1961-2004年新疆气候突变分析

利用1961-2004年新疆53个气象台站逐日平均最高气温、平均最低气温和降水数据,采用Mann-Kendall法分别对北疆、天山山区和南疆气温、日较差和降水年序列进行了突变分析,同时利用滑动t检验和Yamamoto法对突变点的真伪做了验证.结果表明:1961-2004年北疆、天山山区和南疆年平均最低气温上升速率均明显高于年平均最高气温,年平均日较差均呈显著下降趋势,年降水量均有增加趋势.北疆年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1988年、1979年和1984年发生了突变;天山山区年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1985年、1983年和1992年发生了突变;南疆年平均最高气温、年均最低气温及年平均日较差分别在1993年、1991年和1981年发生了突变.20世纪80年代中期以来北疆、天山山区、南疆均进入增温多雨时期.这些结果对进一步研究和预测新疆气候有着重要意义,为研究全国甚至全球气候变化提供重要依据,同时也为决策者提供决策依据.     

1988—2015年新疆农业用水时空变化与政策驱动研究

农业用水是人类开发利用水资源以及影响生态系统的主要扰动因素,科学定量农业用水是合理配置与调控区域水资源的基础工作。传统的农业用水统计只是记录了可测量的用水量,而水足迹则完整刻画了人类活动对水资源系统的压力表现。从水足迹理论出发,采用Cropwat软件计算了新疆1988—2015年近20种农作物生产水足迹总量,并利用Mann-Kendall趋势和突变检验的方法,分析了28年间新疆农作物水足迹的时空变化,探讨了农作物水足迹驱动因素及机制。结果表明：新疆农作物水足迹在28年间总量增加了256%;水足迹序列在2005年前后增长出现了突变,后一阶段增长率是前一阶段的3倍以上;从农作物水足迹中蓝水足迹与绿水足迹的构成看,农作物绿水足迹呈持续增加趋势,但其在农作物水足迹总量中的比例略有下降。进一步分析表明,农业种植规模的快速扩张是新疆农作物水足迹大幅度增加的根本原因,而脱贫致富、扶贫攻坚等经济发展需求下的政策（战略）支持是农业种植规模（灌溉面积）持续快速增长的核心驱动力。通过探究农作物水足迹的变化及原因,揭示了新疆农业用水的时空变化,以及农作物水足迹与国家、地方政策和社会活动之间的关系,可为深入解析新疆农业增长与水资源开发利用及生态环境之间的时空演化关系和相关决策与政策制定提供参考。     

1961—2017年基于地面观测的新疆积雪时空变化研究

选取新疆89个气象站1961—2017年逐日积雪深度观测资料, 分析近60 a新疆冬季最大积雪深度及积雪日数的时空变化特征。结果表明： 新疆冬季最大积雪深度以天山为界, 天山以北多于南部, 北疆北部和伊犁河谷最大达60 ~ 100 cm, 天山山区及天山北坡30 ~ 60 cm, 南疆大部地区不足20 cm; 新疆北部最大雪深多出现在1996年以后, 也是新疆气候由暖干转为暖湿的阶段。近60 a新疆区域尤其是北疆、 天山山区冬季最大积雪深度呈显著增加趋势, 南疆略有增加; 89个气象站中87.6%呈增加趋势, 20个显著增加, 主要分布在天山以北地区。分析不同积雪深度出现的日数, 新疆区域、 北疆地区、 天山山区≤10 cm积雪约占积雪总日数的48% ~ 58%, 10 ~ 20 cm积雪占24% ~ 32%, 20 ~ 30 cm积雪占12% ~ 15%, >30 cm积雪约占5%左右; 南疆地区以≤5 cm积雪为主。新疆区域、 北疆地区以及天山山区积雪日数总体呈减少趋势, 其中≤10 cm积雪日数减少, 尤其北疆显著减少, >20 cm积雪日数显著增加, 南疆变化不明显; 空间变化趋势分布基本与区域变化一致。     

