喀斯特石漠化区植被生态质量变化及其驱动因素分析—以贵州为例

基于构建的能够同时反映植被覆盖和生产能力的植被综合生态质量指数,采用趋势分析、相关分析和残差分析等方法,对贵州喀斯特石漠化区植被生态质量变化及其驱动因素进行研究。结果表明：（1）2000-2021年喀斯特石漠化区植被综合生态质量指数呈上升趋势,增速为0.7a-1,石漠化区内除省的西南部、中部和北部局地显著降低外,占94.59%的区域植被生态质量均呈显著上升;（2）植被综合生态质量指数与降水、气温的偏相关系数均以正相关性为主,其中显著正相关区分别占17.48%、68.79%,与气候因子的复相关系数以正相关分布为主,显著正相关区占到81.79%,石漠化区内气候变化的综合作用有利于植被生态质量的提高;（3）喀斯特石漠化区植被生态质量变化受气候变化和人类活动共同驱动,两者的贡献比例分布为18.84%、81.16%,人类活动起主导作用,近年来全省实施的生态建设工程对喀斯特石漠化区植被改善具有明显的促进作用。     

基于MODIS NDVI的广西西南典型生态区植被变化对比监测

利用2001—2010年MODIS NDVI逐16 d合成数据对广西十万大山和桂西岩溶山地两个典型生态区植被进行对比监测,分析植被年内变化特征及年际变化趋势。利用同时期的气温和降水量数据,分析两个典型生态区植被NDVI对气温和降水量的响应差异。结果表明:十万大山和桂西岩溶山地生态区年内MODIS NDVI变化特征相似,均表现出"夏秋高,冬春低"的趋势,其中十万大山生态区植被覆盖相对稳定,季节变化较小。近10 a来两个生态区植被均以改善为主,植被改善面积与退化面积比例均约为3∶2。植被年际变化幅度较小,长势较稳定。降水量、平均气温与十万大山生态区植被NDVI的相关性总体上好于桂西岩溶山地生态区,两个生态区植被与降水的相关性较一致。在夏季多表现为负相关,春、秋、冬3季多表现为正相关,这与广西降水时段集中且强度较大的特点有关。由于植被类型的显著差异,两个生态区与气温的相关性具有显著差异。     

中国不同干湿区植被变化及其与气候因子的关系

中国各区植被覆盖和气候特征多样,植被覆盖变化和气候变化及植被对气候因子的响应存在明显的区域差异,研究不同气候区植被变化及其与气候变化的关系可以为各区针对性地应对气候变化、制定植物保护和生态环境修复政策提供科学依据。本文首先基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)的土地覆盖数据,根据植被带的分布确定了划分中国干湿区的指标,其次利用归一化植被指数(NDVI)分析不同干湿区域NDVI的时空变化特征,最后探讨了NDVI变化与温度、降水的关系。结果表明：(1)中国区域200 mm、500 mm和800 mm年降水量等值线分别与荒漠/草地、草地/农田、农田(草地)/森林植被带的分界线吻合,气候过渡带对应着植被过渡带,这些等值线作为划分干湿气候区的指标比较合理。(2)中国年平均NDVI从东南向西北递减,从小到大依次为干旱区(0.11)、半干旱区(0.35)、半湿润区(0.57)、湿润区(0.68)。1982～2015年中国大部分区域NDVI呈显著的增加趋势,区域平均的NDVI在干旱区、半干旱区分别以0.002 (10 a)^-1、0.008 (10 a)^-1的趋...     

