区域土地生产潜力对全球气候变化的响应评价——以中国北方农牧交错带中段为例

由于气候变化的不确定性,尤其由于区域对气候变化响应评价工作直接关系到区域气候变化对策的制定和区域发展,进行针对气候变化的响应研究比气候变化的影响评价研究更具现实意义。气候变化对区域土地利用会产生一系列的影响,这种影响作用下的区域的反应-相应的变化、必要的适应性调整和适应能力-即是对气候变化的响应。以敏感度和适应能力度量的脆弱性作为衡量区域对气候变化响应的指标,增强了不同研究工作的比较性,正在日益为有关学者接受,并在全球开始研究工作。本文对应用脆弱性理论进行区域气候变化响应研究做了有益的探索。选择气候变化的时间、空间变化明显的中国北方农牧业交错带的中段作为研究案例,分别对农牧业土地生产潜力相对气候变化的敏感度和区域对气候变化的适应能力进行了定量和半定量的计算与评价,从这两个方面给出脆弱性的表述作为对研究区域土地生产潜力对全球气候变化的响应评价。     

区域土地利用变化的人文因素分析——以汉川市为例

利用2001年-2006年汉川市土地利用变更调查资料和社会经济统计资料,分析了汉川市土地利用的数量、结构及程度的变化,并构建了土地利用结构与相关人文因子的数据库,通过建立多元回归模型揭示了汉川市土地利用变化与人文因子的定量关系。最后,从定性与定量相结合的角度探寻了汉川市土地利用变化的人文驱动因素,结果表明：经济发展、人口增长以及城镇化、农业发展政策等是汉川市土地利用变化的主要的人文因素。     

近期气候波动与LUCC过程对东北农田生产潜力的影响

利用1991~2000年逐日气象资料以及20世纪80年代末和90年代末土地利用数据,估算了东北地区气候波动和LUCC过程对农田生产潜力的影响。结果显示:90年代东北地区由于作物生长季内气候变暖和降水减少,生产潜力普遍降低6.45%,其中降水量变化的区域差异是导致生产潜力变化区域分异的主要原因。在LUCC过程的影响下,东北地区生产潜力总量净增加2 402.79×10⁴t。从气候波动和LUCC过程对生产潜力的影响程度看,气候波动要低于LUCC过程的作用,LUCC过程所导致的生产潜力的增长趋势抵消了气候波动所带来的降低趋势,10年间东北地区农田生产潜力总量净增加992.23×10⁴t。     

砖窑沟流域农地生产潜力的层次分析──以糜子作物为例

以糜子作物为例,分析了河曲县砖窑沟流域农地生产潜力的层次,以及影响生产潜力的主次因素等,计算了流域理想的生产潜力与实际生产潜力。通过分析计算,提出了提高农地增产潜力的途径,为提高本流域及晋西北地区农地的增产潜力提供了理论依据与实际应用范例。     

区域土地利用变化及其对粮食生产影响分析——以山东省为例

土地利用变化及其效应是目前全球变化研究的热点之一。本文以山东省为例,在分析土地利用结构特点和粮食总产量的时间变化趋势的基础上,进一步探讨了土地利用变化对粮食生产的影响。其影响主要表现在:土地利用类型变化与粮食播种面积、土地利用程度变化与粮食总产、土地利用集约度与粮食单产等三个方面。针对上述影响进一步探讨了保障粮食生产可持续发展的措施及土地利用分区,可为区域土地利用取向和制定粮食发展政策提供科学依据。     

区域土地利用变化对生态系统脆弱性影响评估——以广州市花都区为例

本文在分析生态系统脆弱性概念与评价方法基础上,以土地利用变化引起的生态系统服务价值改变为影响力指标,以社会经济发展程度表征社会经济适应能力指标,构建区域土地利用变化对生态系统脆弱性影响评价和和空间表达方法,将生态系统脆弱性研究拓展到人类(社会)—自然(生态、环境)耦合系统的综合分析与评价,以广州市花都区为例,从花都区、乡镇两个空间尺度上进行了评价。结果表明:(1)在1980～1990年、1990～2000年和2000～2005年三个时间段,耕地面积的变化对该区生态系统服务功能影响最为显著;(2)1990～2000年和2000～2005年间,研究区社会经济适应性指数保持为正,两期平均值分别为0.391和0.374;(3)从研究区1990～2000年和2000～2005年两期脆弱性空间分布来看,虽然适应能力的提高在一定程度上缓解了土地利用变化对生态系统的负向影响,但总体呈现脆弱趋势,且脆弱性严重的乡镇数在时间尺度上呈现增加趋势。     

