天山巴音布鲁克草原植被变化及其与气候因子的关系

利用1982-2000年逐月NOAA/AVHRR NDVI的时间序列数据,分析了天山巴音布鲁克草原植被覆盖的动态变化及其与降水、气温、浅层地温等气候因子的关系。结果表明：近20 a来巴音布鲁克草原植被覆盖面积总体上呈现增加趋势,生态环境有所改善。同时,生长季（4-9月）NDVI与降水、气温和浅层地温的相关分析表明, 气温和浅层地温是影响巴音布鲁克草原植被生长的两个重要因子。     

基于MODIS的天山山区草地类型植被指数变化特征及其与气候因子的关系

本研究建立基于MODIS的天山山区草地类型植被指数并分析其与气候因子的关系,研究发现：天山山区NDVI分布北部大,南部小;西部大,东部小。降水是影响天山山区NDVI的主要因子。天山山区在温度上升0.1℃,面雨量增加10%的情况下,NDVI增加2.5%。2000~2009年天山山区NDVI年平均值为0.35,温度呈上升趋势,降水呈减少趋势,对植被的生长不利,NDVI呈现出减小趋势,但减小不明显。天山山区NDVI最大值的年份,降水并不是最多的,说明植被的长势需要水分和热量匹配。1961~2009年天山山区的气候变化有利于草地NDVI的增加     

基于GEV分布的天山开都河洪水频率特征分析

本文选择天山开都河流域为研究区,基于巴音布鲁克和大山口2个水文站1957-2011年的日径流量观测资料,采用年最大值法（AM）抽取径流序列样本,用线性趋势法、Mann-Kendall趋势检验和Pettitt检验分析年最大日流量、春季最大日流量和夏季最大日流量序列的变化规律;并运用广义极值分布（GEV）对标准化的最大日流量序列进行拟合,分析洪水频率的变化特征。结果表明：提取的6个最大日流量序列均不存在明显的趋势性,且突变点不显著;其中巴音布鲁克站年最大日流量、春季最大日流量和大山口站年最大日流量序列近似服从Frechet分布,而大山口站春季最大日流量、夏季最大日流量和巴音布鲁克站夏季最大日流量序列则服从Gumbel分布。1980年代以来,开都河流域洪水的发生频次明显增加;巴音布鲁克站夏季洪水次数持续增加,大山口站春季和夏季洪水次数均呈增加趋势,且春季洪水出现时间均有所提前。春季显著升温与冬季降水增加,是春季融雪性洪水出现时间和水量变化的主要原因;而夏季降雨量和降雨频率显著增加,是夏季洪水形成与频率变化的主导因素。     

巴州北部山区降水趋势变化及其预测

对1960—2004年巴州巴音布鲁克及巴仑台山区年和春、夏、秋、冬季的降水变化特征进行了分析。结果表明:近45a来巴州北部山区降水呈增多趋势,其中巴仑台山区增多趋势明显。另外巴音布鲁克及巴仑台山区降水在不同季节的变化趋势和变化幅度不一致。对2004—2006年预测试验表明,均生函数预测模型对巴州北部山区降水有较好的预测能力,特别是对巴音布鲁克山区的降水预测相当不错。     

草地生产力动态变化研究

本利用1981－2000年“Pathfinder”遥感序列资料，对青海东南部地区草地生产力变化状况进行分析、研究。发现虽然青海东南部地区牧草生长状况年际变化较大,但80年代以来牧草生长季有所变长,而草地整体生产力略呈下降趋势；对达日地区草地生产力的分析、研究得出，青海东南部的局部地区牧草生长季及草地生产力均呈明显下降趋势，且下降幅度较大。说明青海东南部地区的草场退化现象已日趋普遍，且其退化草场范围和退化程度正日渐扩大和加深。同时发现草地生产力和牧草生长季变化大多呈7－11年不等的周期性波动变化特点。．     