基于水足迹理论与LMDI模型的贵州省水资源利用评价

基于水足迹理论构建区域水资源利用评价指标体系,分析贵州省2000-2017年水足迹时间变化,并采用LMDI模型探讨人口、经济和技术等驱动因素对水足迹变化的影响程度。结果表明:贵州省总水足迹经历了先波动增长后减少再逐渐增加的过程;水资源自给率年均达到97%以上,对外依赖程度较低;水足迹经济效益值逐年增加明显,水足迹土地密度与总水足迹变化趋势一致,而万吨水足迹人口密度则与总水足迹变化趋势相反;水资源压力指数整体维持在40%以上,其中偏枯水年和枯水年水资源压力指数大于70%;人文驱动因素对水足迹变化的影响程度:经济效应＞技术效应＞人口效应,自然驱动因素中降水量是导致水足迹变化的主要因素。      

新疆近50a来的气温和蒸发变化

根据77处国家水文、气象站点观测资料,分析了新疆不同地区近50a来气温和蒸发两个气候要素的变化.结果表明,新疆近50a来的气温呈上升趋势,平均增长率为0.27℃·10a^-1.1987年以后的平均气温较1986年以前有明显升高,尤其是北疆西部、北部和东疆地区增幅较大,达0.6～1.6℃.新疆各季平均气温的变幅以冬季为最大,夏季最小,但各季总体上均呈上升趋势.新疆年蒸发量和干旱指数的变化总体呈下降趋势,反映出气候转湿的信号.     

2001-2012年新疆融雪型洪水时空分布特征

利用2001-2012年新疆区域内发生的融雪型洪水资料,分析研究了近12 a新疆融雪型洪水时空分布特征.结果表明:新疆融雪型洪水与前一年10月至当年3月新疆全站总累计降水量大小相关,降水量大的年份,对应的融雪型洪水发生次数也多;冬末至夏季融雪型洪水在北疆地区基本上是从西向东、从南向北的先后顺序出现,而在南疆地区的融雪洪水基本上是从西向东、从北向南先后顺序出现.新疆融雪型洪水主要集中出现在春夏季,其中,北疆地区在3月,南疆地区在7月发生较多;伊犁河谷、昌吉、阿勒泰、和田等地区及青河、乌鲁木齐、阿克陶、民丰等市县是新疆融雪型洪水的高发区.     

气候变暖对河西走廊棉花生产影响的成因与对策研究

揭示了气候变化对河西走廊棉花生产有着显著影响,实际上使其生育期延长20天,霜前花减少30％;适生区域提高100 m左右,面积扩大7倍;衣分提高2个百分点,气候产量增加54.3％的基本事实。探明了现代气候变暖对高原地区喜热作物棉花产生非常有利影响的重要原因,是由于≥10℃积温升高131℃,裂铃至停止生长关键期增温30℃;最低气温升高0.9℃,春季增温加快,秋季降温减缓,使生长期热量资源得到较大补偿,气候生态适应性更适宜,与棉花生理需求指标更接近。预测未来10～15年内≥10℃积温可能增加100～300℃,适生区域升高100 m左右,建议稳步扩大面积20％～30％,并提出按不同种植区域采取相适应的农业生产技术等建议。     

60年来我国主要粮食作物适宜生长区的时空分布

模拟作物适宜生长区的时空分布是分析气候变化对作物生长影响、提高作物生长适应能力的重要内容。选择影响主要粮食作物(小麦、玉米和水稻)生长的气候要素,结合地表土壤和地面高程要素与农业观测站数据,模拟和分析1953—2012年主要粮食作物适宜生长区的变动,评估气候变化下作物的适应能力。研究发现:(1)60年来3种粮食作物适宜生长区对气候变化响应程度从大到小依次是小麦、水稻和玉米。(2)同一时空尺度上,主要粮食作物适宜生长类型区在南方农区较北方农区多样化,在山地较盆地多样化,在高原较平原多样化。(3)小麦生长适应气候变化的能力在多数农区略有上升。玉米生长的适应能力在北方和南方农区分别略微提高和下降。水稻生长的适应能力在长江中下游区、西南区和华南区相对稳定,在黄淮海区和东北区分别下降和提高。(4)60年来,主要粮食作物综合生长适应气候变化的能力在黄淮海区和长江中下游区下降,在其余农区升高。(5)玉米和水稻适宜生长区分别与播种面积和作物产量显著相关,这为模拟未来不同气候情景下二者适宜生长区的分布提供了可行性。小麦适宜生长区与播种面积和产量均不显著相关,未来需要考虑更多因素精准识别小麦适宜生长区,以便更为有效地提高小麦生长对气候变化的适应能力。     

