1981-2011年川南山区地温和气温的变化特征

利用气象站点1981—2011年逐日0 cm土壤温度和气温数据,运用基本统计、线性回归、累积距平和信噪比分析了川南山区6个分区地温和气温的空间分布、变化趋势以及突变特征,分析并对比了地温和气温的关系。结果表明：川南山区年均地、气温变化范围分别在15.6~20.5 ℃和12.2~17.2 ℃之间,呈现出北低南高、高山低河谷高的空间分布格局。31 a来6个分区的年均地、气温均有显著上升趋势,但季节变化差异明显,冬季地、气温的增温率高于夏季。从不同区域来看,高山地带(Ⅵ区)的年、季增温趋势最为显著,是其他区域的2~6倍,且地、气温在1990年左右发生突变;河谷地带(Ⅱ区)的年、季温度变化最小且未发生突变。各区地温和气温呈极显著正相关(P<0.01),具有较高的一致性,但也存在非对称增温现象。山地(Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ区)的年均、季均地温和河谷(Ⅰ区)的春季地温增温比气温更加强烈,故地气温差出现显著上升趋势,甚至发生突变。     

近四十年来我国气温的长期变化趋势*

利用160个站1951—1988年的气温资料,本文对近四十年来我国气温变化过程和时空特征作了分析。结果表明:全国十年平均气温从50年代至今一直在升温,80年代较50年代升高0.2℃。一般升温随纬度的增高而加强,冬秋季全国普遍增温,且升温幅度最大,夏季一般降温或升温幅度很小。总的趋势是近40年来我国大部分地区有冬暖夏凉的变化。     

干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响

荒漠化是干旱区的最为严重生态退化问题,它的发生和发展对干旱土壤碳循环有着重要的影响.土壤是全球陆地生态系统最大的碳库,土壤中碳的固存和向大气的释放直接关系到全球气候的变化.干旱土壤占全球陆地总面积的40%,因此,它在全球碳循环中占有重要的地位.干旱区土地退化和荒漠化对土壤碳循环的影响包括两个主要方面:①它促进了SOC和无机碳的矿化,使之向大气释放CO2,增加了温室效应;②由于荒漠化增加了大气尘埃含量,减少了辐射,在一定程度上间接地缓解了土壤碳的损失.文章综述了近年来相关研究的进展,评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力.讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略.     

中国南方的土地荒漠化问题

荒漠化不仅包括中国北方地区风力作用下的沙质荒漠化, 土壤次生盐渍化和水蚀荒漠化等, 也包括中国南方由于人为活动导致环境向着类似荒漠景观的土地退化过程。初步研究目前南方土地荒漠化面积为19.76万km², 按其成因, 陡坡地过度开垦占40%, 森林过度采伐占37%, 不合理农林耕作制度占18%, 工矿开发、道路、城市建设不注意环境保护及工业污染占5%。     

中国北方近57年气温时空变化特征

通过分析中国北方近57年来气温时空变化特征,结合GIS空间分析技术和数理统计理论,对中国北方气温变化进行定量化分析,阐述其时空演变规律。结果表明:近57年来中国北方气温总体呈上升趋势,升温趋势最快的是东北地区(0.25℃/10a),最慢的是西北东区(0.12℃/10a)。各区年均、1月、7月气温的增温趋势呈非对称性,年均气温的升高主要得益于1月气温的贡献,7月各区升温趋势普遍较慢;中国北方年均气温变化存在突变现象,东北区是在1994年(a=0.05),华北区是在1997年(a=0.05),西北西和西北东分别为在1996年和1997年(a=0.05);年均气温变化具有明显的周期性,东北区分别以21a、6a、11a为第一、第二、第三主周期,华北区气温周期为22a,西北西区周期为12a,西北东区第一、第二、第三主周期分别为15a、8a、5.5a;中国北方各区气温变化一致性较强,都呈现上升趋势,但各区之间相关关系存在差异,东北和华北年均气温相关系数达到0.79(a=0.01),1月东北区和西北西区相关系数为0.19,7月东北区和西北东区的相关系数为0.26,未达到显著水平。     

