气候变化背景下1981～2010中国小麦物候变化时空分异

物候是气候变化可靠有力的指示物之一,作物物候变化及其影响机制研究对于应对气候变化和指导地区农业生产有重要意义.由于缺乏长时段连续观测数据,全国尺度的作物生长季内连续多个物候期的变化,尤其是物候期变化趋势的时空分异特征研究报道较少.本文基于全国4个小麦种植区内48个农业气象站1981～2010年的长序列物候观测记录,量化了小麦10个关键物候期和相应生长阶段长度的时空变化.结果表明,1981～2010年期间,在小麦生长季内气候显著变化背景下,小麦物候也发生了显著变化.在全国尺度,播种期、出苗期、三叶期和乳熟期平均推迟幅度分别为0.19、0.06、0.05和0.06d a~(-1);而分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期和成熟期平均提前幅度依次为0.02、0.15、0.21、0.17、0.19和0.10d a~(-1);营养生长阶段长度和生长季长度分别平均缩短0.23和0.29d a~(-1),而生殖生长阶段长度平均延长0.06d a~(-1).不同种植区小麦物候期及生长阶段长度的变化趋势不尽相同.小麦生长季长度对生长季内气候因子变化敏感度的空间分异特征在春、冬小麦之间表现得尤为突出.春(冬)小麦生长季长度均随着生长季内平均温度上升而缩短(延长);所有种植区小麦生长季长度均随生长季内降水和日照时数增加而延长.其中,春小麦生长季长度对降水的敏感度小于冬小麦,但对日照时数的敏感度大于冬小麦.在进行农业生产管理时应因地制宜,充分考虑小麦物候变化及其对不同气候因子变化响应的空间分异特征.     

植物始花期对气候变化响应的激素调控机理研究进展

植物物候对气候变化的响应非常敏感,是指示全球变化对生态系统影响的重要证据。其中植物花期变化影响植物繁殖与进化,具有重要意义。大量研究表明,随着全球气候变暖,北半球植物始花期普遍提前。而关于气候变暖对植物始花期影响的内在机理并没有明确解释。植物激素是植物体内对植物开花等生理活动有显著调控作用的有机物,可对环境刺激作出响应并直接参与调控植物始花期,导致始花期的提前或延后。对植物激素在植物中表达与变化的精确测定有助于了解植物始花期对气候变化响应的内在机理。论文综述了植物激素对植物开花时间的调控作用以及目前植物激素最先进的检测方法,探讨了植物激素及相关代谢产物在植物体内的含量变化对植物始花期的影响;提出通过植物激素研究植物始花期对气候变化响应的激素调控机理,为探索植物物候对气候变化响应提供新的研究思路与手段。     

俄罗斯油气资源空间分布格局及可达性评估

俄罗斯地区油气资源储量十分丰富,未探明储量的地区也有巨大的资源应用前景。随着气候变化加剧,北极通航变为可能,俄罗斯也寄希望于通过北极航道,大力发展其能源贸易。本文将俄罗斯交通网络作为连接资源和港口的重点,采用空间统计方法刻化俄罗斯油气资源空间分布特征,并通过栅格成本距离法、加权平均旅行时间和区位优势潜力等方法量化各港口对油气资源的可达性,得出结论：① 油气资源集中分布在西西伯利亚平原,俄罗斯全域的港口可达性呈“西部高,中部低”的特征;② 俄罗斯东北地区港口的资源可达性普遍较差,西北地区港口资源可达性较好。综合考虑油气资源、地理位置和项目合作等方面,可重点建设萨别塔、摩尔曼斯克和符拉迪沃斯托克（海参崴）3个港口;③ 附近交通网络的布设密集度影响港口的资源可达性。随着气候变暖,冻土融化,加上中俄“冰上丝绸之路”倡议的逐步实施,未来远东地区港口的资源可达性可能有进一步提升的空间。     

