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。     

河北省近40年蒸发皿蒸发量变化特征及影响因素初探

利用河北省区域1963-2003年50个站蒸发皿蒸发量资料,分析了蒸发量变化及影响因素。结果表明:近40年来河北省区域平均年和四季蒸发量变化,由60、70年代偏多转为80、90年代偏少,转折年均在70年代末和80年代初。春、夏季蒸发量减少趋势明显,分别为-31.3、-27.4mm/10 a,年蒸发量的减少主要是由春、夏季减少所致;对蒸发量的空间分析表明,区域内94%的站点呈减少趋势,70%站点减少趋势显著,减少速率最大区域在冀中南部东部区域,减少速率在-100mm/10 a以上;蒸发量变化与各要素相关分析表明,蒸发量变化与日照时数、低云量、气温日较差相关显著,而日照时数、低云量、气温日较差与太阳辐射大小关系密切,因此,太阳辐射是影响蒸发量变化的主要因素,同时平均风速的减少对蒸发量的减少也起着重要作用。     

近50a来科尔沁地区沙漠化土地的动态监测结果与分析

在明确了沙漠化土地的程度分级及其指标、监测方法的基础上,对科尔沁地区近50 a来的沙漠化土地进行了遥感动态监测和分析。结果表明:科尔沁地区20世纪50年代未至70年代中期,是沙漠化土地扩展速度最快的一个时期,总面积增加了9 084 km²。从70年代中期到80年代后期,沙漠化土地继续呈快速增长之势,增加了9 624 km²;进入90年代,沙漠化过程呈现出逆转的趋势,沙漠化土地总面积由1987年的61 008 km²,减少到2000年的50 142 km²,减少了10 866 km²。就近50 a来沙漠化土地变化的整体而言,经历了发展-再发展-逆转的过程。到2000年,科尔沁地区的沙漠化态势依然是严峻的。但从整个发展过程来看,沙漠化已呈现逆转的趋势。整个区域的生态环境在改善,环境容量在提高,继续发展下去,有望进入良性循环以保障生态环境与社会经济的可持续发展。     

土地利用/覆盖变化对黑土生态环境的影响

应用时空转换的方法,研究了黑土区自然草地开垦为农田后,在随后2-100年的耕作中1m土层土壤持水能力、C、N储量的变化。结果表明:由自然土壤-植被系统转化为人工农田系统后,黑土储水量减少17.6%-30.8%;对土壤碳库影响是缓慢的,1m土层的碳库储量100年来减少了23.71%;在0-50cm土层中氮素变化与碳库变化相似,但在50-100cm土层氮库100年来变化不大。土地利用与覆盖变化对水土流失效果显著,人工农田系统较自然生态系统多流失水27t/hm²,土为38t/hm²。在这些变化中,时间的作用是缓慢的,不占主导地位,仅起辅助作用,而土地利用/土地覆盖方式起到决定性作用。     

四川省近50年降水的变化特征及影响

利用1961-2008 年四川省133 个气象站逐日降水资料,研究分析了四川省近50 年大气降水的变化特征及影响。研究发现：四川省年均暴雨日数从西到东呈现“增-减-增”的总体变化趋势：甘孜州、凉山州南部、攀枝花等地区年均暴雨日数主要呈弱增加趋势,四川盆地西部、中部呈明显减少趋势,盆地东北部地区则呈较强增加趋势;除了盆地中部、南部部分地区外,四川省其余地区的暴雨强度主要呈增强趋势,其中盆地东北部加强趋势明显。四川盆地西部、中部地区各量级雨日均主要呈减少趋势,无雨日明显增加,年降水减少明显;盆地东北部地区年均暴雨、大雨日数及强度都呈明显增加、增强趋势,此区域年降水量的增加主要是由于大雨、暴雨量的增加导致。近50 年来四川省大气降水的变化形势给不同的区域带来了不同影响：四川盆地西部和中部地区大气降水明显减少,影响到地表径流以及地下水位,导致水资源紧张;川西高原北部阿坝州降水也明显减少,在一定程度上促进了生态环境恶化;而盆地东北部、甘孜州、攀枝花和凉山州等地区暴雨日数和强度的增多、增强导致部分地区洪涝、地质灾害频发。     