1970-2013年南疆渭干河-库车河流域绿洲冰雹时空变化特征和棉花受灾分析

渭干河-库车河绿洲是南疆地区主要棉花生产基地之一, 随着气候变化和棉花种植面积的日益扩大, 雹灾对棉花生产的危害日趋严重. 利用该地区4个气象站44 a逐一地面降雹过程资料和33 a灾情信息, 对冰雹时空变化特征、活动规律、强度、受灾面积和影响因素等进行研究. 结果表明: 降雹空间分布为北部靠山地带多于南部平原地带, 受灾面积的空间分布则相反; 降雹以周期短、强季节性特征为主, 各县中等以上降雹天气占80%以上, 降雹趋于高发和强发的态势. 降雹频次与气温和降水呈较好的相关性, 冰雹多发年气温偏低、降水偏多, 冰雹少发年气温偏高、降水偏少. 位于南部靠近沙漠的沙雅县受灾最为严重, 雹灾与降雹强度、地域、季节和作物面积及类型等有关, 该地区棉花受灾机率大.     

引黄灌区浅层地下水资源的优化管理

郭口引黄灌区地处黄河下游的黄泛平原,位于山东省东阿县东部,灌区总面积354.33km~2,耕地面积37.2万亩,人口15.26万,以种植业为主,主要作物有小麦、玉米、棉花等。 浅层地下水资源是该灌区农业生产和乡镇企业、生活用水的主要水源之一,由于以往当地农村的     

Advances in the study of the Crop Evapotranspiration in Changing Environment

Significant changes in the regional energy process, water recycling and the biological process have taken place due to the climate change and human activities, and the regional agriculture has been affected by these changes. It is therefore a key issue for the regional agricultural water resource management to accurately monitor and evaluate the change of crop evapotranspiration under a changing environment. The development of the evapotranspiration theory was first reviewed, and then, the driven mechanisms and the research progress of crop evapotranspiration were illustrated. The suitability of the current monitoring method and evaluation model of the evapotranspiration in the crop evapotranspiration research under climate change were analyzed. After that, the current studies of the agricultural water resources management of “ET-based” were reviewed, and finally, the research tendency of the crop evapotranspiration on the theory, methods and application management in the future were prospected.     

全球气候增暖对甘肃农作物生长影响的研究进展

系统总结了甘肃省科技攻关重大项目“甘肃干旱生态环境对全球气候变暖的响应研究”等3个课题的主要成果和研究进展。在揭示甘肃省现代气候变化基本特征是冬暖夏干的基础上,比较系统地综述了越冬作物（冬小麦、冬油菜）、喜凉作物（春小麦、马铃薯、胡麻）和喜温作物（玉米、棉花、酿酒葡萄）等8种主要农作物的生长发育、适生种植区高度和种植面积、产量和品质等对现代气候变化的响应特征。现代气候变化对甘肃农作物生长的影响非常突出,已对农作物安全生产与农业可持续发展构成了严重威胁。其研究结果为建立现代农业发展模式,旱作农业生产机制,农作物安全生产提供科学的指导意见。     

新疆冬季雪水资源估算及分布特征

应用2004—2010年EOS/MODIS遥感积雪监测资料,结合新疆89个气象站雪深、雪密度50年的观测记录,估算新疆冬季雪水当量,并对时空特征进行研究。结果表明:① 2004—2010年新疆年雪水当量最大峰值为368.83亿m3(2009—2010年)、最小峰值为93.91亿m3(2006—2007年),最大峰值是最小峰值的4倍左右,且6年中峰值出现的最早和最晚时间相差5旬。② 新疆雪水资源分布存在4个区域:南疆、东疆、伊犁和博州、北疆东北部,不同区域雪水当量峰值出现时间不同。新疆雪水当量峰值应该是4个区域峰值之和。③ 新疆雪水当量50年来呈现年际间的大幅波动,发展趋势沿着斜率为0.083 2的直线上升,表明雪水资源在逐年增多;波动幅度逐步加大,表明雪水资源偏少的年份有时也会发生。     