广西喀斯特地区植被覆盖度和净初级生产力对SPEI干旱指数的响应差异

干旱是影响广西喀斯特地区植被的最主要气象灾害,选择合理的遥感植被参数能更客观地反映干旱对植被的影响。本研究选择植被覆盖度（fractional vegetation cover, FVC）和净初级生产力（net primary productivity, NPP）分析喀斯特地区不同地形条件下和不同林种FVC和NPP对标准化降水蒸散指数（standardized precipitation evaportranspiration index, SPEI）的响应差异,为喀斯特地区植被干旱影响定量化评估提供科学依据。结果表明：（1）喀斯特地区FVC和NPP对SPEI响应具有明显季节性差异,FVC和NPP对SPEI的响应一致性在春季最高,夏季次之,秋季差异最大。（2）不同林种FVC和NPP在年尺度上对SPEI响应差异小,但季节尺度响应差异大。年尺度上,FVC和NPP对SPEI响应敏感性大小分别为经济林>桉树类>松树类>阔叶林>杉木类>灌木林>竹林、经济林>松树类>桉树类>阔叶林>杉木类>灌木林>竹林,FVC和NPP对SPE...     

广西电网电力负荷变化特征与气温的关系及其预测

通过分析1997-2003年5～10月广西电网电力负荷月、周和节假日的变化特征，及与气温的相关关系，发现：电力负荷基本呈逐年增加的趋势，工作日和非工作日有着不同的变化特征，电力负荷与气温有明显的相关关系。采用逐步回归方法，建立了广西电网逐日电力负荷预测模型，对2002-2003年模型的拟合结果及2004-2005年模型的预测结果分析表明：模型对广西逐日电力负荷具有较好的拟合和预测效果，对逐日电力负荷的季节变化具有较好的拟合效果，尤其是夏季预测与实况趋势基本吻合。     

华中电网日负荷与气象因子的关系

从华中电网4省1997年2月至2000年5月逐日的电力负荷资料中分离出随气象因子变化的气象负荷，分析了气象负荷和同期的气象资料的相关关系，重点研究了气象负荷随气温变化的规律，探讨了华中各省气象负荷与气温关系的异同。研究表明华中电网日负荷与日平均气温的相关关系明显，在日平均气温大于20℃时相关系数为正，小于20℃时为负，在气温为25－28℃时负荷对气温的变化最敏感。     

广西电网电力负荷变化特征与气温的关系及其预测

通过分析1997-2003年5-10月广西电网电力负荷月、周和节假日的变化特征,及与气温的相关关系,发现:电力负荷基本呈逐年增加的趋势,工作日和非工作日有着不同的变化特征,电力负荷与气温有明显的相关关系。采用逐步回归方法,建立了广西电网逐日电力负荷预测模型,对2002-2003年模型的拟合结果及2004-2005年模型的预测结果分析表明:模型对广西逐日电力负荷具有较好的拟合和预测效果,对逐日电力负荷的季节变化具有较好的拟合效果,尤其是夏季预测与实况趋势基本吻合。     

云南省典型涝夏特点及其与相关因子的关系分析

利用云南省125个气象站1961－1998年6－8月降水量资料，确定典型涝夏年，分析发生特点，并讨论其与大气环流、ENSO事件、青藏高原积雪变化及太阳黑子相对数等因子的关系，以期为云南省夏季降水趋势预测提供有意义的指示因子。     

气象因子变化与山西农业的关系

本文利用４０多年大同、太原、长治、临汾的气象资料，对太阳辐射、温度、降水、蒸发以主风等气象因子分年代、分季节进行统计分析，结果表明：山西４０多年气象因子变化呈现出冬、秋、春增高、夏温降低；年代平均降水量逐年代递减，其中以夏、秋两季中南部减少明显，而春季降水８０年代以来略有增加；蒸发量与大风九随着年代增加大为减少，从而导致山西气候有向干暖化转变的迹象。     

