干旱灾害对干旱气候变化的响应

通过分析中国北方50 a来的降水资料,结果表明:干旱气候变化的主要特征表现在20世纪90年代夏季降水量有明显的减少趋势,干旱化趋势主要发生在北方,主要包括河北、山西、山东和西北地区东部.西北地区西部降水有明显增多趋势,西北地区东部降水量持续偏少,干旱连年发生.干旱气候的产生带来了严重的干旱灾害,无论从全国或甘肃省的近50 a来干旱灾害可以看出,90年代的干旱发生最为频繁,干旱灾情最为严重,2000年是干旱最严重的一年.干旱气候变化引发干旱化趋势明显,其影响程度非常严重和深远,应重视和加强干旱气候与干旱灾害的监测预测和防御对策的研究.     

基于响应面函数的可靠度分析及其应用

针对地下工程稳定性分析与评价准则存在众多的不确定性因素，将响应面函数与有限单元分析相结合，借助于JC法，用确定性的数值分析方法来解决功能函数不能明确表达的结构可靠度分析问题，在此基础上，采用能量释放率作为评价地下工程图岩系数的稳定性准则，将提出的方法应用于金川公司龙首矿1280米盲竖井卷扬机硐室稳定性可靠度分析，获得较为满意的结果。     

基于copula函数的区域干旱分析方法

提出不同网格干旱等级影响下的区域干旱指数。采用copula函数,建立了区域干旱历时和干旱强度的联合分布,计算联合分布的重现期,并对实际重现期作区间估计。所提出的区域干旱指数能够反映研究区域内发生干旱的严重程度和该区内不同干旱等级所影响面积的大小,且联合分布同时考虑了干旱历时和干旱强度,更全面地反映区域的干旱状况。重庆市2006年干旱实证分析表明,区域干旱指数能够较好地描述本次干旱的发生发展过程,并计算出联合分布的重现期为118年。     

基于MCI的新疆干旱变化特征分析

基于新疆92个国家气象站1961—2019年逐日气温和降水数据,通过气象干旱综合监测指数（MCI）分析新疆干旱过程及干旱强度,结果表明：（1）全疆年平均干旱日数在空间分布特征为：各地轻旱、中旱的年平均干旱日多数分布在研究区西北部,少数分布在研究区东南部;重旱年平均干旱日数以昆仑山脉为轴线,自西向东呈递减趋势,北疆特旱年平均干旱日数大于南疆;（2）年平均干旱强度呈自东南向西北依次加重的分布特征,春、夏季区域间干旱强度空间差异较小,秋季区域间干旱强度差异性较大;（3）干旱强度与其影响范围时序变化特征趋向一致;通过旋转经验正交函数（REOF）的时空分析,将新疆分成三个模态：第一模态南北疆成相反形式的分布特征,第二模态为东西部相反的分布特征,第三模态呈伊犁河谷偏湿的分布特征,且各模态干旱强度随时间变化趋势不同。     

基于多源遥感数据的青藏高原植被变化特征评价

近几十年来青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,对植被产生了巨大影响,给脆弱的生态环境增加了许多不确定因素,准确评估该地区植被变化显得尤为重要。不同的卫星遥感数据源对评估结果带来一定的不确定性,而过去对多源数据在该地区评估的差异性研究尚不清晰。利用MODIS、GIMMS和SPOT的NDVI数据集通过Theil-Sen趋势估计和Mann-Kendall趋势检验对2000—2014年青藏高原地区的植被变化进行分析,并对不同数据之间的差异性进行评价。结果表明：SPOT NDVI反映的植被绿化显著且迅速,27.44%的像元显著绿化,分别超出MODIS与GIMMS NDVI 4.10%、15.89%,生长季显著绿化趋势达到0.0182 （10a）^-1,高于其他数据0.0078~0.0090 （10a）^-1。MODIS NDVI随着分辨率的提高,显著绿化的像元占比与绿化趋势却逐渐降低;MODIS数据之间显著绿化的像元占比相差不足2.80%。GIMMS NDVI显著褐化的像元占比平均达5.83%,超出其他数据3.37%~5.51%,在春季显著褐化像元最多（7.88%）,与显著绿化像元占比相当。区域平均NDVI具有最小的显著绿化趋势［0.0092 （10a）^-1］,并在春、夏两季表现为植被褐化。因此,基于GIMMS NDVI探究青藏高原植被变化特征时,特别是对春季物候研究,可能会造成结果较大的不确定性。而SPOT与MODIS NDVI体现了较高的一致性,可以互为补充,探究高原植被变化。     