气候和土地利用变化对径流变化影响研究——以伊洛河流域伊河上游地区为例

在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987-2008年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20世纪80年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80-90年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90年代到2000年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000年以后年平均降水量增加密切相关。     

南方红壤丘陵地区土地利用变化特征——以吉泰盆地为例

本文以南方红壤丘陵典型案例区吉泰盆地为例,运用RS和GIS技术,在对典型时段遥感影像进行解译的基础上,采用土地利用程度综合指数、土地利用类型动态度以及土地利用类型变化趋势和状态指数等模型,计算了1995-2006年吉泰盆地土地利用变化数量特征,揭示了南方红壤丘陵地区11年来土地利用变化的时空格局。研究结果表明:①1995-2006年吉泰盆地土地利用结构基本稳定,林地和耕地是该区主要土地利用类型;②11年来吉泰盆地水域和建设用地面积缓慢增长,水域增幅较多,其他地类面积有所下降,草地减幅最大;③林地转化为耕地,耕地转化为水域,以及草地转化为林地是吉泰盆地主要土地利用类型的转移模式,三种类型的转化面积依次为2887.91 hm2、2821.19 hm2和2326.97 hm2。从空间分布上看林地转为耕地模式分布最为广泛,耕地转化为水域分布较松散,草地转林地主要分布在吉泰盆地的北部地区;④动态度和状态指数研究发现,吉泰盆地未利用地的年变化率绝对值最大,林地年变化率最小。在未来的一段时间内,水域和建设用地规模呈增大的趋势,其余地类呈不同程度减少的态势。     

东北温带旱作农业主要作物生产潜力及资源利用效率评价——以黑龙江海伦市为例

将作物生产潜力模型(PS123模型)与常规方法相结合,对1999~2001年海伦市玉米、大豆、小麦作物生产潜力进行计算;选取产量损失量、资源满足率和资源组合利用率,定量评价资源利用效率,寻找影响资源集约高效利用的限制性因子及其定量制约程度。结果显示,自然资源中温度对于产量的限制最大,其次为水分和土壤,如果把光温生产潜力作为目标产量,玉米、大豆、小麦的光温生产潜力分别为11998、7068、8813 kg/hm²,资源利用率分别为51.0%、29.0%、20.2%,海伦市粮食生产仍有较大潜力。在特定自然资源状况下,海伦市的社会经济状况是限制潜力实现的重要因素,在实地调查基础上,本文提出了提高该市作物产量的主要措施。     

喀斯特土地利用变化及其区域生态环境效应--以广西都安瑶族自治县为例

从土地利用转移类型、空间格局变化定量分析、动态变化预测模型等方面分析近20年都安土地利用变化,进而对其生态环境质量变化进行定量分析,得出结论:都安各乡(镇)生态环境质量改善与恶化在很大程度取决于裸岩地扩展与收缩,土地利用时空变化与区域生态环境质量的区域差异有很大相关性。     

秦岭南北地区环境变化响应比较研究

利用气象水文部门截止1999年的气象水文实测数据,计算分析在气候变暖过程中中国秦岭具有的区域响应分界意义。由于气候变暖,在百年时间尺度上,通过旱涝指数分析证明秦岭以北进入干旱期,秦岭以南为湿润期;在10年时间尺度上,陕南气温变化较小,而关中气温增高较快,陕南与关中年均气温差值变小;关中和陕南降水量差值变小,二者同时干旱或陕南更干旱,反映出秦岭在气候变化中显著的分界作用。气候变暖,渭河与汉江年径流系数同步减小,其中渭河径流系数由50年代的02下降为90年代的01以下,渭河流域已变为少水带,即相当于气候上的干旱区。秦岭以北地区较其以南地区环境干暖化的趋势更明显,这对于认识全球变化的区域响应差异有参考意义。     

