Reponses and sensitivities of maize phenology to climate change from 1981 to 2009 in Henan Province,China

With the global warming, crop phenological shifts in responses to climate change have become a hot research topic. Based on the long-term observed agro-meteorological phenological data (1981–2009) and meteorological data, we quantitatively analyzed temporal and spatial shifts in maize phenology and their sensitivities to key climate factors change using climate tendency rate and sensitivity analysis methods. Results indicated that the sowing date was significantly delayed and the delay tendency rate was 9.0 d·10a^-1. But the stages from emergence to maturity occurred earlier (0.1 d·10a^-1<θ<1.7 d·10a^-1, θ is the change slope of maize phenology). The length of vegetative period (VPL) (from emergence to tasseling) was shortened by 0.9 d·10a^-1, while the length of generative period (GPL) (from tasseling to maturity) was lengthened by 1.7 d·10a^-1. The growing season length (GSL) (from emergence to maturity) was lengthened by 0.4 d·10a^-1. Correlation analysis indicated that maize phenology was significantly correlated with average temperature, precipitation, sunshine duration and growing degree days (GDD) (p<0.01). Average temperature had significant negative correlation relationship, while precipitation, sunshine duration and growing degree days had significant positive correlations with maize phenology. Sensitivity analysis indicated that maize phenology showed different responses to variations in key climate factors, especially at different sites. The conclusions of this research could provide scientific supports for agricultural adaptation to climate change to address the global food security issue.     

过去2000年中国气候变化研究的新进展

回顾过去2000年中国气候变化的研究历史,总结了本领域在最近10年的新成果,并对未来研究动向进行了展望。主要内容包括：代用证据采集、过去2000年温度序列重建与冷暖期辨识、降水及干湿序列重建与变化特征分析、过去千年气候变化模拟与机制诊断、历史气候变化影响分析等。主要进展体现在：加密了中国气候变化代用资料的空间覆盖度,提升了2000年气候变化序列重建、资料分析和影响辨识等研究的定量化程度,深化了对中国过去2000年气候在年代—百年尺度的变化特征及其形成机制与影响的认识。为进一步揭示地球系统的变化规律,特别是更深入认识中国气候的时空变化规律提供了更好的基础。     

平原农区土地综合整治与乡村转型发展协同机制

平原农区是保障国家粮食安全的核心区,土地综合整治与乡村转型发展协同有利于缓解平原农区经济发展、耕地保护、生态保育等多重压力,保障乡村振兴政策落实。本文以“问题研判—策略梳理—机制构建—实证检验”为研究主线,探讨两者协同机制。研究表明：① 平原农区“三生”空间利用冲突显著,生产空间低值低效、生活空间无序空废、生态空间污损衰退共同制约乡村转型发展;② 面向土地价值提升、人居环境改善、产业融合发展的土地综合整治优化策略,有利于推动乡村转型发展;③ 新时期,土地综合整治由“以地为本”单要素调控转向“人、地、业、权”多要素协同综合整治,权利重组、空间重构、产业重塑是推动土地综合整治与乡村转型发展协同的核心机制;④ 平原农区典型地区禹城市,聚焦土地权属调整、空心村整治和现代产业培育,实现土地综合整治与乡村转型发展的协同推进。本文有利于深化平原农区人地系统科学新认知,为构建现代化国土空间治理体系和全面推进乡村振兴提供实践参考。     