晋西北地区气候变化及其对土地沙漠化的影响

利用晋西北5个代表站近50 a逐月的气温、降水资料,建立了年和冬、夏半年的平均气温、降水序列,分析了晋西北近50 a来气温、降水变化特征。结果表明,晋西北总的气候变化存在暖干化趋势,年和冬、夏半年平均气温变化倾向率分别为0.202 ℃/(10a)、0.2 ℃/(10a)和0.132 ℃/(10a);夏半年气候变暖缓慢且具有阶段性特点;年和冬、夏半年降水变化倾向率分别为-16.68 mm/(10a)、0.404 mm/(10a)和-14.95 mm/(10a);年降水的减少主要由夏半年降水的减少引起,冬半年降水有增多的迹象;夏半年降水减少,减弱了流水对表层土壤的冲刷,冬半年降水增多,一定程度上减缓了土地沙漠化过程。     

1958-2007年黄土高原沙尘暴和降雨的时空变化研究

风沙活动和降雨是引发干旱-湿润过渡区水土流失和一些环境问题的主要根源.本文基于气象站记录的沙尘暴和降雨量资料,利用ArcGIS 9.2软件,采用累积曲线和累积距平百分率等方法分析了黄土高原地区近50年(1958-2007年)沙尘暴日数和降雨量的时空变化.结果表明:(1)年内分布不均,沙尘暴主要发生在春季,占到全年的54％,降雨主要集中在汛期,占到全年的71％;(2)近50年年沙尘暴日数呈明显减少趋势,年降雨量表现出了一定程度的减少趋向,但远不及沙尘暴明显;(3)以年沙尘暴5d等值线和年降雨量350 mm等值线作为衡量线,发现随总量的减少,年沙尘暴日数≥5d和降雨量≥350 mm覆盖范围表现出不同程度的缩小,沙尘暴的缩小范围远大于降雨量的.     

1958-2013年华南海岸沙地利用变化及其驱动因素——以福建海岸为例

以中国华南海岸沙地的典型分布区--福建海岸为研究区,以历史资料和遥感影像为基础数据源,应用GIS技术定量分析了50多年来海岸沙地利用变化的基本特征及其影响因素。结果表明:56年来,福建海岸沙地总体呈减少趋势,经历了从1958-1988年裸沙地快速减少、耕地快速增加到1988-2000年裸沙地持续快速缩减、养殖用地与建设用地增加再到2000-2013年林地快速减少、建设用地迅猛增加的过程,地类转换主要为裸沙地向林地和耕地、林地向耕地和建设用地的转变。 建国后的治沙造林政策是海岸沙地利用变化的基本影响因子,海岸地区经济的发展、人口的快速增长和城镇化的扩张等是研究时段中后期海岸沙地利用变化的主要驱动因素。     

黄土高原耕地变化趋势及驱动力研究——甘肃陇东地区为例

利用GIS技术并结合相关统计资料,对黄土高原典型区近50年来的耕地数量变化的基本特征、变化过程、耕地流向进行了分析.并应用相关分析法和主成分分析法对近17年耕地变化的驱动因子进行了定量分析.结果表明:1949-2002年陇东地区耕地总量经历了缓慢增加-缓慢减少-急剧减少-缓慢减少的波动变化过程;耕地的主要流向是非农建设用地、林草地和果园等;耕地的增加主要是草地、林地和未利用地开垦而成;干旱、降水不均及水土流失等是耕地变化的自然驱动力.经济增长、人口增长、城市化水平及农业科技进步等是耕地变化的社会经济驱动力.耕地变化过程与国家宏观政策背景相关联.     

海河流域气象和水文降水资料对比分析及时空变异

选用海河流域上国家气象局30个气象站1958-2007年共50年的日降水资料,以及水文部门248个雨量站1995-2004年共10年的资料,采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势分析、Kolmogorov-Smirnov检验、Z检验和F检验等方法,在充分考虑两套降水资料优势的基础上,分析了海河流域降水的时空变化特征。发现：(1) 海河流域气象站和雨量站的年降水量基本都符合正态分布,其均值和方差在统计意义上相等;两套资料的相关程度较高,气象站日降水资料可以用来延长水文站资料;(2) 在1958-2007年,除春季降水量略有增加外,海河流域的降水整体上呈减少趋势,夏季和全年减少趋势非常明显,而且1980年后呈加速减少;(3) 海河流域夏季和全年的降水分布形势相似,以太行山和燕山为界,分为山前多雨带、山前平原区少雨带以及山后少雨带,而且降水从南向北,从沿海到内陆逐渐减少;冬季水汽含量最少,基本上呈南多北少的分布;春秋季的分布特征相似,表现为冬夏季的过渡状态。近50年来,五台山地区和太行山前的部分地区降水减少趋势明显。     