基于1982~2013年NDVI数据的新疆30年植被状况季节与年际趋势分析

以GIMMS 3g（the third generation Global Inventory Modeling and Mapping Studies Normalized Difference Vegetation Index）数据为基础,利用月合成、标准距平和趋势保留预置白方法进行数据预处理,采用季节趋势分析方法提取振幅0、振幅1和相位1季节表征因子,运用MK（Mann-Kendall）和CMK（Contextual Mann-Kendall）趋势检验获取新疆植被年际和季节趋势变化特征,结合土地利用覆盖数据,侦测显著性变化区域的空间分布特点,讨论并分析不同预处理方法和趋势分析方法下的结果差异。研究表明:（1）植被状况趋于退化的区域面积明显大于植被状况转好的面积,植被退化区域主要集中在南北疆荒漠区域的未利用地和草地,转好的区域则主要集中在山区草地、未利用地和耕地区域;（2）新疆植被年内波动幅度有明显增加的趋势,主要分布在塔里木盆地南缘以北的草地、未利用地和耕地;（3）不同预处理方法下的植被状况趋势显著性结果存在明显的影响,按照显著性信息的提取能力排序,标准距平>趋势保留预置白>原始数据>月平均;（4）耕地区域中有87.88%表现出年内波动幅度显著增加的趋势,53.31%生长季开始期显著推迟。     

两种生产力模型在内蒙古的应用分析

两种生产力模型在内蒙古地区应用结果表明:①近10年内蒙古地区生产力下降明显,尤其在呼伦贝尔市西部、通辽市和赤峰市部分地区。②两种生产力模型在寒冷区和干旱区的主要影响因子是低温和干旱,主要限制因子地区差异明显。结合下垫面植被状况来看两种生产力模型在内蒙古东北部应用效果较差,西部区无明显差异。③同期30年内蒙古温度呈显著增加趋势,降水下降趋势属正常气候波动。④近30年植物气候生产力与净第一性生产力平均偏高1.58 t·hm-2·a-1,前者年际波动较大,稳定性不如净第一性生产力。综合来看,两种生产力模型主要考虑了年平均温度和降水,对雨热同期的东北地区评估性较差,如果生产力模型采用地区生长季气象条件代替年度平均,就能更好体现地区植被实际生产潜力,这也是当前生产力评估模型进一步改进的关键所在。     

北方草地生态气象综合监测预测技术及其应

近几十年来中国90%以上的草地出现退化现象,特别是内蒙古、宁夏、甘肃、新疆、青海、西藏等地区,草地退化严重,国家急需掌握气象条件对草地植被生长的影响,了解草地生产力、牲畜承载力以及生态质量状况.为此,在实时获取北方草地气温、降水量、日照时数等气象要素和气象卫星植被指数以及产草量观测资料的基础上,应用模糊数学、集合运算、统计分析等多种方法和"3S"手段,建立了北方草地植被生长气象条件优劣评价、产草量和载畜量预测、草地生态质量监测等模型.2005年以来,利用这些模型逐年评价了气象条件对草地植被生长的优劣影响、预测产草量和载畜量、监测草地生态质量优劣,获得了良好的服务效益.北方草地2007年生态气象监测预测结果表明:所建模型综合了多种资料和技术优势,结果符合实际;形成的综合监测预测技术可为国家保护和恢复草地生态环境提供科学依据.     

肥城花生高产的气象条件分析

利用肥城市气象局1995-2010年地面气象资料,对肥城市统计局提供的1995-2010年的肥城花生产量进行了分析,发现了花生生长的不同阶段对水分、热量、光照的需求不同。适宜的温度、降水和良好的光照,是肥城市花生优质高产的主要气象条件。     

科尔沁草甸草地生长季能量平衡特征

草地生态系统具有植被多样性和较大的气候变异性,研究草地的能量平衡特征对认识草地的生态效应具有重要意义。利用开路涡度相关系统和常规气象观测系统的观测结果,运用最小二乘法、线性回归等方法对科尔沁草甸草地2010年生长季能量平衡特征进行了分析。结果表明：科尔沁草甸草地生长季能量闭合比率为80.4%,说明该地存在不闭合现象,且闭合度居于同类观测的中上水平,涡度相关观测数据较为可靠。反射率日变化呈先降后升趋势,中午达到最低值,生长季（5-9月）内在0.040-0.120之间波动,整体也呈先降后升趋势,平均值为0.061。净辐射与太阳辐射的比值为0.386,二者呈线性正相关关系。潜热通量是科尔沁草甸草地最主要的能量支出项,其次是感热通量。各分量日变化与净辐射基本相同,呈单峰型变化,日出后开始增加,中午达到最大值,之后开始减小,峰值及其出现的时间稍有不同。两种典型天气下,各分量占净辐射比例次序与生长季平均情况相同。晴天时各分量与净辐射相同,呈单峰型,而阴天时变化规律均不明显。     

