高原地区相对湿度时空演变规律

黄土高原是我国气候变化敏感区,研究该区相对湿度(RH)时空演变及其与地理因子、气象要素之间的关系,有利于全面了解黄土高原气候变化规律。基于黄土高原及其周边地区90个气象站点逐日RH观测资料,利用趋势分析、敏感性分析和空间插值等方法,分析了1960—2021年及生态工程实施前后RH变化特征。结果表明：(1)时间上,黄土高原地区年均RH为57.66%,以-0.376%·(10a)^-1速率显著减少(P<0.05),经历了“减弱-增强-减弱”年代际变化特征;除秋季以微弱幅度增大外,其他季节皆呈减少趋势,且减少幅度春季最高[-0.945%·(10a)^-1],冬季最少[-0.194%·(10a)^-1]。(2)空间上,黄土高原年及春夏秋季平均RH皆呈自南向北逐渐降低,而冬季表现为南部最高、中北部自东向西逐渐降低;年均及四季平均RH变化趋势空间态势各异。(3)在黄土高原生态工程实施后,年及春夏冬季平均RH不同程度减少,年及夏冬季的趋势变化皆由增大转为减少;所有时序RH均值及趋势变化的空间特征存在较大差异,最典型的趋势变化组合类型是...     

1960~2014年河南极端气温事件时空演变分析

基于河南1960~2014年18个气象台站逐日最高温、最低温、平均气温实测数据,采用线性趋势、相关分析等方法,根据选取的16个极端气温指数,分析了河南省极端气温变化趋势和空间差异,探讨了极端气温指数的影响因素以及与该区气候变化的关系。结果表明：① 河南近55 a来日最高气温的极小值、最低气温的极大/小值、暖昼/夜日数、夏季日数、热夜日数、暖持续日数、生物生长季呈现增大/加趋势;日最高气温的极大值、冷昼/夜日数、冰/霜冻日数、冷持续日数和气温日较差呈现减小/少趋势。② 极端最低气温的变暖主要发生在黄淮海平原区、豫西南南阳盆地以及豫南桐柏山-大别山山地丘陵区;而极端最高气温的变暖则主要发生在豫西山地丘陵区。③ 与中国其他地区相比,河南极端气温近55 a的变化速率较慢,低温出现的日数显著减少;但近20 a来大部分极端气温指数的变化速率均提高了2倍多,表明该区极端气温进入了加速变化阶段。④ 相关分析表明河南极端气温指数变化可以指示该区气候变化,且地形条件是该区极端气温空间变化的控制因素。     

中国畜牧业发展的时空演变及趋势分析

依据现有统计资料，结合我国畜牧业的实际情况，对我国畜牧业的发展在时空上进行分析。得出我国畜牧业20年以来发展的三个阶段,即畜牧业发展的恢复时期、快速发展时期、稳步发展时期。并总结出我国畜牧业生产的空间变化特点：畜牧业产区总体变化不大，局部有所变动。提出我国畜牧业已经形成了以牛肉、奶类、禽蛋生产为主的东北区、以生产猪肉、禽蛋为主的黄淮海区和长江中游区以及以生产牛、羊肉为主的西南区。     

1958-2006年玛纳斯河流域水系结构时空演变及驱动机制分析

为了研究玛纳斯河流域水系结构演变状况,利用其1958、1976、1987、2006年4期遥感影像图,在ArcInfo支持下进行目视解译,根据解译结果,定量分析了水系长度、密度、分枝比、长度比和分维等参数的变化特征,并探讨其主要驱动因素.研究表明:1958-2006年玛纳斯河流域水系变化满足Horton定律,水网数目及河道平均长度随水网级别呈几何级数变化,并且水网密度、水系长度比、分枝比等参数持续增大;流域内绿洲地区水网密度高于南部源流山区与北部荒漠区,这种区域差异是由不同生态经济单元的自然生态环境类型、社会经济发展状况,综合发展需求及生态修复重建等方面共同决定的;玛纳斯河流域水资源量近50年来不断增加,人口数量持续攀升,耕地与绿洲面积不断扩大等因素是玛纳斯河流域水网结构演变的主要驱动力.然而耕地不能无限扩大,绿洲也不能过度扩张,要以水资源的承载能力为限,因此确定合理的绿洲面积,优化水系结构,提高水资源利用效率将成为今后研究的重点.     

