黄河源头区地面热状态及冻融特征

冻土是地层与大气通过地面长期热交换的产物,地面的热状态及其冻融过程既表征了大气和各种下垫面对其复杂的热影响,也决定了浅表层冻土热状态及其变化。本文利用黄河源头区51个监测点的地面温度计算了地面冻结和融化指数,分析了冻融过程,并探究了其分异规律。结果表明：(1)研究区年均地面温度变化介于-3.06～1.31°C,呈现极强的空间分异特征,区域上的分异主要受海拔、纬度、NDVI制约(P <0.001),垂直递减率约为0.7°C·(100 m)^-1。NDVI越大即植被条件越好,夏季地面温度越低,冬季地面温度越高。(2)地面冻结指数为851.9～1906.6°C·d,平均1253.3°C·d,地面冻结指数与经纬度相关性较弱,地面完全冻结天数为54～219 d,平均137.1 d;地面融化指数为388.4～1727.2°C·d,平均1039.3°C·d,地面融化指数与海拔、NDVI、纬度、经度显著负相关,完全融化天数为61～156 d,平均128.8 d。(3)地面起始融化时间受地形和局地因素影响较大,发生于3月中旬到5月中旬,起始冻结时间的空间异质性小于起始融化时间,...     

怒江流域中上游地表冻融特征及时空分布

冻土水文过程的复杂性使其分析及模拟较为困难,在研究青藏高原冻土退化水文效应的过程中,需要明确流域内土壤冻结和融化状态的时空变化特征。利用被动微波遥感数据反演获得的地表冻融状态,系统地辨识怒江流域中上游地表冻融状态时空变异特征。结果表明:1.怒江流域贡山水文站以上年平均地表冻结天数270 d的区域占研究区总面积的32.0%,而180~270 d的则约占62.3%,海拔高度每升高1 000 m,年地表冻结天数平均增长约62 d;2.研究区不同年份持续冻结的开始和结束时间差异较大,融化-冻结阶段的9—10月平均气温与阶段末10月地表冻结面积的相关系数为-0.80,而冻结-融化阶段的4—6月平均气温与阶段末6月地表冻结面积的相关系数则为-0.87,均在0.01水平上显著负相关,研究区气温的年际波动导致地表冻结面积、冻结日期、融化日期及冻结持续时间等的年际变化;3.被动微波遥感反演获得的高时间分辨率冻融状态数据,可为气候变化背景下,缺资料高原山地流域大范围地表冻融状态变化分析、流域尺度水文过程模拟等提供良好的数据支撑。     

2000-2016年青海湖湖冰物候特征变化

湖冰物候特征是气候变化的灵敏指示器。基于2000-2016年青海湖边界矢量数据,结合Terra MODIS和Landsat TM/ETM+遥感影像及气象数据,利用RS和GIS技术综合分析青海湖湖冰物候特征变化及其对气候变化的响应。结果表明：① 青海湖开始冻结、完全冻结、开始消融和完全消融的时间分别为12月中旬、1月上旬、3月中下旬和3月下旬至4月上旬,平均封冻期和平均完全封冻期为88 d和77 d,平均湖冰存在期和平均消融期为108 d和10 d。② 近16年间青海湖湖冰物候特征各时间节点变化呈现较大的差异性。湖泊开始冻结日期相对变化较小,完全冻结日期呈先提前后推迟的波动趋势,开始消融日期呈先推迟后提前的波动趋势,完全消融日期在2012-2016年呈明显提前趋势。青海湖封冻期在2000-2005年和2010-2016年呈缩短趋势,但减少速率慢于青藏高原腹地的湖泊。③ 青海湖冻结和消融的空间模式相同,即湖冰形成较早的区域则消融较早,且前者持续时间（18~31 d）整体上大于后者（7~20 d）,二者相差约10 d。④ 冬半年负积温大小是影响青海湖封冻期的关键要素,但风速和降水对青海湖湖冰的形成和消融亦发挥着重要作用。     