内蒙古植被NDVI变化特征分析

对植被状况和植被覆盖的研究可以反映植被受环境条件影响产生的时空变化。文章根据GIMMS-NDVI数据集1982—2006年影像数据,分析内蒙古农田、森林、草原三种植被类型NDVI年内、年际的变化趋势以及植被覆盖变化特征的空间差异。各植被类型变化曲线都呈现4—7月NDVI激增,8—10月NDVI猛降,冬季农田、草原植被覆盖接近裸土的特点。农田夏季NDVI平均值的历年线性变化趋势通过显著性检验,森林夏季NDVI平均值呈现下降的趋势,草原夏季NDVI平均值呈现上升的趋势,但都不显著。     

2000-2013年新疆植被覆盖变化多尺度遥感分析

基于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)8 d 500 m分辨率地表反射率数据生成归一化植被指数(NDVI)时间序列,利用线性回归、转折点检测和Mann-Kendall趋势分析方法,分析2000—2013年新疆地区植被覆盖时空变化格局,并结合Landsat数据分析典型区域植被变化。研究结果表明：近14 a来,新疆地区植被覆盖整体呈波动型上升的趋势,植被改善区面积占全区的34.02%,恶劣区的占3.20%,其中2000—2003年植被明显增长、2003—2009年的波动下降及2009—2013年的逐渐回升,植被增长显著的区域主要分布在准噶尔盆地南部和塔里木盆地北部绿洲;大多数植被类型NDVI呈增长趋势,其中增长率最高的是作物、开放灌丛和混交林,6种主要植被类型常绿针叶林、混交林、开放灌丛、多树草原、草原、作物呈现出相似的NDVI变化趋势;在植被覆盖变化显著的4个典型区,NDVI变化受土地覆盖类型变化的影响,荒漠、草地被开垦成农田导致NDVI增加,城市建成区扩张导致NDVI降低。     

江西省生态质量气象评价及其动态变化分析

参照《生态质量气象评价规范(试行)》标准,以2008—2013年遥感晴空数据及相关气象、统计、调查等资料为数据源,对江西省生态环境状况进行气象评价,并对其动态变化进行分析。结果表明,2008—2013年,江西省生态环境状况整体处于良好水平,且生态质量逐年略有提升。其中,1)江西省植被覆盖度整体较高,并呈小幅上升趋势;2)湿润指数亦呈现小幅上升趋势,并且江西省降水随季节分布不均,春季湿润指数值平均最大;3)水体密度指数及土地退化指数较稳定,但存在季节变化;4)灾害指数随年度受灾程度不同有较大起伏,夏季是江西省遭受气象灾害较为频繁的季度。     

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

青藏高原典型高寒草地水热条件及地上生物量变化研究

利用海北州海晏县1979—2009年地面气象观测资料和1997-2009年地上生物量资料,分析了1979年以来青藏高原的气候变化和水热条件变化,以及气温和降水量与地上生物量之间的响应关系。结果表明,1979—2009年该地区的年平均气温和降雨量均呈增加趋势,年平均气温的增加速率达0.33℃.(10a)-1,年降雨量增幅为33.1mm.(10a)-1;>0℃的有效积温、生物温度和实际蒸散量均呈明显的增加趋势,而湿润度则呈明显的减少趋势。海晏县高寒草地牧草草地地上生物量呈波动增加,且与冬季降雨量呈显著的正相关,与春季降雨量相关性不显著,与夏季平均气温相关性最高。     