基于对象时空模型的郑洛地区史前聚落遗址群时空演变分析

依据面向对象的思想,建立聚落群对象时空数据模型,对聚落遗址群分别求取中心点和面积,进而得到中心点的演变速度、轨迹和聚落群遗址密度,在此基础上分析郑洛地区史前聚落群时空演变规律。结果表明:1)从聚落群合解历程看,裴李岗时期、仰韶前期几乎无分化,仰韶后期东西对峙,龙山时期分级明显,中央聚落群初现规模;2)4个时期聚落群中心点先向西南快速移动,然后向东北移动,速度由慢到快;3)聚落群遗址密度呈上升趋势,前3个时期上升缓慢,龙山时期上升明显。     

中国宗教版图演变的时空分析

基于中国宗教场所数据,以市为研究单元,以佛教、道教、伊斯兰教和基督教为研究对象,应用数理统计和空间分析相结合的方法,剖析了以宗教场所为代表的中国宗教版图分布的时空变化,揭示了中国主要宗教的分布规律及发展趋势。结果表明：建国后特别是改革开放以来,中国宗教得到了长足发展;中国宗教场所发展不平衡,不同宗教间、不同区域间发展差异较大;不同宗教采取的扩张模式和扩张策略有所不同,主导了宗教空间格局的时空演化,优势宗教区域空间格局变化明显;汉族地区和少数民族地区形成了不同的宗教景观;不同宗教存在过度集聚和急剧扩张现象;不同区域的不同宗教亦呈现了不同的发展模式。     

基于超效率SBM模型的中国城市碳排放绩效时空演变格局及预测

由CO₂排放所引起的气候变化是当今社会所关注的热点话题,提高碳排放绩效是碳减排的重要途径。目前关于碳排放绩效的研究多从国家尺度和行业尺度进行探讨,由于能源消耗统计数据有限,缺乏城市尺度的研究。基于遥感模拟反演的1992—2013年中国各城市碳排放数据,采用超效率SBM模型对城市碳排放绩效进行测定,构建马尔可夫和空间马尔可夫概率转移矩阵,首次从城市尺度探讨了中国碳排放绩效的时空动态演变特征,并预测其长期演变的趋势。研究表明,中国城市碳排放绩效均值呈现波动中稳定上升的趋势,但整体仍处于较低的水平,未来城市碳排放绩效仍具有较大的提升空间,节能减排潜力大;全国城市碳排放绩效空间格局呈现“南高北低”特征,城市间碳排放绩效水平的差异性显著;空间马尔科夫概率转移矩阵结果显示,中国城市碳排放绩效类型转移具有稳定性,且存在“俱乐部收敛”现象,地理背景在中国城市碳排放绩效类型转移过程中发挥重要作用;从长期演变的趋势预测来看,中国碳排放绩效未来演变较为乐观,碳排放绩效随时间的推移而逐步提升,碳排放绩效分布呈现向高值集中的趋势。因此未来中国应继续加大节能减排力度以提高城市碳排放绩效,实现国家节能减排目标;同时不同地理背景的邻域城市之间应建立完善的经济合作联动机制,以此提升城市碳排放绩效水平并追求经济增长与节能减排之间协调发展,从而实现低碳城市建设和可持续发展。     

中国港口时空格局演变及影响因素分析

港口是水路运输的枢纽和重要节点,对区域经济的发展起着重要作用。以我国规模以上港口为研究对象,运用指数分析与齐夫定律对近年来我国港口规模的区域差异、等级规模变化进行分析,通过灰色关联度模型确定影响港口规模的主要因素,结果发现:我国港口吞吐量增长迅速,以外贸运输为主;港口规模的区域差异与规模等级差异逐步缩小,各港口吞吐量呈现位序-规模分布,分形结构由单分形转为双分形,齐夫参数呈下降趋势;不同省级行政单元经济水平对港口规模影响存在差异,分为区域拉动型、外向经济型、腹地中转型和补充导向型。     

基于节水视角的中国水资源压力时空演变及影响因素分析

基于水资源节约视角,采用区域水资源规划消耗量占该地区水资源可利用量的比重来测算水资源压力指数,运用趋势分析、探索性数据分析(ESDA)方法对2005-2017年中国31个省市水资源压力指数空间格局演化特征与空间相关性进行分析,并选取8个相关变量,采用地理探测器探究影响水资源压力指数空间分异的因素,结论如下:①研究期内,...     

2000年来中国人口地理演变的Agent模拟分析

以基于自主体模拟为建模工具。建立了包含气候、农业、社会影响因素的中国2000年来人口地理演变模型。基于该模型对南北人口格局的转变、东西人口格局（即胡焕庸线）的形成以及2000年来全局人口分布演化的动力机制做了分析。研究结果表明：在不考虑气候变化、农业生产潜力波动以及社会因素影响的情景下,中国各省人口模拟值与实际值的相关系数达到0．9733,省区间初始农业生产潜力差异决定了人口的基本分布状态,是人口分布特征的内在因素．对人口地理演化具有深远的影响：中国人口分布南重北轻的人口分布格局发生在910年代左右．以安史之乱导致的战祸和动荡的社会条件为主要演化动力：胡焕庸线中国人口东西部分布格局形成于1235-1255年代左右,以1230-1260A．D．的气候突变为该人口分布特征线形成的主要动力：气候变化对2000来历史人口分布的全局演化过程中起了主导驱动作用,在单影响要素的情景中,气候变化对全局人口分布形成的贡献率最大,为0．9869,进一步,气候变化对人口地理演化的影响以1230-1260A．D．的气候突变为转折点表现为阶段性差异。     