近50a中国寒区与旱区湖泊变化的气候因素分析

以青藏和蒙新两大湖区代表的我国寒区和旱区湖泊为对象,通过各湖区典型湖泊与气候变化的时间序列分析,揭示了湖泊与气候变化的动态关系;通过区域尺度湖泊面积的阶段性变化过程与区域气候变化的关系,分析了湖泊变化的区域气候影响背景.结果表明:位于我国寒区和旱区的湖泊对气候变化具有高度敏感性,从气候的角度来看,内蒙古的湖泊受降水影响较为明显,新疆湖泊总体上受降水影响显著,但由于冰川的存在气温对湖泊也有一定影响.青藏高原典型湖泊变化的分析表明,降水、气温对不同湖泊有着不同的影响,在区域上湖泊与气候的变化关系表现的更为复杂,在降水增加、气温上升的情况下由于升温引起的湖泊蒸发效应超过降水增加导致的补给影响,湖泊总体趋于萎缩.     

The effects of agricultural land use and cotton production on tributaries of the Darling River, Australia

Intensive agricultural development in the Murray-Darling Basin, Australia, has been achieved at a high cost to the natural environment. This paper assess the hydrological, water quality and ecological changes which have occurred as a result of agricultural land use and particularly, cotton production, in major tributaries of the upper Darling River, using the Namoi Valley, the cradle of the Australian cotton industry, as a case study. Three aspects of cotton production have had detrimental effects in these catchments — extensive vegetation clearing on floodplains and in the riparian zone, water abstraction from regulated and unregulated river flows and intensive chemical use for pest control. The paper outlines the new initiatives in progress to improve the condition of these rivers, including management of pesticide runoff from cotton farms, nutrient reductions in surface waters and restoration of natural patterns of river flow. Constraints on water use off-stream and restrained regional development appear to be inevitable if river health is to be improved.     

我国气候变化将比模式预期的小吗？

从当今国际上不同的气候系统模式模拟的全新世大暖期和末次盛冰期我国气候变化量级和复原资料结果的对比,以及从目前气候变化的趋势(包括温室气体、气温、海洋温度、海平面高度、冰川等),来评述我国区域气候未来变化的量级。从以上两个方面的情况看,我国区域的未来气候变化量级可能比现有模式预估的还要大。文章最后讨论了我国的气候变化脆弱区以及关键的气候变化要素问题。     

中国西北地区的生态足迹

可持续发展指标体系的研究是可持续发展研究领域的一个重点问题 .在介绍生态足迹理论的基础上 ,应用中国西北五省区的截面统计资料对该区域 1999年的发展状况进行了评价 .结果发现 ,陕、甘、宁、青、新的生态足迹都呈现赤字 (分别为 0 .1119、0 .3995、0 .42 42、0 .0 6 1、0 .886 3hm2 ·人 -1) ,这表明我国西北五省区的消费模式是不可持续的 ;还发现各省区的人均生态足迹需求的GDP产出系数呈现出陕 >宁 >青 >甘 >新 ,这反映出五省区的资源消耗产出效率的差异 .最后对生态足迹理论尚待进一步深入研究的几个方面进行了简要的评述 .     

Estimations of climate change impacts on crop production in the Republic of Moldova

Statistical methods for assessing crop sensitivity and vulnerability to climate change in Moldova were demonstrated and the following procedures were discussed: (1) projections of likely agroclimatic change; (2) assessments of crop sensitivity to climate change; and (3) assessments of the impact of climate change on crops. In order to predict the future agroclimate, key meteorological variables were transformed statistically to correspond to changes in plants' heat and water supply characteristics. Sensitivity of crop production was examined for corn and winter wheat. By combining the agroclimatic changes with crop response, possible impacts have been estimated and form a basis for possible adaptation strategies. It was shown that regional climate change can result in elevated aridity of Moldova's territory, especially during periods of crop growth. Cultivation of cereal crops in new agroclimatic conditions without adaptation measures will negatively affect yields, especially of winter wheat, whose yield decrease may be 18–39% by 2020s and 22–50% by 2050s. Corn yields may increase by 0–3% and 1–6%, respectively. As an example of adaptation, it is shown that the use of an increased number of late hybrids results in a 25–35% increase in corn yields. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.