1960~2013年中国沿海极端气温事件变化特征

基于1960~2013年中国沿海110个地面气象站资料,分析了中国沿海极端气温事件的变化特征。结果表明：中国近54 a来月最高气温极小值（TXn）、极端最高温（TXx）、极端最低温（TNn）和月最低气温极大值（TNx）都呈上升趋势,其中极端最低气温上升幅度最大,升幅为0.40 ℃/10a。日较差（DTR）、冷昼日数（TX10p）和冷夜日数（TN10p）呈下降趋势,降幅分别为-0.12℃/10a、-0.7 d/10a和-2.19 d/10a,暖昼日数（TX90p）和暖夜日数（TN90p）呈显著上升趋势,升幅分别为1.31 d/10a和2.24 d/10a。SU25和TR20近30 a上升幅度分别为6.35 d/10a和5.28 d/10a。从空间变化来看TXn、TXx、TNn和TNx分别有97%、71%、97%和97%气象站呈上升趋势,大部分都通过了0.01水平的显著性检验。TX10p、TN10p和DTR分别有90%、99%和81%的气象站呈下降趋势。大部分极端气温指数变化趋势与纬度、经度和海拔有显著的相关性。极端气温指数在气候变暖突变前后也存在明显差异,TX10p、TN10p和DTR在气候变暖后明显减少,而其他指数则明显上升。     

中国古代沙质荒漠化的历史演变

荒漠化是全球性的环境问题,威胁到人类的生存和发展,中国是受荒漠化严重危害的国家之一。依据历史文献的记载和现代学者研究成果,分秦汉魏晋南北朝时期、隋唐宋元时期和明清时期三个历史阶段,梳理了中国沙质荒漠化的演变过程。研究表明：秦汉魏晋南北朝时期,中国沙质荒漠化主要集中在西北地区,如鄂尔多斯高原、河西走廊和新疆地区;隋唐宋元时期,荒漠化扩展到东北地区,如呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地等;明清时期,政府通过修筑长城和封禁政策,客观上抑制了边疆地区的垦殖开荒,但在人口压力下,明朝后期和清朝后期北部边疆的农垦快速发展,加速了鄂尔多斯高原、科尔沁沙地等地区的荒漠化进程。因此,数千年来的气候变化和人类活动,特别是滥垦、滥牧、滥樵采等不合理土地利用方式,致使我国北方干旱和半干旱区的荒漠化日趋严重。     

中国北方地区近50年来气温变化特征的研究

文章分析了1951~2000年中国北方地区(包括东北、华北和西北)的平均气温、日最高气温、日最低气温随时间的变化趋势特征。分析发现:在全球气候变暖的前景下,中国北方地区近50年来平均气温、日最高气温和日最低气温的增温态势十分明显;东北地区的增温大于西北和华北地区;日最低气温的增温比平均气温和日最高气温更加显著;冬季增温比夏季显著。20世纪80年代中后期平均气温、日最高气温、日最低气温大多发生了一次显著的变暖突变。90年代以来中国北方地区的气温明显偏高。但是不同季节、不同区域气温的多年变化特征并不完全相同,具有各自的特殊性。     

1960-2017年渭河流域极端气温变化及其对区域增暖的响应

基于逐日最高和最低气温,计算1960-2017年渭河流域16项极端气温指数,发现近58 a渭河流域极端冷指数(冰冻日数、霜冻日数、冷夜日数、冷昼日数和冷持续指数)呈下降趋势,极端暖指数(夏日日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数、作物生长期和热持续指数)呈上升趋势,特别是20世纪80年代后上升速率明显加快。流域半干旱区对气候变暖的响应更敏感,主要体现在白天温度增高以及冰冻和霜冻日数减少,而半湿润区主要为夜间增暖。相比1960-2003年,2004-2017年流域平均温度升高1.75℃,暖夜/暖昼日数增加10.99/6.79 d,而霜冻/冷夜日数减少8.71/2.35 d。分析发现地形条件是影响流域极端气温空间差异的重要因素。在流域半干旱区,冷夜和冷昼日数的快速减少,有利于农作物的生长。而在相对湿度较大的半湿润区,随着夏季连续高温天气增多,高温热浪事件的危害更大。     