中国省际人口迁移的多边效应机制分析

区际人口迁移不仅与迁出地和目的地的要素特征以及距离有关,而且还受到周边迁移流的影响.基于网络自相关理论,利用"六普"省际人口迁移数据和相关统计资料,在重力模型的基础上考虑迁移流之间可能存在的几种空间依赖形式,构建中国省际迁移流的空间OD模型,初步揭示区域经济社会等因素及其空间溢出效应对省际人口迁移的影响,并就区域要素变化对整个省际人口迁移系统产生的"连锁反应"进行了模拟.结果表明:① 中国省际迁移流之间存在显著的网络自相关效应.目的地和迁出地的自相关效应皆为正,导致迁入和迁出流的空间效仿行为;迁出地和目的地周边则出现负的自相关效应,导致迁移流的空间竞争行为;② 区域经济社会等因素通过网络空间关系对周边地区产生的多边溢出效应导致迁移流在空间上集聚.其中,距离衰减效应位居各要素之首,其溢出效应进一步加剧距离的摩擦作用;对目的地而言,区域工资水平和迁移存量超过GDP的影响并产生正的溢出效应,促进周边地区吸引更多的外来人口;对迁出地而言,人口规模和迁移存量产生正的溢出效应,推动周边地区人口外迁;③ 区域要素变化潜在地对整个省际人口迁移系统产生一系列"连锁反应",震荡中心及其周边区域的迁移流波动较大.江苏省GDP增长5%的模拟结果表明,江苏迁往全国其他省份的人口数量都有不同程度地减少,而其他省份入迁人口均有所增加.相对而言,江苏周边省份的迁入或迁出流受到的波动较大,偏远省份波及较小,这是传统的重力模型所无法解释的.     

鄱阳湖水域和洲滩围垦后土壤的真菌多样性

于2011年5月,以鄱阳湖围垦38 a的水域和洲滩为研究区,采集水稻田、菜地、鱼塘和荒地的0~20 cm深度的土壤样品,对其理化因子进行测定,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法,对其真菌群落结构进行分析;运用典范对应分析,研究不同土地利用方式下表层土壤真菌群落的主要影响因子。结果表明,各土地利用方式下,土壤容重、含水量、p H、总有机碳含量、全氮含量、硝态氮含量和真菌生物量存在显著差异,鱼塘底泥中的真菌生物量最高,其次是荒地和菜地,水稻田土壤的真菌生物量最低;DGGE图谱结果显示,真菌群落结构也存在明显的差异,荒地与其他采样地差异明显,水稻田土壤和鱼塘底泥的真菌群落结构最为相似;相关性分析结果显示,除全磷含量以外,所测定的其他土壤理化因子和真菌生物量都显著影响真菌群落结构变化,其中起决定作用的理化因子为含水量、总有机碳含量和土壤容重。土地利用方式的改变造成土壤理化性质的改变,从而间接影响土壤真菌群落结构与活性。     

黄河中下游地区降水变化的周期分析

根据利用清代雨雪档案重建的黄河中下游及其4 个子区域1736~2000 年的逐年降水序列, 采用小波变换方法, 分析了该区降水变化的周期特征, 探讨了影响降水周期变化的可能 驱动因子。结果表明: 黄河中下游地区的降水, 具有2~4 年、准22 年及70~80 年等年际与年代际的振荡周期。其中, 2~4 年周期与El Nino 事件关联, 在El Nino事件发生的当年或第二年, 黄河中下游地区的降水比常年偏少; 而准22 年及70~80 年的周期, 与wolf 太阳黑子相对数的周期变化及太平洋年代际振荡(PDO) 信号有关。但在70~80 年的周期尺度上, 太阳活动与降水变化的对应关系在1830 年以前表现为太阳活动偏强(弱) 时, 降水偏少(多); 1830 年以后, 太阳活动的周期演变为80~100 年的更长周期, 因这一阶段可能受到由于人类活动加 强而致的温室气体浓度升高等因素的干扰, 太阳活动与降水之间的关系明显减弱; 而PDO 与降水的对应关系则表现在全时域上, 且在近100 多年, PDO 与降水之间的相关关系逐渐加强, 特别是在1940s 以后达到最大。     

2002年6～7月安阳市连续性高温天气过程分析

利用1970～2000年安阳市高温天气资料和实时资料，分析了安阳市2000年6～7月两次区域性连续高温天气的天气形势、地面要素特征、地形影响及高温天气变化周期，揭示了高温天气的成因，找出了预报着眼点。     