1980—2019年中国西北地区降雪和融雪时空变化特征北大核心CSCDCSSCI

西北地区降雪和融雪特征的长期变化对于融雪洪水过程的准确模拟具有重要意义。本研究基于1961—1979年站点观测的日降水和气温等数据,首先对比了湿球温度法、KS方法和双临界气温法计算的降雪量,确定了精度最高的双临界气温方案,进而计算了1980—2019年的日雪雨比,最后分析了雪雨比、降雪开始日期和融雪开始日期的变化规律。结果包括:①春季平均气温呈显著上升趋势,随海拔上升升温速率减小,青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区春季气温上升速率略低于北疆、南疆、河西走廊及内蒙古西部,春季雪雨比在海拔1000 m以上呈显著下降趋势,在青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区呈显著下降趋势;秋季平均气温显著上升,随海拔上升升温速率增大,空间上在青藏高原地区上升速率最快,秋季雪雨比在不同海拔和部分气候分区都呈不显著下降趋势;冬季平均气温在海拔2000 m以上呈现显著升温,且随着海拔的升高升温速率加快,空间上在青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区呈现显著升温,降雪量在1000~2000 m呈现显著增加趋势,空间上在北疆地区呈现显著增加趋势。②降雪开始日期随着温度的升高在所有区域都没有显著的推迟,每一年的降雪开始日期在不同高程带和不同气候区之间的差别没有变化,仍为30~40d。③融雪开始日期在所有海拔区间和气候分区都呈现出显著的提前趋势,每一年的融雪开始的日期在不同高程带和不同气候区的差别仍为25~30d。降雪和融雪特征的变化说明气候变化可能已经对融雪洪水的特征产生了明显的影响。     

中国北方地区四季的时空演变特征

利用中国北方地区及周边58个气象站点1960~2009年的逐日气温资料,结合气候趋势系数和GIS平台,以5 d滑动平均温度作为划分依据,对中国北方地区近50 a来四季的开始时间、长度以及积温的时空变化特征进行分析。结果表明,北方地区四季演变呈一定的径向、纬向和海陆分布规律,且由于地理隔离,存在不连续的高值或低值中心,但整体上呈现以下特征:春夏起始日期提前,秋季推迟,冬季整体变化不大;多数地区春季、秋季和冬季变短,夏季变长,严冬比例减小;多数地区春季温度降低,夏季、秋季和冬季温度升高,严冬平均温度升高。     

1986—2017年呼伦湖湖冰物候特征变化

湖冰冰情物候特征是气候变化的敏感指示器之一。论文以呼伦湖为研究对象,基于MODIS、Landsat、GF-1、HJ-1等多源遥感影像及气象数据,利用RS和GIS技术综合分析了1986—2017年呼伦湖冰情物候特征及其对区域气候的响应。结果表明：① 呼伦湖年均开始冻结时间在10月下旬至11月上旬,从结冰开始到完全封冻的时间平均只有6.4 d;开始融冰时间在次年的4月上旬,消融期平均为32 d左右,到5月初或5月上旬湖冰完全融化。② 1986—2017年,在整个研究期呼伦湖完全封冻期呈现显著缩短趋势,平均缩短18.5 d;完全结冰时间有一定延迟现象,平均延后8.4 d;冰全部融化时间呈现提前趋势,平均提前了11.2 d。③ 湖冰冻结消融空间特征表现不同,冻结时先从湖岸形态较复杂地区结冰,然后由东岸向西岸迅速封冻,消融时先从湖泊西北岸开始,逐渐向东岸融化。④ 在影响因素方面,呼伦湖冰情特征主要受到区域气温、风速、风向等因素的影响。     