基于VIC模型的逐日土壤含水量模拟

基于VIC(Variable Infiltration Capacity)大尺度水文模型,采用实测的日降水和日最高、最低气温数据,模拟了近35年(1971~2005)全国范围30 km×30 km分辨率的逐日土壤含水量。文章利用43个流域的实测流量资料,率定模型水文参数,建立和验证水文参数移用公式,确定无资料地区的水文参数。选取全国范围内的28个站19年的土壤含水量实测值,对模拟的土壤含水量进行了验证。结果表明,VIC模型较好地模拟了土壤含水量,尤其是在湿润和半湿润地区。模拟的0~100 cm的土壤含水量多年平均值与实际的全国土壤水分分布较为一致。     

中国北方沙尘暴与地温场的相关分析

利用1954—2003年历年沙尘暴实测资料,分析了沙尘暴与3.2 m深度地温场及降水场的关系。结果表明：强沙尘暴多发年与少发年地温场分布差异明显;多发年地温偏低,少发年地温偏高。4月多雨时,沙尘暴频数少,反之频数多。3.2 m地温具有很好的季际连续性,故可以利用冬季甚至上年秋季的地温场来预测春季沙尘暴频次的多寡。     

Spatial Analysis of the Soil Carbon Sequestration Potential of Crop-residue Return in China Based on Model Simulation

Crop-residue return is a recommended practice for soil and nutrient management and is important in soil organic carbon (SOC) sequestration and CO₂ mitigation. We applied a process-based Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model to simulate the spatial pattern of topsoil organic carbon changes from 2001 to 2010 under 4 crop-residue return scenarios in China. The carbon loss (28.89 Tg yr^-1) with all crop-residue removal (CR0%) was partly reduced by 22.38 Tg C yr^-1 under the status quo CR30% (30% of crop-residue return). The topsoil in cropland of China would become a net carbon sink if the crop-residue return rate was increased from 30% to 50%, or even 75%. The national SOC sequestration potential of cropland was estimated to be 25.53 Tg C yr^-1 in CR50% and 52.85 Tg C yr^-1 in CR75%, but with high spatial variability across regions. The highest rate of SOC sequestration potential in density occurred in Northwest and North China while the lowest was in East China. Croplands in North China tended to have stronger regional SOC sequestration potential in storage. During the decade, the reduced CO₂ emissions from enhanced topsoil carbon in CR50% and CR75% were equivalent to 1.4% and 2.9% of the total CO₂ emissions from fossil fuels and cement production in China, respectively. In conclusion, we recommend encouraging farmers to return crop-residue instead of burning in order to improve soil properties and alleviate atmospheric CO₂ rises, especially in North China.     

基于模型模拟的中国秸秆还田固碳潜力空间格局分析（英文）

农作物秸秆还田作为农田土壤和养分管理的推荐做法之一,对于土壤有机碳(SOC)固定和CO_2减排具有重要意义。本研究利用环境政策综合气候模型(EPIC)模拟了4种作物秸秆还田情形下2001年至2010年中国农田表层土壤有机碳变化及其空间格局。模拟结果显示,秸秆完全移除(CR0%)下的土壤有机碳损失为28.89 Tg yr^–1,当前30%的秸秆还田(CR30%)能够减缓22.38 Tg C yr^–1的碳损失。若秸秆还田率从30%提高至50%(CR50%)乃至75%(CR75%),中国农田表层土壤将变为净碳汇。中国农田表层土壤固碳潜力在CR50%和CR75%情形下分别可达25.53 Tg C yr^–1和52.85 Tg C yr^–1,且在不同农业区存在空间异质性。单位面积土壤固碳潜力在西北和华北地区最高,而华东最低。华北地区具有最高的区域固碳潜力。在这十年间,CR50%和CR75%情形下增加的土壤表层有机碳相当于减少了1.4%和2.9%的中国CO_2排放总量。总之,我们建议鼓励我国农民将原本直接焚烧或用作家用燃料的秸秆返还田间以改善土壤性质和减缓大气CO_2增加,尤其是华北地区更应推行这一举措。     