热带海水温度多时间尺度变化特征分析

利用高时间分辨率热带海洋浮标站点观测资料,分析热带区域海水温度多时间尺度变化特征,研究海水温度的日变化、季节变化和季节内变化。结果表明:热带海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)具有不对称性的日变化特征。SST日较差与天气状况关系密切。有降水日的SST日平均值和幅度均低于无降水日,其不对称性具有区域性差异。在不同ENSO位相年份下的SST日平均值和振幅变化具有区域性,太平洋西部(Western Pacific,WP)的平均值和振幅差距较小,太平洋东部(Eastern Pacific,EP)和印度洋(Indian Ocean,IO)区域在El Niňo年的日平均值和振幅均大于La Niňa年。SST随季节变化具有区域性特征,WP区域SST的日平均温度和振幅在秋季最大,冬季最小;而EP和IO区域的日平均温度和振幅在春季最大,夏季最小。且SST日变化幅度随季节变化显著,主要受太阳短波辐射、降水和风速随季节变化的调制。此外,在季节内振荡时间尺度上,海水温度在200 m深度内随时间呈周期性变化,海水温度出现最大变率的中心位于100～150 m的深度范围内。不同区域由于温跃层深度不同,最大变率位置也有所差别。对海水温度变化特征分析可以为海—气耦合模式提供观测依据,以便准确地评估模式对海水温度的模拟效果。     

A multi-proxy reconstruction of spatial and temporal variations in Asian summer temperatures over the last millennium

To investigate climate variability in Asia during the last millennium, the spatial and temporal evolution of summer (June–July–August; JJA) temperature in eastern and south-central Asia is reconstructed using multi-proxy records and the regularized expectation maximization (RegEM) algorithm with truncated total least squares (TTLS), under a point-by-point regression (PPR) framework. The temperature index reconstructions show that the late 20th century was the warmest period in Asia over the past millennium. The temperature field reconstructions illustrate that temperatures in central, eastern, and southern China during the 11th and 13th centuries, and in western Asia during the 12th century, were significantly higher than those in other regions, and comparable to levels in the 20th century. Except for the most recent warming, all identified warm events showed distinct regional expressions and none were uniform over the entire reconstruction area. The main finding of the study is that spatial temperature patterns have, on centennial time-scales, varied greatly over the last millennium. Moreover, seven climate model simulations, from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5), over the same region of Asia, are all consistent with the temperature index reconstruction at the 99 % confidence level. Only spatial temperature patterns extracted as the first empirical orthogonal function (EOF) from the GISS-E2-R and MPI-ESM-P model simulations are significant and consistent with the temperature field reconstruction over the past millennium in Asia at the 90 % confidence level. This indicates that both the reconstruction and the simulations depict the temporal climate variability well over the past millennium. However, the spatial simulation or reconstruction capability of climate variability over the past millennium could be still limited. For reconstruction, some grid points do not pass validation tests and reveal the need for more proxies with high temporal resolution, accurate dating, and sensitive temperature signals, especially in central Asia and before AD 1400.     

关中东部暴雨灾害风险区划研究

利用关中东部11个气象站1961—2007年的逐日降水资料、同期暴雨洪涝灾害和经济发展资料,在ARCGIS平台上,从暴雨的孕灾环境敏感性、致灾因子危险性、承灾体易损性、防灾减灾能力等4方面综合分析,形成关中东部暴雨风险灾害区划。结果表明：关中东部孕灾环境的高敏感区主要在秦岭北部渭河支流较多的二华地区和沿黄河的韩城市;韩城和潼关的雨涝致灾危险性最高,蒲城、大荔致灾危险性相对较小;临渭区为高易损区;关中东部的临渭区、大荔、韩城对暴雨灾害防灾减灾能力最强,其次为蒲城和华县。暴雨洪灾的高风险区在韩城和潼关。暴雨灾害风险区面积相对较小,防灾减灾相对较强,暴雨致灾危险性范围小,但受地形和地貌影响,孕灾环境敏感性较高。