全球粮食气象产量及其与降水量变化的关系

利用全球150个国家和地区1951~1985年（部分国家为1951~1991年）小麦和水稻的原始产量及降水量资料,分析了小麦和水稻气象产量的特征、全球粮食气象产量与降水量变化的关系。结果表明,气象产量的贡献约占作物产量的3%~14%,且小麦和水稻气象产量占作物产量比重的分布具有明显的地域性。气象产量大都服从正态分布,其长期变化在地域性分布上有一定的规律,在时间分布上存在准12年、准8年和准2年周期。气象产量同降水量关系密切,欧洲、非洲中南部和南美洲大部的小麦气象产量与年降水量呈反相关,而非洲北部和中东则呈正相关,除非洲西部、孟加拉国和黑海附近等少数地区外,全球大部分国家和地区水稻气象产量与降水量呈明显的正相关。     

中国东北植被动态变化及其与气候因子的关系

基于GIMMS/NDVI数据,采用小波分析方法,在年内、年际尺度上研究了1982—2006年我国东北区域地表植被的动态变化,并分析了温度、降水等气候因子对植被动态变化的影响。结果表明:东北区域地表植被动态变化特征显著,总体上珋INDV(描述归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)年际尺度平均状况)沿东北—西南方向递减,其中林地珋INDV及ΔINDV(描述NDVI年内变化)最大,分别为0.41和0.70,草地最小;草地区域珋INDV平均增加6.21%,耕地珋INDV有小幅增加,林地有所减小。温度、降水是影响地表植被动态变化的重要因素,总体上与温度的相关系数大于与降水的相关系数,年内尺度的相关系数大于年际尺度的相关系数;在年际尺度上,NDVI与温度的相关系数以耕地最大,平均为0.60,耕地和林地区域NDVI与降水的相关性不显著;在年内尺度上,NDVI与温度、降水的相关系数以林地最大,分别为0.90和0.75;滞后相关分析表明,在年际尺度上,温度对地表植被的影响随着滞后时间的延长以近似线性的趋势降低;在年内尺度上,温度、降水的影响随着滞后时间的延长而加速减小,温度和降水对林地的影响均较快;降水的影响较温度的持续时间更短。     

华南春季降水的年代际变化及其与大气环流和海温的关系

利用1960—2010年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA提供的海表温度资料以及太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)指数,分析了华南春季降水的年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系。结果表明:华南春季降水经历了偏少(1960—1971年)—偏多(1972—1992年)—次偏少(1993—2010年)三个阶段。第一阶段少雨期,500 hPa上西风气流较平直,不利于北方冷空气南下,华南地区的暖气团也不活跃,对应的水汽通量散度为异常辐散。第二阶段多雨期,500 hPa高度上,高原北部脊偏强,利于冷空气南下,与华南地区活跃的暖湿气团汇合,对应的水汽场上为水汽异常辐合。第三阶段少雨期,500 hPa西风气流上的槽脊系统偏强,利于北方强冷空气南下,孟加拉湾地区的南支槽填塞,南方暖湿空气向华南的输送减弱。华南春季降水与PDO指数存在正相关关系,从不同季节来看,在年代际时间尺度上,前期秋季的PDO指数与华南春季降水的正相关显著,PDO处于负位相时,华南春季降水偏少,反之亦然;从华南春季降水年代际变化的不同阶段来看,PDO指数与华南春季降水的正相关在1960—1971年少雨期较显著。     

中国南方春季降水年际变化强度的年代际变化及其与海温异常的联系

基于1979—2014年中国756个站逐月降水资料,以及ERA-interim再分析资料、哈德莱中心的逐月海表温度资料,通过EOF和相关分析等统计方法,研究了1979—2014年中国南方春季降水年际变化强度的年代际变化,以及与之相关联的环流特征和海温异常信号。结果表明:中国南方春季降水年际变化强度的空间分布在不同的年代有着明显的差异,1979—1994年间,华南(SC)春季降水的年际变化强度较大,这与该段时间内春季西太平洋海表温度异常(SSTA)以及前期冬季南太平洋海温三极子(SPT)年际变化强度较大有关,西太平洋(WP)的冷(暖)SSTA会在局地激发出异常的下沉(上升)运动以及反气旋性(气旋性)环流,并通过一个垂直环流,使得华南地区出现异常的上升(下沉)运动,导致华南地区春季降水增多(减少),前冬的SPT则通过影响春季WP的SSTA从而间接影响华南的春季降水。而1995—2006年间,则是长江中下游地区(YZR)春季降水的年际变化强度更强,这可能是与这一时期年际变化加强的春季南印度洋偶极子(SIOD)有关,春季SIOD为正(负)位相时,副高异常偏强(弱)、偏西(东),有(不)利于太平洋上的水汽向长江中下游地区输送,同时中高纬西伯利亚高压脊偏弱(强),东亚大槽较浅(深),干冷空气偏北(南),使得长江中下游地区降水偏多(少)。     