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验,研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施(M3),氮磷化肥单施(NP3),低、中、高量氮磷钾化肥单施(NPK1,NPK2,NPK3),及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理(NPK1M3,NPK2M2,NPK3M1),测定分析10年后不同施肥处理耕层(0~20 cm)土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明:施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3,田间持水量提高6.7%,单施有机肥、有机无机配施较单施化肥,土壤有机碳(SOC)和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高,有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加,有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显,高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后,SOC含量提高了1.68~2.84倍,土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高,但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施、单施有机肥处理分别为0.27、0.59,0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。     

沙坡头地区土壤水分吸湿凝结的动态观测与理论计算

采用实际观测与理论计算相结合方法研究了沙地表层土壤吸湿凝结水量及其变化过程。沙土水分吸湿凝结过程可分两个阶段：第一阶段是由沙土自身物理性质决定的分子凝结过程,所吸收水量主要受温度和湿度影响,最大不超过沙土最大吸湿水量;第二阶段是由近地面微气象条件决定的水分凝结过程,所吸收水量受空气水汽压、地面温度和地表可利用能量的影响。采用能量平衡和空气动力学综合方法计算沙地吸湿凝水量及其动态变化,与实测值相比结果合理,方法是可行的。     

科尔沁沙质草地不同恢复年限草本层群落结构及其与土壤理化性质的关系

草本植物在沙地植被恢复过程中具有重要作用,研究自然恢复沙质草地草本层植物群落组成变化规律及其与土壤因子之间的关系,对植被与土壤恢复具有重要的意义.本研究对科尔沁严重退化沙地封育12、17年和20年的自然恢复沙质草地植物组成和土壤理化性质进行研究,同时分析了植物组成与土壤因子的相关关系.结果表明:随着恢复年限的增加,土壤...     

干旱沙漠地区小麦田土壤水分变化的数值模拟

利用SWAP模拟程序模拟沙漠地区小麦土壤水势变化、水分利用的结果,无论是灌淤土,还是流动沙丘沙土,即使是在最低灌溉标准(土壤水分含量保持田间持水量的40%),小麦作物仍不受干旱威胁。由于每次灌溉水量偏大,以及土壤的高渗水特性,流动沙丘风沙土深层渗漏损失率高达60%~90%,而灌淤土也达30%~70%,这种损失随灌溉量增加而增加,这表明在这一地区将灌溉量降到目前的最低标准(6 490 m³·hm^-2)以下是值得考虑的。实验区土壤养分含量较低,且施肥改良土壤水肥保持能力的效果不能立即表现,在目前的施肥标准下,施肥量对土壤水势、以及水分利用率没有显著影响。流动沙丘沙土的灌溉量远高于灌淤土,但根系区土壤水势平均值、最低值均相对较高,特别是最低值是灌淤土的2~3倍。相比两种土壤,除在表土层、根系层土壤水势有明显差异之外,临界层以下土层并无显著差异。     

Effect of olive oil cake on water holding capacity of sandy soils in Libya

The effect of adding olive oil cake to two sandy soils on their abilities to retain water was investigated under controlled conditions. Olive oil cake was applied to the soils in pots and rates equivalent to 0, 5, 10, and 20% by weigh of the air-dried soil. Pots were incubated for 3 weeks at controlled conditions.The results show that the addition of oil cake significantly increased (P 0·05) the ability of the two sandy soils studied to retain water under all applied tensions. However, treatments with highest percentage of oil cake applied, had significantly higher water retention compared to those which had less. In terms of available water, which was calculated as the difference in volumetric water content between field capacity (-33 KPa) and wilting point (1·5 MPa), the highest olive oil cake applied doubled this difference in comparison to the control. An effect of soil texture was also noted. Generally, the influence of olive oil cake on the available moisture percentage was more pronounced in sand than the sandy loam.     