中国山区经济发展阶段的理论模型与预测

中国山区经济发展离不开全国经济发展的宏观背景,同时亦受到区域发展阶段性规律的制约,处于不同发展阶段的区域经济有着明显不同的产业结构特征和经济发展驱动力。在探讨区域发展机理的基础上,提出利用时空等价概念模型预测中国山区经济发展趋势与人均GDP变化特征。以模型定量研究为基础,在中国宏观经济发展的大背景下,分析山区未来5年、10年、20年不同时段的经济增长状况：在2005~2006年中国山区人均GDP达到8000元左右,在2010~2011年达到12000元左右;最后,通过对中国山区发展阶段定位,确定山区经济发展阶段转换的时机,并对转换的条件提出政策性建议。     

中国北方年极端温度的变化趋势与区域增暖的联系

建立在全国110站的日平均表面温度资料的基础上,着重分析了北方干旱和半干旱地区1951～2000年极端温度发生频率和强度的变化趋势,同时给出了年极端温度变化的变化趋势及区域差异;最后讨论了极端温度的时空特征和区域增暖的相互联系.结果指出:从1951到2000年,在北方干旱和半干旱地区,最低温度发生的频率显著减小,只是趋势开始的时间存在区域差异;与之不同的是,20世纪90年代以前,绝大多数地区最高温度发生的频率没有明显的变化趋势,但近10年却有一个明显的增加趋势;年极端日平均温度强度的分析结果表明:北方地区年最低温度存在显著的减小趋势.从各个分区零温度以下天数的统计结果来看,北方地区近50年来零温度的天数正在减少,且零温度的开始时间推后,结束时间提前.另外,通过分析北方地区极端温度发生的频率及年极端温度和区域增暖的关系发现,当前的增温趋势与极端最低温度发生频率的减少和年最低温度的升高密切相关,近10年极端最高温度的增加加剧了增温的幅度.     

华东地区农田土壤有机碳动态模拟研究——模型的验证与灵敏度分析

以建成的农田土壤有机碳动态模拟模型为基础,增加土壤pH值影响函数,利用3组土壤pH值迥异的长期定位试验数据对模型进行验证。这些定位试验在地理位置、气象条件、农作方式和土壤性质等方面都具有较大差异。结果表明:修正后的模型可以较好地模拟不同pH值条件下土壤有机碳的变化趋势,模拟值和观测值间的线性相关系数(r2)为0.96(n=137);模型输入参数的敏感程度为温度>外源有机碳>土壤pH值>难分解组分初值>降水>土壤粘粒。     

1961~2000年中国区域气温较差分析

利用1961~2000年的观测资料,分别对中国不同区域的月、季和年平均气温日较差,以及月较差、季较差和年较差的变化趋势进行了分析。研究表明,月平均日较差以及季平均日较差均有显著的下降趋势,其中春夏两季的变化趋势最为明显,冬季次之,秋季下降趋势最弱;年平均日较差也显示了较强的下降趋势。月较差显著减小趋势主要发生在冬末和春季;季较差以夏季的变化最显著,其他几个季节都没有明显的下降趋势;但是年较差有很显著的减小。从地域上看,月、季和年平均日较差以东北和新疆的下降趋势最显著,最弱的是华北地区。总体上看,月、季平均日较差北方较南方的下降趋势明显。月较差的减小趋势在北方比南方显著;季较差的下降趋势主要表现在夏季,又以内蒙古到西南一带以及华北地区最显著;年较差东部比西部的下降趋势显著。     

若尔盖高寒湿地土壤氮矿化对温度和湿度的响应

采用原状土矿化培养方法研究了温度和湿度及其交互作用对青藏高原若尔盖湿地土壤（沼泽土和泥炭土）氮矿化的影响。研究表明,氮矿化速率在5～15℃之间对温度的反应较弱,而超过15℃时矿化速率则明显增加;泥炭土的氮矿化速率对温度的响应比沼泽土要敏感;氮矿化速率对淹水和非淹水响应敏感;除了在淹水条件下土壤的温度系数Q10在15～25℃之间较大（4．4左右）外,其余温度和湿度下大致在1～2之间,说明了淹水条件下氮矿化对温度响应最敏感的范围在15～25℃之间。     

基于HASM-SSOR模型的近60年来中国气温与降水变化趋势模拟

为了改善HASM模型计算速度慢及存储量大等问题,提出了一种快速有效算法(HASM-SSOR),并以高斯合成曲面为例验证了该方法的有效性。利用全国752站1951—2010年的气象观测资料,对近60年的平均气温、降水分别采用多元回归与HASM-SSOR相结合的方法及多项式回归与HASM-SSOR相结合的方法进行模拟与分析;近60年平均气温、降水拟合的复相关系数分别为0.9923、0.9987;并对1951-2010年各年代际的平均气温、降水的变化趋势进行拟合与分析,发现各年代际气温变化并不一致,全国平均气温呈上升趋势,平均上升率为0.35℃/10a,全国降水平均变化率为9.4mm/10a,无明显的变化趋势。