内蒙古典型草原区近40年气候变化及其对土壤水分的影响

分析气候变化对草原区土壤水分的影响对了解草原退化原因、恢复草原生态环境有重要的指导意义。根据近40年气象资料和近20年的土壤水分观测资料,利用线性趋势等数理统计方法,分析了内蒙古典型草原区气候变化趋势和对土壤水分变化的影响,得出内蒙古典型草原区近40年气候变化趋势与全球气候变化规律相似;影响土壤湿度的气象因子主要是降水和蒸发,温度通过影响蒸发而间接影响土壤湿度,蒸降差是分析气候变化对土壤水分影响的直观指标。气候变暖导致蒸发加剧,在降水增加不明显的条件下,加速了土壤干旱化程度。     

利用气象与生态要素预测冬小麦产量

选用对陇东黄土高原塬区冬小麦产量形成至关重要的发育期间光热要素、水分复合因子以及表征冬小麦生长状况的定量因子生长势等气象要素和生态要素,利用多元线性回归方法建立了冬小麦不同生长发育阶段产量预报方程,试预报准确率达到92%以上.该方法改变了利用气象单类要素预报粮食产量的传统观念,为利用生态要素、水分复合因子等综合要素预报粮食产量进行了积极的探索,使数字农业、生态农业气象要素在陇东黄土高原得到有效推广.     

岑溪推广种植澳洲坚果的气候适应性分析

从热量、水分和光照等方面对岑溪市推广种植澳洲坚果的气候条件进行分析,找出影响澳洲坚果生长发育及挂果的主要气象灾害,并提出了应对措施.     

Characteristics of Momentum and Heat Transfer over Semiarid Grasslands with Different Grazing Intensities in Inner Mongolia, China

The drag coefficient (C d) and heat transfer coefficient (C h) with the bulk transfer scheme are usually used to calculate the momentum and heat fluxes in meteorological models.The aerodynamic roughness length (z 0m) and thermal roughness length (z 0h) are two crucial parameters for bulk transfer equations.To improve the meteorological models,the seasonal and interannual variations of z 0m,z 0h,coefficient kB 1,C d,and C h were investigated based on eddy covariance data over different grazed semiarid grasslands of Inner Mongolia during the growing seasons (May to September) from 2005 to 2008.For an ungrazed Leymus chinensis grassland (ungrazed since 1979),z 0m and z 0h had significant seasonal and interannual variations.z 0m was affected by the amount and distribution of rainfall.kB 1 exhibited a relatively negative variation compared with z 0h,which indicates that the seasonal variation of z 0h cannot be described by kB 1.To parameterize z 0m and z 0h,the linear regressions between ln(z 0m),ln(z 0h),and the leaf area index (LAI) were performed with R 2 =0.71 and 0.83.The monthly average kB 1 was found to decrease linearly with LAI.The four-year averaged values of C d and C h were 4.5×10 3 and 3.9×10 3,respectively.The monthly average C d only varied by 8% while the variation of C h was 18%,which reflects the different impacts of dead vegetation on momentum and heat transfer at this natural grassland.Moreover,with the removal of vegetation cover,grazing intensities reduced z 0m,z 0h,C d,and C h.     

Response of a Grassland Ecosystem to Climate Change in a Theoretical Model

The response of a grassland ecosystem to climate change is discussed within the context of a theoretical model.An optimization approach,a conditional nonlinear optimal perturbation related to parameter(CNOP-P) approach,was employed in this study.The CNOP-P,a perturbation of moisture index in the theoretical model,represents a nonlinear climate perturbation.Two kinds of linear climate perturbations were also used to study the response of the grassland ecosystem to different types of climate changes.The results show that the extent of grassland ecosystem variation caused by the CNOP-P-type climate change is greater than that caused by the two linear types of climate change.In addition,the grassland ecosystem affected by the CNOP-P-type climate change evolved into a desert ecosystem,and the two linear types of climate changes failed within a specific amplitude range when the moisture index recovered to its reference state.Therefore,the grassland ecosystem response to climate change was nonlinear.This study yielded similar results for a desert ecosystem seeded with both living and wilted biomass litter.The quantitative analysis performed in this study also accounted for the role of soil moisture in the root zone and the shading effect of wilted biomass on the grassland ecosystem through nonlinear interactions between soil and vegetation.The results of this study imply that the CNOP-P approach is a potentially effective tool for assessing the impact of nonlinear climate change on grassland ecosystems.