1951-2010 年中国气温变化分区及其区域特征

以中国623 个测站1951-2010 年逐日气温观测资料为基础数据, 通过正交旋转因子分析对1951-1980、1961-1990、1971-2000、1981-2010 年4 个时间段的年、冬、夏半年气温变化特征进行分区, 并探讨分区结果的季节和年代际差异。结果表明:依据年、夏半年气温变化特征, 可将全国划分成8 个不同的区域, 且研究时段内年、夏半年气温变化的空间结构比较稳定;而依据冬半年气温变化特征, 可将全国划分为7 个变化区, 且冬半年气温每30 年分区结果存在着明显变化。另外, 通过对区域平均气温距平序列的变化趋势分析可以得出:1951-2010 年间, 中国各区域气温均呈上升趋势, 升温趋势最快的是东北区(0.30 ℃∕10a), 最慢的是华南区(0.13 ℃∕10a);各区域升温过程不同步, 东北区与滇藏高原区显著增暖趋势在1961-1990 年开始出现, 而其他区域则发生在1971-2000 年及1981-2010 年。     

近45年青藏高原土壤温度的变化特征分析

利用青藏高原60 个气象站1960-2005 年的土壤温度观测资料, 采用Mann-Kendall 法和功率谱方法对不同深度土壤温度的时间变化进行趋势突变和周期检验, 并以主成分方法考察 其空间分布特征。分析结果发现青藏高原浅层土壤温度自1970 年以来升高趋势明显, 1969-1970 年为明显的突变点; 40~320 cm 的深层土壤温度存在3.25 年的显著周期变化; 浅 层土壤温度空间特征则主要体现为全区一致型和南北反向变化型。同时以浅层土壤温度梯度 (10~20 cm) 的变化特征讨论了青藏高原地气间能量的交换关系以及浅层土壤温度梯度对高原 多年冻土的响应, 认为高原地气温差和浅层土壤温度梯度之间存在一种涨落机制, 体现的是 高原地气间的耗散结构关系; 而浅层土壤温度梯度分布特征对高原多年冻土有明显的响应。     

Land Use and Sandy Desertification in the North China

土地沙质荒漠化是中国北方最为严重的环境和社会经济问题之一。荒漠化过程主要受人类活动与脆弱生态环境相互作用的制约,也就是说土地利用方式与强度是影响荒漠化发展或逆转的主要因素。由于日益增大的人口压力所导致的人类影响的强化,中国北方的逐牧业交锚地带一直向北延伸,使得大面积牧场转变为农田并破坏了天然植被。其结果是土地变为易风蚀土持,荒漠化发展异常迅速。据统计,因人类活动影响所造成的荒漠化土地面积中,２５＾     

Land Use and Sandy Desertification in the North China

土地沙质荒漠化是中国北方最为严重的环境和社会经济问题之一。荒漠化过程主要受人类活动与脆弱生态环境相互作用的制约 ,也就是说土地利用方式与强度是影响荒漠化发展或逆转的主要因素。由于日益增大的人口压力所导致的人类影响的强化 ,中国北方的农牧业交错地带一直向北延伸 ,使得大面积牧场转变为农田并破坏了天然植被。其结果是土地变为易风蚀土地 ,荒漠化发展异常迅速。据统计 ,因人类活动影响所造成的荒漠化土地面积中 ,2 5 %起源于过度耕种 ,2 8%起源于过度放牧 ,32 %起源于过度樵采燃料 ,8%起源于滥用水资源。在过去 5 0年中 ,沙质荒漠化面积不断扩大 ,至 90年代中期其总面积已达到 35 0 0 0 0 km2 。遥感监测表明 ,从 5 0年代到 70年代中期 ,荒漠化土地的年平均增长率为 15 6 0 km2 ;70年代中期到 80年代末为 2 10 0 km2 ;过去 10年中为 2 46 0 km2 。但也有一些防治沙漠化的成功典型事例 ,在这样的地区 ,土地利用较为合理 ,沙质荒漠化土地已经逆转 ,而且可以更加有效地用于农牧业生产。     