延津沙地农业生态系统建设与可持续发展

豫北延津沙地,原为半湿润区黄河故道的风沙化土地,属半湿润区旱地季节性荒漠生态系统,在强度的人类活动和干旱气候波动下,极易发生沙漠化。通过1988年以来进行的中低产田的综合开发治理,采用建设以井灌沟排的水利系统,提供了沙地有效水分;建立完善沙岗林地和林带防护系统,控制了区域风蚀沙化;实施沙地土壤的培肥系统,稳定增加沙土的有机质和矿物营养元素。还通过建设成片的果园经济林子系统,沙地农业种植子系统和草食畜牧业养殖子系统,以果、农、林地之比为3:4:3的结构,建立了110 hm²的沙地农业科技开发试验示范区,初步取得了治理开发黄河故道沙荒地的经验;通过12年的建设,已初步建立起沙地林果业生产系统,特色农业种植生产系统和草食畜牧业生产系统;从而构成了一个沙地农业生态系统。     

塔里木河下游近50a来沙质荒漠化演变规律

荒漠化是人为强烈活动与脆弱生态环境相互作用的产物,是人地关系矛盾的结果。我国最长的内陆河-塔里木河下游卡拉的来水量,由50年代的14.80亿m³减少到90年代的2.38亿m³,造成地下水位下降,植被衰败。同时,受过度放牧、开垦、樵采等原因的影响,下游地区土地沙质荒漠化十分严峻,宏观格局上表现为绿色走廊由上段至下段,由中间至两侧沙漠化程度趋于加强。通过1959、1983、1992及1996年遥感信息制图定量研究表明,50年代至90年代沙漠化年均增长率达0.24%,其面积扩大的同时,程度也在加剧,自然景观也发生了一系列变化。应用GM(1,1)模型、非线性回归模型及多元线性回归模型趋势分析表明,以土地沙质荒漠化为主的环境问题仍十分突出。科学规划,整治上、中游河道,合理利用水资源,以解决下游生态及生产、生活用水。应用RS、GIS监测沙漠化变化,通过增加生态用水,恢复铁干里克-阿拉干段的天然植被,遏制沙漠化扩展,同时利用工程措施,保护阿拉干以下绿洲走廊及218国道安全畅道,防止脆弱生态环境继续恶化。     

樟子松沙地适应性的初步研究

根据樟子松形态、生态和生理特征，初步分析讨论了其沙地适应性。     

古尔班通古特沙漠风沙土土壤蒸发特征

土壤表面蒸发是降水的无效损失,其大小直接决定着降水转化为有效土壤水的效率,从而间接决定了植物可利用水分的多寡。在降水稀少的沙漠区,定量认识土壤蒸发的大小和其所占降水的比例显得尤为重要。在2004年全生长期(5~9月)应用自制的微型蒸渗仪(Micro-Lysime-ter)测定了风沙土(有结皮覆盖的丘间低地和裸露沙丘顶部)和对照的荒漠盐碱土的土壤蒸发。结果表明:在相似的气象条件下,风沙土区的丘间低地和荒漠盐碱土的日平均蒸发量分别约是裸露沙丘(风沙土区)的2倍和3倍。整个生长期裸露沙丘的累积蒸发量为18.7mm,丘间低地为38.8mm,荒漠盐碱土为52.1mm。根据整个观测期的累积蒸发量和累积降雨量计算得出的蒸发降雨比分别为:裸露沙丘0.20,丘间低地0.42,荒漠盐碱土0.62,表明裸露沙丘由降水转化为土壤水而储存的比率最高。同时,从数据分析中可以看出:在风沙土区0~5cm土层的含水量对土壤蒸发起决定作用,而盐碱土区的土壤蒸发则受到更深层次土壤水分的影响。裸露沙丘低的土壤蒸发、高的降水转化效率,为植被恢复奠定了良好的基础。因此,裸露沙丘的低蒸发量可以视为植被状况对生态水文过程的一种良性反馈。     

基于栅格尺度的沙漠化预警模型研究——以塔里木河下游中段区域为例

以塔里木河下游为研究区,基于沙漠化在气候、地表和人文3方面的成因构建沙漠化预警指标体系,并建立预警模型;基于研究区1990年、2000年和2006年的遥感、气候、地表和人文数据,利用ArcGIS对各因子数据进行量化和栅格化处理,通过预警模型实现了研究区3个时期在栅格尺度上（30 m×30 m）的沙漠化程度分布,分别利用前两期和第3期的结果进行参数修正和验证;在此基础上预测研究区“间歇输水”和“无输水”情况下2015年的沙漠化发展趋势。通过参数修正、预警模型对研究区沙漠化程度分布模拟正确率达90%以上,预警模型适用性较好。间歇输水对塔里木河下游沙漠化逆转起到一定的作用,是防止其完全沙漠化的必要措施,但此逆转作用基本上只局限于沿河道有限范围内,无法彻底改变研究区的沙漠化现状。