乌鲁木齐河流域气候变化的区域差异特征及突变分析

利用乌鲁木齐河流域气象站的气温和降水资料,运用一元回归分析法和5年趋势滑动,进行了气候变化的趋势分析。结果表明:乌鲁木齐河流域的年平均气温在20世纪60-80年代偏低,90年代以后偏高,即80年代前呈下降趋势,90年代后呈上升趋势,并且秋、冬季升温幅度较大;60年代降水量最少,之后逐渐增多,2000年以来迅速增多;气温变化在空间上表现出上游气温低于下游,秋、冬季气候变暖明显早于春、夏季;降水变化的空间差异也明显。在此基础上,利用滑动T检验法、YAMAMOTO检验信噪比(SNR)、Mann-Kendall法、Cramer法和Pettitt法进行气候突变分析。结果表明:乌鲁木齐河流域气温降水突变不明显,不同方法检验的结果不太一致;春、夏季气温可能在1997年发生突变,而秋、冬季在80年代末90年代初发生突变。     

陕西省土地利用动态变化分析

基于陕西省 1 991～2 0 0 1年土地利用现状年度变更调查数据 ,分析了陕西省 1 991年初到2 0 0 1年末的土地利用动态变化。在这 1 1年间陕西省土地利用变化较大 ,其中以园地变化最大。城市用地、农村居民点及交通用地增长较快。从地区来看 ,杨凌土地利用最活跃 ,汉中土地利用最不活跃。土地利用程度最大的是杨凌 ,最小的是商洛。渭南、西安和杨凌的土地利用程度提高了 ,其余各地土地利用程度减小了。土地利用变化存在明显的地域差异 ,陕北、陕南以生态退耕还林还草为主 ,关中以结构调整为主。政策因素、自然因素、经济杠杆的调节及人口因素是陕西省土地利用变化的主要原因。     

气候变化背景下中国玉米生产潜力变化特征

玉米作为中国第一大粮食作物,探究其生产潜力在气候变化背景下的时空变化特征对中国有效应对气候变化具有重要意义。论文结合全球农业生态区模型、极点对称模态分解方法和集对分析方法,探讨了中国玉米生产潜力的周期性波动特征及长期变化趋势,进而分析了其空间格局演变过程。结果表明：1960—2010年间,中国玉米生产潜力呈增加趋势,由1960年代的9.10亿t增至2000年代的9.45亿t左右。在年际尺度上,中国玉米生产潜力主要以准3 a和准5 a的周期进行波动;在年代际尺度上,存在准10 a和准20 a的波动周期。其中,准3 a的周期波动是中国玉米生产潜力长时间变化的最主要特征,这主要是受年降水量变化的影响。从空间格局来看,中国玉米生长适宜区主要集中在加格达奇—锡林浩特—临河—西宁—天水—中甸沿线以东;1960—2000年间,玉米生产潜力界线在中国东北部和临河—西宁沿线发生了较为明显的移动。华北平原、辽河平原、四川盆地等地区的玉米单产潜力变化趋势具有较强的一致性,松嫩平原、三江平原、关中盆地、长江中下游平原等地区的玉米单产潜力变化过程与上述地区恰好相反。在这2类地区,玉米单产潜力的变化均较显著,但变化方向在年代际尺度上具有交替性。     

近50年气候驱动下东北地区玉米生产潜力时空演变分析

利用GAEZ模型,综合考虑气象、土壤、地形等因素,估算1961-2010年东北玉米生产潜力,分析50年来气候变化导致的东北玉米生产潜力时空格局演变特征。研究发现：① 1961-2010年,东北玉米平均生产潜力波动较大,整体上以每10年80 kg/hm²的线性倾向率增加;② 由于气候变化,20世纪末、21世纪初玉米生产潜力变化较为频繁;③ 玉米生产潜力总值黑龙江省始终处于最高,近50年间增长幅度黑龙江省>吉林省>辽宁省;④ 近50年来,黑龙江省玉米生产潜力的波动较为剧烈,吉林省和辽宁省相对稳定;⑤ 近50年东北玉米适宜种植区有所增加,主要集中在黑龙江省西北地区,高生产潜力区域增加明显,呈现北移趋势。研究可为东北地区高效利用气候和土地资源,优化玉米生产布局提供依据。     