哈尔滨市空气质量特征及其与气象要素的关系

利用哈尔滨市2014—2016年逐日空气质量指数(AQI)数据,结合同期气象观测资料,分析了哈尔滨市空气质量的变化特征、主要污染物及与主要气象要素之间的关系。结果表明:近3 a间,哈尔滨空气质量为良级别的天数最多,占47%,达到污染级别的天数占31%,2016年空气质量最佳,优良级别的天数达到284 d,占全年78%;春夏季AQI指数较低,秋冬季AQI指数明显偏高,9月空气质量全年最佳,1月空气质量最差; PM_(2. 5)是造成哈尔滨空气污染的最主要污染物,其次是PM₁₀、NO_2和臭氧8 h(O3-8 h); AQI与气压之间以正相关为主,秋冬季最为显著;与风速主要表现为负相关,冬季尤为显著;与气温的关系受到采暖的干扰差异较大,年尺度及秋冬季呈负相关,月尺度呈正相关;与降水日数呈负相关;与相对湿度冬季表现为显著正相关,而5—9月为负相关。     

南京市空气中花粉特征及其与气象条件关系

根据2003-2004年南京市气象局花粉观测数据,对南京市空气中花粉浓度变化规律进行研究。结果表明,南京市花粉浓度呈双峰型分布,花粉浓度最高的月份分别出现在4-5 月和9-10月,其中以4-5月份花粉浓度最高,浓度最低月份出现在12月至翌年1月。悬铃木花粉为春季最主要的致敏性花粉,其花粉数量占全年花粉总数量的27%,其次为枫杨和藜科;秋季花粉污染主要是葎草和豚草,分别占全年花粉数量的3.03% 和1.00%。研究发现,风速、风向会影响空气中花粉传播距离,温度和降水会影响空气中花粉浓度。     

乌鲁木齐市酸雨变化特征及其与气象因子的关系

利用1992-2018年乌鲁木齐国家基本气象站酸雨监测资料共1316个采集样品,统计分析降水样品中pH值和K值变化特征及其与气象因子的关系。结果表明：近27 a乌鲁木齐市年平均pH值为6.64,酸雨发生频率仅为4.56%,大气降水主要以中性和碱性降水为主,年平均pH值呈微弱的上升趋势,且pH值在1998年发生突变,在四季中从大到小顺序为：夏季>秋季>春季>冬季;采样期间,年平均K值为90.40 μs·cm^-1,且呈下降趋势,2001年发生突变,在四季中由高到低的顺序与pH值相反,即：冬季>春季>秋季>夏季;乌鲁木齐市出现酸雨时地面和高空风向以偏北风为主,pH值与风速呈正相关,K值与降水量呈负相关;由于近年来乌鲁木齐市在采暖季实行"煤改气",大大减少煤炭的用量,使大气所含SO₂等含硫化合物明显减少,其次是近年来市政府加大了对环境污染治理,酸雨出现频率较2007年以前有明显减少。     