1961—2020年青海高原日照时数时空变化特征

太阳辐射是地球系统的主要能源,与人类的生活密切相关。通过选取青海高原50个气象观测站点1961—2020年逐月日照时数数据,分析了青海高原整体、不同纬度地区、不同海拔高度地区日照时数时空变化特征。结果表明：（1）1961—2020年青海高原年日照时数呈显著降低趋势,且在2004年发生突变降低。从空间分布来看,除南部个别站点日照时数持平或略微增加外,其余地区年日照时数均呈显著降低趋势,其中柴达木地区和东部农业区降低趋势最显著。（2）青海高原高纬度地区年日照时数降低趋势显著大于低纬度地区。春季不同纬度地区日照时数变化趋势均较小,夏季和冬季纬度相对较高地区日照时数减少趋势显著大于纬度较低地区,秋季纬度较低和纬度较高地区日照时数减少趋势显著大于中纬度地区。（3）青海高原海拔相对较低地区年日照时数降低趋势显著大于海拔相对较高地区。春季不同海拔高度地区日照时数变化趋势均较小,基本持平或略微减少,夏季和冬季海拔相对较低地区日照时数减少趋势显著大于海拔较高地区,秋季不同海拔高度日照时数均呈减少趋势,但是减少趋势显著性状况差异较大。     

1985-2012年哈尔滨自然历主要物候期变动特征及对气温变化的响应

利用中国物候观测网观测数据,新编制了哈尔滨地区1985-2012年的自然历。通过与原自然历（1963-1984年）比较,揭示了近30年以来哈尔滨地区21个植物99个物候期的变化特征,并通过物候期与气温的相关分析探讨了物候变化原因。结果表明：自1985年以来,哈尔滨的春季、夏季、秋季的物候期开始日期提前,冬季开始日期推迟。其中春季（以白榆叶芽膨大期为代表）、夏季（以暴马丁香开花始期为代表）、秋季（以金银忍冬果实成熟期为代表）分别提前了7天、6天和19天,冬季（以胡桃楸落叶末期为代表）推迟了2天。各物候期在春季、夏季、秋季的平均日期相较于原自然历提前了3~11天,在冬季推迟了3天。四季各物候期最早日期均以提前为主,夏冬季物候期最晚日期有所推迟。另外,各季节内部分物候期出现的先后次序发生了变化。近30年该地区气温的升高是物候季节开始日期提前的首要原因。且不同植物和物候期对气温变化的响应敏感性不同可解释物候季节内物候期先后次序的变化。     

盘锦芦苇沼泽的土壤冻融特征

基于2004~2008年的土壤温度和湿度等数据,分析了盘锦芦苇(Phragmites australis)沼泽的土壤冻融过程及其浅层土壤的水热特征。结果表明,盘锦芦苇沼泽土壤温度变幅随着土壤深度增加而减小;土壤冻融期一般从12月初开始,至3月末或4月初结束。土壤冻融过程表现为单向冻结、双向消融的特征,总体上冻结过程慢,消融过程快。日冻融循环(土壤夜间冻结,白天消融)持续时间较短,冻结期几乎没有明显的日冻融循环,消融期日冻融循环天数不超过10 d。冻融期开始与结束时间、最大冻结深度以及完全冻结期持续时间有显著的年际差异。浅层土壤未冻水含量在完全冻结期低于10%。     

藏北高寒草地土壤冻融循环过程及水热分布特征

利用活动层土壤剖面的温度、水分观测资料,系统研究了藏北高寒草地多年冻土活动层土壤的冻融过程及其水热分布特征。研究表明:1.土壤剖面温度随气温发生周期性波动,具有明显的滞后效应,且随深度增加变幅减小;2.土壤剖面完全冻结天数为109~123 d,日冻融循环主要发生在表层(0~10 cm)土层中,冻融过程可分为不稳定冻结期、完全冻结期、不稳定消融期、和消融期4个阶段;3.受冻融作用影响,土壤含水量呈现"凹"型变化,变化趋势与土壤温度有较好的一致性;4.冻融作用有利于维持藏北高寒草地土壤水分,在季节转换,生态系统碳、氮循环中具有重要作用。     

大小兴安岭多年冻土的主导成因及分布模式

大小兴安岭海拔高度由北向南增高对纬度偏低带来的温升具有相对补偿功能,从而使冻土分区界线大大南凸。大兴安岭山地为一个连续的整体,不宜仅将南部视为山地多年冻土,而将中、北部划为高纬多年冻土。多年冻土南界应在黄岗梁山南麓通过。小兴安岭的多年冻土南界应在呼兰河源中山的南麓通过。大兴安岭北端断续多年冻土区应将伊勒呼里山平均海拔1000 m的中山部分包括在内;岛状融区多年冻土区南伸至阿尔山附近终结;小兴安岭南端汤旺河与呼兰河的河源区存在岛状融区多年冻土闭合圈。     