近50年来气候变化背景下中国大豆生产潜力时空演变特征

大豆是中国最重要的粮食兼油料作物之一,随着人口的增长和人们生活水平的提高,中国对大豆产品的消费需求不断增加.全球气候变化给大豆生产带来了一定影响,其中有负面的,也有正面的.本文以2010年中国耕地空间分布遥感监测数据为基础,在1961-2010年的长时间序列气象数据、土壤数据等数据基础上,采用GAEZ模型,综合考虑光、温、水、CO2浓度、病虫害、农业气候限制、土壤、地形等因素,估算了中国大豆生产潜力,进而分析了近50年来气候变化导致的中国大豆生产潜力的时空格局特征.研究表明:①中国大豆生产潜力呈现由南向北、由西向东增加的趋势.东北平原区、长江中下游地区和黄淮海平原区是大豆高产区.②近50年来,中国大豆适宜种植面积持续增加,而大豆平均生产潜力却持续下降,大豆生产潜力总量先降后增.③中国大豆生产潜力的变化区域差异明显.东北平原区大豆生产潜力总量居全国第一,长江中下游地区和黄淮海平原区分别居第二、三位.本文揭示了近50年来气候变化背景下中国大豆生产潜力的时空格局演变特征,对合理安排大豆种植布局,高效利用气候和土地资源,实现大豆稳产高产具有指导意义.     

山地土地类型的结构分析与优化利用——以陕西秦岭山地为例

山地土地类型的多样性及其结构格局的序列性特征明显，相应地呈现出土地类型在空间、数量和质量等3个方面基本格局型式，格局分析能够揭示土地类型结构与功能的异质性及其有序性，从而为全面认识土地类型群体的生态属性与其演替规律提供重要的理论依据，同时为土地利用优化配置的实践提供科学指导，以陕西秦岭山地为例，进行了土地类型的结构分析，并根据山地类型结构格局的空间层次性、结构多级性和功能多元性的特点，提出了不同空间尺度下山地土地利用配置的模式及其优化利用方案。     

Changes in production potentials of rapeseed in the Yangtze River Basin of China under climate change: A multi-model ensemble approach

Rapeseed is one of the major oil crops in China and it is very sensitive to climate change. The Yangtze River Basin is the main rapeseed production area in China. Therefore, a better understanding of the impact of climate change on rapeseed production in the basin is of both scientific and practical importance to Chinese oil industry and food security. In this study, based on climate data from 5 General Circulation Models (GCMs) with 4 representative concentration pathways (RCPs) in 2011–2040 (2020s), 2041–2070 (2050s) and 2071–2100 (2080s), we assessed the changes in rapeseed production potential between the baseline climatology of 1981–2010 and the future climatology of the 2020s, 2050s, and 2080s, respectively. The key modelling tool – the AEZ model – was updated and validated based on the observation records of 10 representative sites in the basin. Our simulations revealed that: (1) the uncertainty of the impact of climate change on rapeseed production increases with time; (2) in the middle of this century (2050s), total rapeseed production would increase significantly; (3) the average production potential increase in the 2050s for the upper, middle and lower reaches of the Yangtze River Basin is 0.939, 1.639 and 0.339 million tons respectively; (4) areas showing most significant increases in production include southern Shaanxi, central and eastern Hubei, northern Hunan, central Anhui and eastern Jiangsu.     

作物气候风险研究:以河南省棉花为例

1 Introduction In the past 100 years the global temperature rose sharply due to the increase of greenhouse gas emissions into the atmosphere. The mean ground temperature rose by 0.5–0.6°C in the 20th century and 0.3–0.4°C in the last 20 years of the c…     

河南省棉花的气候风险研究

地理过渡带附近的农业气候风险度对气候变化有较为敏感的响应。作者在前人对农作物适宜度研究的基础上，建立棉花气候适宜度模型和风险度指标，对河南省棉花气候风险度进行了深入的分析。研究发现．近40年米河南省棉花气候风险度有逐渐增加的趋势．其中降水量对气候风险度增加的作用最重要．而且气候适宜度及其变率对风险度的变化的影响在不同时期有不同的表现；风险度的增加速度有明显的区域差异性和过渡性．在东西方向上．东部平原区的风险度变化快于西部山区．其中黄淮平原中南部与伏牛山区的对比最为显著．在南北方向上．黄淮平原中南部到黄河中游谷地的快速增长带与黄河下游沿岸到中游北侧的低速增长带的对比特别明显．这主要是地形过渡带和气候过渡带作用的结果；风险度的变化过程也有明显的区域差异性．跳跃式变化是河南东部风险度变化中的重要特点．这种突变特点在南北方向上有明显的纬度差异性；在河南西部山地的风险度变化中，跳跃式变化很少见，尽管该区近40年棉花气候风险度的变化倾向仍为增加趋势．但自20世纪80年代末以来．风险度逐渐减小．