典型冰冻圈地区植被变化对人类活动的响应研究 ——以祁连山为例

在全球气候变化、种植业结构调整等背景下,亟需对祁连山区的植被展开长期有效的监测和持续研究。基于2000-2017年分辨率为250 m的MODIS数据,采用Mann-Kendall时间序列非参数估计模型、相关分析等方法,分析了祁连山区生长季NDVI与植被盖度的时空变化特征及其与气候因子的相关性,并从正反两方面就人类活动对对植被的影响做了讨论,得出结论如下：（1）从东向西祁连山年平均NDVI整体上逐渐减小,NDVI随海拔升高呈先增大后减小的特征,NDVI最大的区域分布在海拔2 700~2 900 m的范围内;（2）祁连山区域内NDVI显著减小的区域占祁连山总面积的0.6%,而显著增加的区域占总面积的33.6%,植被呈现出整体向好,局部退化的趋势;（3）2000-2017年,林地、草地和其他土地利用区的植被盖度分别以0.0029、0.0026和0.0004的速率增加,工矿用地的覆盖度以0.0112的速率在减少,反映出工矿业开发活动是造成植被盖度下降的主要因子;（4）植树造林区植被NDVI以0.0455的速度增加,而工程实施和矿产开发区NDVI以0.0125速度降低,表明人类活动是导致植被群落变化的主要因素之一。     

1981-2006年西北干旱区NDVI时空分布变化对水热条件的响应

气候是植被变化的重要驱动因子. 利用1981-2006年GIMMS归一化植被指数（NDVI）时间序列数据,结合68个气象站降水、气温数据和DEM地形数据等资料,研究分析了西北干旱区植被活动的年、季变化和空间差异. 结果显示：在1981-2006年的26 a,西北干旱区植被的覆盖率增加了4.5%,年平均NDVI增加了3.2%;植被的生长季延长,主要表现在生长季的推迟. 从总体来说,植被覆盖率、生长季和NDVI值在2000年以前显著增加,而在2000年以后都呈现减小的趋势;其中,减少明显的区域是在伊犁河谷、中天山及平原区,在河流上游山区或源头以及部分河流两岸呈现增加态势;在年际变化上,大部分区域的气温、降水与NDVI相关性不强. 而年平均气温在4.58 ℃以下低温区和年降水在180 mm以上的相对湿润区,气温和降水都呈现正相关;在季节变化上,NDVI值在春季和秋季与温度相关显著,而夏季与降水相关性强. 2000年以后,植被覆盖率和NDVI值开始出现降低趋势与气温持续升高、降水量增幅下降有关.     

干旱生态环境及水资源对全球气候变暖响应的研究进展

西北地区现代气候变化基本特征是冬暖夏干,采用脆弱度和影响指数方法定量评价了生态环境对全球气候变暖响应,重点阐述了西北现代气候变化对干旱生态环境和水资源这两个领域的影响.结果表明: 由于现代气候变干变暖的自然和人为因素的共同作用,导致我国西北地区的黄土高原、黑河流域、石羊河流域、甘南高原和黄河首曲的地域生态环境有不断退化的趋势.气候变干使渭河上游、黄河上游(洮河和大夏河)以及黄土高原中部7条主要河流的径流量呈明显下降趋势,引起水资源短缺.     