江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系

本文利用2013—2017年江苏70个环境监测站资料和13个国家气象观测站常规观测资料,研究江苏臭氧污染特征及其与气象因子的关系。结果表明:江苏臭氧质量浓度和超标率逐年增长,其空间分布特征由东部沿海城市大于西部内陆城市逐渐转为东西部城市差异不明显,南部城市超标率总体高于北部;4—9月臭氧质量浓度处于较高水平,夏季超标占一半以上;日变化呈"单峰单谷"型,15时(北京时间)前后超标率最大,O_(3-8 h)较O_(3-1 h)峰值推后3—4 h;O_3对空气质量不达标的贡献率呈逐年上升趋势;臭氧质量浓度与颗粒物和前体物NO_x日变化呈反相关,且存在"周末效应"。江苏地区臭氧质量浓度总体与气温正相关,相对湿度负相关,气温高于25℃、相对湿度30%～50%区间、风速低于4 m·s~(-1)以下易出现高浓度臭氧;苏南的城市主要在东南风向对应较高的值,而苏北城市多在西南风向对应的较高臭氧质量浓度值。     

Evolution of ENSO-related rainfall anomalies in Southeast Asia region and its relationship with atmosphere–ocean variations in Indo-Pacific sector

The Southeast Asia rainfall (SEAR) anomalies depend strongly on phases of El Niño (La Niña). Using an extended empirical orthogonal function (EEOF) analysis, it is shown that the dominant EEOF mode of SEAR anomalies evolves northeastward throughout a period from the summer when El Niño develops to spring the following year when the event weakens. This evolution is consistent with northeastward migration of the ENSO-related anomalous out going radiation field. During boreal summer (winter), the strong ENSO-related anomaly tends to reside in regions south (north) of the equator. The evolution of dominant mode of SEAR anomalies is in tandem with the evolution of ENSO-related sea surface temperature (SST) anomalies. The strengthening and weakening of “boomerang-shaped” SST in western Pacific, the changing sign of anomalous SST in Java Sea and the warming in Indian Ocean and South China Sea are all part of ENSO-related changes and all are linked to SEAR anomaly. The anomalous low-level circulation associated with ENSO-related SEAR anomaly indicates the strengthening and weakening of two off-equatorial anticyclones, one over the Southern Indian Ocean and the other over the western North Pacific. Together with patterns of El Niño minus La Niña composites of various fields, it is proposed that the northeastward evolution of SEAR anomaly is basically part of the large-scale eastward evolution of ENSO-related signal in the Indo-Pacific sector. The atmosphere–ocean interaction plays an important role in this evolution.     

北极海冰及其与气象要素年际关系的年代际变化

利用Hadley海冰密集度资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系的年代际变化。结果表明,北极海冰存在显著的年代际变化,且有较强的区域性。东西伯利亚海和波弗特海海冰融冰量的平均值变大且方差增大,格陵兰岛以东洋面海冰融冰量的量值和变率均在减弱。对3个不同气候时段内北极海冰融冰量进行EOF分解,前两个模态均在3个气候时段发生显著的年代际变化,东西伯利亚海海冰融冰量的增加与EOF第一模态年代际变化相关,而EOF第二模态则明显造成了波弗特海海冰的年代际消融。并且,与之相应的大气环流也出现了明显的年代际变化,它们与AO/NAO的年际关系也存在年代际转折,融冰量第二模态与AO的年际关系更为紧密,1960—1990年第二模态与AO的相关系数仅为0.186,而1980—2010年相关系数已升高至0.367。整个北冰洋的海冰融冰量与AO的年际关系也出现了年代际增强,尤其是东西伯利亚地区海冰融冰量与AO的年际关系发生了年代际增强,1980—2010年两者相关达到了0.4以上。而波弗特海融冰量与AO相关系数变化较大,1960—1990年其的相关系数高达-0.488,1980年后却减少至0.161。然而AO却未发生明显的年代际变化。造成北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系发生年代际变化的主要因子之一是波弗特高压,其年代际减弱使得极区向东西伯利亚海和波弗特海的海冰输送减弱,导致这两个区域海冰减少,使得AO与北极海冰的年际关系发生了年代际转折。