2000~2014年黑龙江流域（中国）植被覆盖时空变化及其对气候变化的响应

采用MODIS/NDVI数据,利用Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析2000~2014年黑龙江流域（中国）植被的时空变化特征、植被变化发展趋势及可持续性特征;应用相关分析法研究了气候变化对植被生长的影响。结果表明,2000~2014年黑龙江流域（中国）植被NDVI指数呈缓慢增加趋势,山区植被覆盖增加显著,东北部平原区植被覆盖持续退化,总体上植被覆盖持续改善能力较弱。植被NDVI对气候响应的季节差异显著,且不同类型植被对气候因子的响应不一致：春季植被NDVI主要受温度影响,夏季植被NDVI主要受降水量影响,秋季林地NDVI与温度正相关、草地NDVI与降雨量正相关。     

基于GIMMS AVHRR NDVI数据的三北防护林工程区植被覆盖动态变化与影响因子分析研究(英文)

本文基于1982-2006年连续25年的GIMMS AVHRR NDVI植被覆盖指数,采用了最大化NDVI均值法、与气温及降水变化的相关性和一元线性回归趋势分析法,对中国三北防护林工程区连续25年的植被覆盖时空变化特征进行了动态变化研究。结果表明:(1)近25年来,研究区植被NDVI平均值总体呈缓慢上升趋势,增速为每10年0.007;(2)研究区植被和气温、降水整体呈正相关关系,植被与降水正相关面积明显大于植被与气温正相关面积,说明降水是研究区植被生长的关键因子;(3)1982-2006年,研究区植被覆盖增加的区域主要分布在大兴安岭中、南部,小兴安岭中部,长白山东北段,燕山,辽西低山丘陵区,阿尔泰山,天山,祁连山东段,西北荒漠区东部和黄土高原丘陵沟壑区南部等;植被覆盖减少的区域主要是在大兴安岭两侧,呼伦贝尔高原西部,三江平原北部,科尔沁沙地南端,西北荒漠区南部和黄土高原丘陵沟壑区北部等。     

大小兴安岭高位泥炭孢粉纪录及泥炭发育和演替过程研究

根据３个高位泥炭剖面孢粉分析和＾１４Ｃ测年数据，以及植物残体、微量元素与营养元素等分析相互印证，揭示大小安岭分别５０００ａ Ｂ．Ｐ．和２７００ａ Ｂ．Ｐ．以来孢粉组合特征和植物群与气候演变过程。分析表明大小兴安岭高位泥炭形成了低、中和高位发育阶段的演变，大兴安岭高位泥形成晚于小兴安岭。１３００ａ Ｂ．Ｐ．大小兴安岭普遍发育高位泥炭。该区图强和汤北（９４－Ａ）高位泥炭剖面分别是大小兴安岭高位泥炭标准     

大兴安岭北部冰缘地貌及其形成环境初探

大兴安岭北部是我国最著名的砂金产区,砂金矿的形成与该区第四纪以来独特的冰缘地貌过程有密切的关系。在系统分析大兴安岭北部各类冰缘地貌景观基础上,根据大林河下游冰缘现象及其孢粉分析数据对其形成的古气候环境作了进一步的探讨。     

小兴安岭森林生态系统中小型土壤动物生态地理分布特征

对小兴安岭森林生态系统10个生境中小型土壤动物的数量和类群组成、多样性、生态地理分布及群落排序进行研究.从水平分布看,中小型土壤动物个体数最多的是人工云冷杉林,类群数最多的是赤杨林,个体数和类群数最少的均为林间草甸.中小型土壤动物在土壤中的垂直分布具有明显的表聚性,但各生境的变化情况略有不同.10个生境多样性指数和丰富度指数在人工林和相应的天然林内的变化趋势相反.而均匀度指数和优势度指数差异不大.排序结果显示云冷杉红松林、云冷杉林、赤杨林和林间草甸与其它生境差异较大.     