基于Z指数的晋中地区干旱变化特征及成因分析

为揭示晋中地区干旱形成机理和发展趋势,通过对历史文献记载的干旱年份进行整理,分析了大旱、特大旱出现的频率以及百余年来发生的干旱链,再利用晋中地区各雨量站1958—2020年逐月降水资料,通过线性回归、Z指数法、小波分析等方法分析季节、年际以及年代干旱变化,并结合历年成灾面积和减产量,分析了农业三大关键期的干旱特征和规律。最后通过地形地貌、气候特征、大气环流、河网密度等因素分析了干旱的成因,为当地抗旱减灾提供参考。     

2000—2020年祁连山冻土区植被水分利用效率变化特征及其对干旱的响应

冻土是冰冻圈要素的重要组成部分,是气候变化最敏感的区域之一,冻土环境变化引起水热条件差异是引发植被生态系统能量交换、水循环和碳循环的重要因素。水分利用效率(WUE)是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对冻土退化的调整和适应策略。本研究基于MODIS的植被总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)产品,估算并分析了2000—2020年祁连山多年冻土与季节冻土区植被GPP/ET/WUE空间变化特征,并结合自适应帕尔默干旱指数(scPDSI),研究了多年冻土区与季节冻土区植被WUE对干旱的响应。结果表明：2000—2020年祁连山地区植被WUE、GPP和ET的平均值分别为0.56 gC·m^-2·mm^-1,307.79 gC·m^-2和443.02 mm,三者空间分布特征均为东南高、西北低;WUE高于0.8 gC·m^-2·mm^-1的植被主要分布在季节冻土区,WUE低于0.4 gC·m^-2·mm^-1的植被主要分布在多年冻土区。近...     

典型喀斯特石漠化地区植被动态监测与土地利用变化的影响分析

基于2001至2014年MOD13Q1数据集、数字地面高程数据以及中梁山地区多期土地覆盖数据,进行植被覆盖度（FVC）估算及其变化趋势模拟、多期土地利用转移矩阵分析,探讨中梁山地区植被覆盖度动态变化特征、土地利用的时空变化特征以及土地利用和地形同植被覆盖度间的响应机制。研究结果表明：中梁山76.69%的区域为植被改善区,退化区面积占总面积的10.12%,存在明显的改善趋势,生态情况得到良好恢复;人类活动对中梁山区域影响方式主要表现为耕地向林地和建设用地转化的特点;植被生长趋势的空间异质性与坡度有关,坡陡区植被改善面积约为退化面积的14倍,缓坡区仅为7倍;植被退化现象受人览活动的影响较大,而人类晃动对植被改善影响较小,植被改善主要与植物的自然生长演替有关。     

基于GIMMS NDVI的青藏高原植被指数时空变化及其气温降水响应

青藏高原植被生态系统脆弱, 是研究全球气候变化陆地植被生态系统响应的理想场所。以GIMMS NDVI、 气温和降水及植被类型数据为基础, 利用一元线性回归模型、 相关系数、 偏相关系数及t检验方法, 分析了青藏高原1982 - 2015年NDVI时空变化及其气温降水响应特征, 结果表明： 1982 - 2015年青藏高原NDVI时间变化过程总体表现为不显著的增加过程, 空间变化以显著增加为主, 占总面积的63.26%, 分布在高原北部、 西部和南部; 显著减少集中分布在高原中东部和东南部, 仅占总面积的3.45%。青藏高原主要植被类型NDVI平均值表现为： 阔叶林>针叶林>灌丛>草甸>高山植被>草原>荒漠, 其中草原、 高山植被和荒漠植被NDVI呈显著线性增加过程, 灌丛、 针叶林和阔叶林植被的NDVI呈不显著的减少过程。青藏高原NDVI与气温相关系数空间上呈南北向分布, 具有纬度地带性特征, 显著正相关分布在高原中北部, 显著负相关分布在高原中南部; NDVI与降水的相关系数呈东西向分布, 具有干湿度地带性特征, 显著正相关分布在高原中部, 显著负相关分布在高原东西两侧。研究认为1982 - 2015年青藏高原北部水热条件缺乏区域NDVI出现显著增加趋势, 而高原东南部水热条件充足地区NDVI呈现出显著减少趋势。深入开展植被类型NDVI气候响应的差异性研究, 有助于深入理解全球气候变化影响的区域差异及科学制定植被生态保护政策。     