1901-2012年陕西降水、气温变化特征

利用英国东英格兰大学气候研究中心CRU最新发布的1901-2012年的月平均气候资料,分析陕西近百年降水、气温的时空分布特征。结果表明:(1)年平均降水南北差异较大,陕南降水多且年际变化最大,西安为年际变化的第二高值中心。(2)陕西降水具有明显的年代际变化周期,20世纪40年代之前降水变化较平缓,40年代后降水变化幅度变大,异常偏多或偏少的年份较多。(3)降水的EOF1表现为整体的正异常,体现了陕西年平均降水的一致变化,EOF2主要表现为陕西南部和陕西东北部的反相位振荡,且具有显著年际变化周期。(4)陕西气温近112年有两个偏冷期:20世纪20年代之前和50年代到90年中期,20世纪20年代到50年代和90年代后期以来为偏暖期。与全国气温变化不同,第二个暖期是从90年代开始迅速升温,滞后于全国气温变化,且气温的最高值出现在90年代而不是40年代。(5)气温的第一模态解释了总模态的88.4%,且表现为陕西一致的正异常,表明陕西平均气温空间变化的一致性,Morlet小波分析显示其有2~4年的周期震荡和16年左右的年代际变化周期。     

华北地区高温日数的气候特征及变化规律

基于1960～2009年华北地区90个台站逐日最高气温数据,采用趋势分析等方法分析近50 a华北地区高温日数的时空变化特征。结果表明,近50 a华北地区高温日数以海拔高度800 m等值线为界呈现南多北少的分布特点,南部主要呈减少趋势,北部主要呈增加趋势。同时它显现出明显的"多-少-多"年代际变化特征,与1960年代相比,2000年代高温日数在7月稍增加,5和8月有所减少。近50 a华北地区累计高温过程频次呈微弱的减少趋势,南北部高温过程集中的年代和月份也有所不同。     

中国北方农牧交错区沙漠化发展过程及其成因分析

通过历史文献记载、遥感监测和野外调查等手段,研究了中国北方农牧交错区历史时期以来的沙漠化发展过程,认为在晚全新世气候干湿波动的背景上,研究区的沙漠化状况在20世纪80年代以前以发展为主,而在之后的近20a里则出现逆转。对研究区近50a来的气候及土地利用方式变化的分析表明,气候因素中降水的多变性是研究区土地沙漠化发生的自然背景,而滞后于气候变化的土地利用方式改变则是研究区沙漠化最主要的成因。     

中国北方沙漠化过程及其防治研究的新进展

国家973项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”（G2000048700）恢复了过去2 ka来我国北方沙漠化过程、演变、格局和驱动机制;揭示了土壤风蚀和沙尘起动的物理机制,确定了土壤风蚀容忍量、定量评价体系,风沙电场形成机理、分布规律和影响;确定了主要沙尘源区、沙尘暴移动规律和形成机制,建立了沙尘暴监测、预报预警方法和系统;研究了土壤碳、氮衰减规律及其对沙区植被的影响,揭示了沙漠化过程中植物的受损过程、适应对策和植被恢复机理,阐明了我国近50 a沙漠化的过程、成因、现状及其发展趋势,定量给出沙漠化空间变化态势,提出了重点地区防治沙漠化、社会经济与环境协调发展的模式和对策。为国家防沙治沙和干旱地区生态环境和社会经济可持续发展战略决策提供了科学依据。发展和完善了中国沙漠与沙漠化科学。     

近50a来北方农牧交错带气温变化趋势及突变分析

利用北方农牧交错带内及邻近的共46个气象站点1957—2007年的气温数据资料,运用Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析法,对气温变化趋势及突变特征进行了分析。结果表明,近50a来北方农牧交错带年、季气温普遍升高,20世纪90年代以后气温上升趋势显著,达到了99%的信度水平,年平均气温增温速率约为0.32℃/10a,明显高于全国和全球的气温增长率,其中冬季增温尤为明显,对全年增温贡献率最大;Hurst指数分析表明,整个北方农牧交错带年、季气温在未来仍表现出上升趋势,冬季的增温持续性最强;北方农牧交错带年、季升温幅度在空间上表现出一定的区域差异性,其年平均气温在90年代初发生了升温突变。     

我国北方农牧交错带沙漠化的成因、过程和防治对策

在多年研究工作的基础上,总结提出了诸如农牧交错带北移错位、生态位扩张重叠、人口压力危险阈值等一些关于农牧交错带土地沙漠化成因的新理论观点。并论述了农田风蚀、草场沙化、固定沙丘活化及流沙前移等主要类型土地沙漠化的发育过程。提出了适于农牧交错带贫困沙区的"以发展生产、提高生产水平、增加农民收入带动生态环境建设"的沙漠化治理方针和适于乡、村、户三级的"生态网"、"多元系统"、"小生物圈"沙地综合治理开发模式。