一种新的气候变化敏感区的定义方法与预估

气候变化敏感区的研究是气候变化研究的一个重要方向,前人对气候变化敏感区的定义大多基于单一的指标,而对综合性指标研究较少。基于柯本气候分类法所划分出的中国气候类型分布及其变化频次,提出一种新的气候变化敏感区定义方法,并使用该方法划分中国的气候变化敏感区,气候类型变化频繁的区域被认为是敏感区。选取CESM模型中等碳排放（RCP 4.5）下的模拟数据计算2006-2013年、21世纪40年代和90年代气候类型的变化,以此预估未来30~80年间气候变化敏感带的变化。结果显示：依据本文提出的方法划分的气候变化敏感区,与降水变化敏感区有较好拟合;中国气候变化最敏感的区域分布在黑河腾冲线附近、秦岭淮河一线、青藏高原西部和天山以北部分地区,气候最为稳定的区域分布在青藏高原中东部、昆仑山、祁连山以北、天山以南、贺兰山以西的大片区域和大兴安岭附近;未来30~80年间,西部（贺兰山、横断山以西）地区气候变化敏感区基本不变,而东部地区的气候变化敏感区则逐渐向北偏移。     

中国“三生空间”分类评价与时空格局分析

本文在探究“生产—生活—生态”三生空间理论内涵的基础上,分析了土地利用功能与土地利用类型的辩证关系,依据土地利用现状分类国家标准,建立了三生空间分类与评价体系,揭示了1990-2010年间中国三生空间的格局及其变化特征。结果表明：① 生产空间主要分布在胡焕庸线东南侧的主要城市群及粮食主产区,其扩张区域主要分布于东北平原、新疆西北、宁夏、兰州—西宁、四川盆地、环渤海、长三角、厦漳泉、珠三角等地区,缩小区域主要分布在黄土高原、呼伦贝尔大草原、江汉平原、闽南丘陵等地区;② 生活空间主要集中在全国主要城市及城市群,整体上呈现“东高西低、北高南低;大分散、小集聚”的空间格局,其扩张过程表现为环渤海、长三角、珠三角三大城市群的大规模、区域式扩张和各主要省会城市的小规模、点状式扩张。③ 生态空间主要分布在胡焕庸线西北侧,整体呈现“西高东低,南高北低”的空间格局;④ 工业化、城镇化是中国三生空间变化的基本动力,西北和东北地区的农田开垦、华北平原和三大城市群的城镇化建设、黄土高原的退耕还林等是导致三生空间区域差异的主要原因。本文可以为三生空间的分类规划和优化决策提供参考依据。     

Vegetation change and its response to drought in Inner Mongolia of northern China from 1998 to 2013

Vegetation plays a significant role in global terrestrial ecosystems and in combating desertification. We analyzed vegetation change in Inner Mongolia of northern China using the Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) from 1998 to 2013, which is an important composite of Chinese National Ecological Security Shelter. The correlation between vegetation growth and drought quantified using the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index(SPEI) was also explored. Results show that vegetation in most of the study area has been rehabilitated to various degrees, especially in regions such as most of the Horqin Sandy Land, eastern Ordos Plateau, Hetao Plain, as well as the middle-northern Da Hinggan Ling Mountains. Vegetation improvement in spring was significant in most of the study area. Vegetation degradation was centrally distributed in Xilingol grassland close to the Sino-Mongolia border and abandoned croplands in Ulanqab Meng. Vegetation change trends and seasonal differences varied among different vegetation types. The biggest vegetation variation in the growing season was the belt-like distribution along those grasslands close to the precipitation isoline of 200 mm and the Sino-Mongolia border, but also variation in summer and autumn exist in obvious spatial differences between grasslands and forests. Drought largely influenced vegetation change of Inner Mongolia at 6-month scale or 12-month scale, except for forests of eastern Hunlun Buir Meng and deserts or gobi deserts of western Alxa Meng. Moreover,drought in the previous winter and early spring seasons had a lag effect on growing-season vegetation. Desert grassland was the most easily affected by drought in the study area. Anthropogenic activities have made great progress in improving local vegetation under the lasting drought background.