内蒙古锡林郭勒草原雪盖与植被覆盖重叠关系的遥感分析

本文以内蒙古锡林郭勒草原中部锡林浩特市地区为研究区，应用陆地资源卫星ＴＭ影像资料，编绘出１：５０万植被图；应用１９９２年１２月２８日的ＮＯＡＡ气象卫星ＡＶＨＲＲ数据，结合地面准同步实测雪深数据及有关气象台站的记录，绘制出雪盖分布范围和积雪深度图。在对雪盖图和植被图叠加分析的基础上，得出１９９２年冬季研究区积雪掩埋牧草高度等级图。在此基础上，探讨了积雪分布和草场植被结构的空间重叠对应关系，为牧区积雪灾害危险性评价提供了科学依据。     

长江源区不同植被覆盖下土壤水分对降水的响应

土壤水分是连接气候变化和植被覆盖动态的关键因子,以长江源区北麓河一级支流左冒西孔曲典型小流域为研究对象,通过观测降水特征、植被覆盖情况、土壤特性、土壤水分变化、入渗过程以及蒸散发和凝结,分析了不同植被覆盖下土壤水分变化与降水之间的响应关系.结果表明:研究区内高寒草甸土壤水分对降水的响应存在十分明显的滞后现象,滞后时间较长;当植被退化较为严重时,20 cm深度范围内土壤水分对降水有一定响应,深层土壤比较干燥,对降水的响应微弱;在保持其原有植物建群和较高覆盖度时,土壤持水能力增强,深层土壤含水量明显提高,土壤水分变化剧烈,对降水的响应深度达到40 cm以下.较高的植被覆盖能有效改善土壤物理结构、提高土壤有机质含量,促进降水入渗.植物根系导致的较大孔隙优先流运动以及根系吸水作用影响了土壤水分对降水的响应和土壤水分的空间分布.不同植被覆盖度下,土壤水分的蒸散发与凝结具有明显差异,高覆盖度的高寒草甸土壤,蒸散发量较小,凝结水量较大.     

基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法

为研究实际水利条件下农业干旱的发生规律,简化农业干旱事件的评估方法,提出基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法。通过构建农业用水量距平百分率干旱指标W_A,在基于降雨量距平百分率干旱指标P_A识别干旱事件的基础上,提取W_A干旱指标下的干旱历时和干旱烈度特征变量,并根据以P_A为干旱指标的干旱烈度频率分布曲线F_S（x）和干旱历时频率分布曲线F_D（x）,运用Copula的简化方法计算基于W_A的干旱事件重现期T,最后结合基于P_A的干旱事件重现期T₀,回归分析出T与T₀间关系的计算公式。选取干旱灾害影响严重的亳州市为实证区域开展应用研究,计算得到1975-2007年各场干旱事件的T₀和T以及T₀与T的经验关系式。结果表明:T比T₀更合理地反映区域农业实际受旱状况,重现期T₀和T间存在高度的相关关系,采用T的回归方程可简化计算考虑区域实际抗旱能力下的干旱事件重现期,在区域防旱减灾实践中具有推广应用价值。     

1973—2020年阿尔金山冰川面积变化及其对气温变化的响应

研究冰川面积变化对气温变化的响应模式,对于冰川资源的保护和利用具有重要意义。利用Landsat MSS、TM和OLI影像,采用比值阈值法结合目视修正,提取了阿尔金山地区1973—2020年8个时期的冰川边界信息,分析了冰川的时空变化特征,并结合距离阿尔金山较近的且末、若羌、茫崖和冷湖等四个气象站点的气象数据,分析了冰川变化对气温变化的响应规律。主要结论如下：1973—2020年阿尔金山地区冰川整体处于退缩状态,面积减少了（64.89±12.36） km²（19.21%±2.90%）;1973—1990年冰川退缩较快,年均退缩率为（0.49±0.07）%·a^-1;1990—1995年和1995—2000年这两个时期冰川退缩最快,年均退缩率分别为（1.07±0.08）%·a^-1和（1.08±0.08）%·a^-1;2000年后,冰川退缩速率较慢,比较稳定,年均退缩率均低于0.2%·a^-1。气温是影响阿尔金山地区1973—2020年冰川变化的主要气候因子。阿尔金山地区冰川对不同气温变化阶段的响应模式为：气温升高阶段,冰川消融,冰川面积减少;气温稳定阶段,冰川逐渐进入新的动态均衡状态,冰川面积也相对稳定;气温降低阶段,因冰川运动的滞后性,冰川面积在短时间内无明显变化。     

基于主成分分析的干旱综合指标构建及其应用

探讨了干旱综合指标的构建,提出采用主成分分析法将降雨、径流及土壤含水量等水文气象要素融合为一个干旱综合指标,并将该指标应用于干旱过程识别和干旱频率分析,且以南盘江上游西桥水文站以上区域为例,将基于干旱综合指标计算的干旱重现期同基于降雨、径流和土壤含水量等单指标计算的干旱重现期进行对比分析。结果表明:采用主成分分析法构建的干旱综合指标是合理可行的。     

基于NOAA/AVHRR的贵州喀斯特地区植被覆盖变化研究

利用1982- 1999年的AV HRR- N DV I数据和贵州省的气象观测数据,依据距平均一化植被指数(N DVI )和距平湿润指数( MI ) ,通过与非喀斯特地区的对比分析,研究了贵州喀斯特地区植被覆盖的变化趋势及其与气候湿润程度的关系,并对贵州省的生态建设进行了简要的评估,得出以下结论: 贵州喀斯特地区的植被覆盖总体处于上升趋势; 20世纪80年代处于湿润程度逐渐下降的时期, 90年代初,湿润程度缓慢上升;喀斯特地区存在相对干旱和相对湿润两种不同的地表环境,从而其植被覆盖变化与气候湿润程度的关系也存在较大差异;贵州近20年的生态建设和保护工作取得了一定成效。      

吉林省中部不同土地利用类型的土壤侵蚀强度变化分析

在GIS支持下,应用TM遥感影像提取土地利用和土壤侵蚀的相关信息,采用叠加分析法研究了吉林省中部不同土地利用状况的土壤侵蚀规律。结果表明：吉林省中部土壤侵蚀整体呈减弱趋势,主要为占吉林省中部面积比例大的耕地侵蚀面积减少所致。但其他土地利用类型则表现为随着土地利用强度的增大,土壤侵蚀速度和侵蚀强度加剧。侵蚀类型由水蚀向风蚀转化,表明中部气候向干旱气候转化的趋势。不合理的土地利用是导致土壤侵蚀强度增大和气候向干旱转化的根本原因,进而又导致吉林省中部土地进一步退化,形成恶性循环。因此,进行水土资源优化利用和合理开发势在必行。     

基于不同时间尺度的地质灾害对 气候变化响应研究

地质灾害对气候变化响应关系是近年来研究的热点和焦点,文章以不同时间尺度的地质灾害为研究对象,开展了不同时间尺度下地质灾害诱发因素与气候变化响应关系研究,认为气候变化及气候变化过程中的温暖湿润期与强降水期往往是地质灾害的高群发期。主要取得了如下认识：万年与千年尺度上,黄河上游地区的5个滑坡集中发育期分别对应于黄土高原马兰黄土中的两层弱发育古土壤层L1 4和L1 2、末次冰期晚期/全新世过渡期、全新世适宜期和现代;百年尺度上,全国地质灾害的高发期响应于中世纪暖期和19世纪晚期的季风强盛期;十年尺度上,全国地质灾害的群发期响应于年均降水量;年际尺度上,地质灾害发生数量与年累计极端降水量有很好的响应关系,反映了气候变化对地质灾害发生的制约关系。月份尺度上,我国崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害的发生时间主要集中在每年的雨季,地质灾害的高发时段与各地的雨季具有较好的一致性。