近300年来中国森林的变迁

以清代以来史料为依据, 在现代清查统计资料和前人研究成果的基础上, 通过对森林变迁大体趋势及主要过程的客观把握, 重新校订了1949 年和1700 年前人的估算数据, 回溯估算了1750~1900 年中国各省区每50 年森林面积与森林覆被率值, 并与现代森林清查资料衔接, 分析1700~1998 年近300 年来中国森林变迁的时空特征。结果表明: 近300 年来中国现境内共减少森林面积约0.95×10⁸ ha, 森林覆被率减少9.2 个百分点, 变化曲线呈先抑后仰; 以1960s 为界, 此前呈加速递减态势, 260 年间减少森林面积达1.66×10⁸ hm², 覆被率下降约17 个百分点;1960s 以后呈逐步增长态势, 近40 年间增加森林面积约0.7×10⁸ hm², 覆被 率提高了约8 个百分点。结果还表明: 近300 年来中国森林消长, 西部地区均小于东部地区; 在1700~1949 年的锐减期中, 东北、西南和东南三区是森林面积缩减最为严重的地方, 大部分省区覆被率下降超过20 个百分点, 其中黑龙江达50 个百分点, 吉林达36 个百分点, 川渝地区达42 个百分点, 云南达35 个百分点;在1949~1998 年的恢复期中, 西部各省区森林覆 被率增加均小于5 个百分点, 东部地区(除黑龙江、湖北和沪宁外) 均超过5 个百分点; 其中 粤琼、广西、安徽、京津冀、山东、河南、浙江、福建等省区高达10 个百分点以上。     

1736–2010年华南前汛期始日变化(英文)

The starting dates of the pre-summer rainy season during historical times(1736– 1911) in Fuzhou and Guangzhou of South China, were determined and reconstructed on the basis of historical documents in the Yu-Xue-Fen-Cun archive, together with observed features of precipitation during the pre-summer rainy season. In addition, starting dates of the pre-summer rainy season from 1953 in Fuzhou and from 1952 in Guangzhou were reconstructed for the instrumental period. These data allowed for analyses of inter-annual and inter-decadal changes in the starting dates of the pre-summer rainy season in South China over the past 300 years. Results show that the mean starting date of the pre-summer rainy season in South China was the first pentad of May; in addition, periodicities in the starting dates of 2–3 years, 10 years, and 40 years were detected during the period 1736–1911, and of 2–3 years, 10 years, and 22 years during the instrumental period. From 1736 to 1911, the earliest starting dates at Fuzhou and Guangzhou both occurred at the fourth pentad of April, while the latest starting dates were at the sixth pentad of May in Fuzhou and the first pentad of June in Guangzhou. During the instrumental period, the earliest and latest starting dates were at the fourth pentad of April and the first pentad of June, respectively, in both Fuzhou during 1953–2010 and Guangzhou during 1952–2010. The maximum difference between neighboring decades during 1736–1911 was 2.2 and 1.6 pentads in Fuzhou and Guangzhou, respectively, and during the instrumental period it was 2.5 and 2.4 pentads in Fuzhou and Guangzhou, respectively.     

1736-2010年华南前汛期始日变化

根据清代华南雨雪分寸记载的内容、特点,参照华南地区前汛期降水特征,提出了利用雨雪分寸记载重建华南前汛期开始时间的方法,重建了1736-1911年福州与广州前汛期开始日期变化序列;并利用福州与广州(分别始于1953和1952年)逐日降水观测记录辨识了器测时期两地前汛期的逐年开始时间;据此分析了过去300年华南前汛期开始日期的年-年代际变化特征。结果表明:1736-2010年间,福州、广州两地前汛期开始时间平均为5月第1候;但存在显著的年际和年代际波动,其中重建时段(1736-1911年)的主周期为2~3年、准10年和准40年,器测时段的主周期为2~3年、准10年和准22年。在年际尺度,重建时段福州和广州前汛期开始时间最早的年份均为4月第4候,最晚的年份则分别为5月第6候和6月第1候;而器测时段两地前汛期开始时间的最早年、最晚年均为4月第4候和6月第1候。在年代际尺度,重建时段福州和广州相邻年代最大变幅分别为2.2候和1.6候;器测时段福州和广州相邻年代最大变幅则分别为2.5候和2.4候。     

江西万年仙人洞和吊桶环遗址蚌器表面残留物中的淀粉粒及其环境指示

江西万年仙人洞和吊桶环遗址是中国长江中游鄱阳湖流域旧石器时期(20~12kaB.P.)的重要遗址,出土有大量的蚌器。本文对两处遗址旧石器晚期地层(大约20~19ka cal.B.P.)出土的两件蚌器表层残留物中的淀粉粒进行了提取和鉴定。在可鉴定的202颗古代淀粉粒中,几乎全部来自小麦族和黍族,很可能是小麦族冰草属(Agropyron)、山羊草属(Aegilops)、小麦属(Triticum)和大麦属(Hordeum)中的某些植物,以及黍族狗尾草属(Setaria)的某些植物。中国现有上述几个属的小麦族植物,除了小麦、大麦和黑麦等被人类种植的物种以外,主要分布在新疆、内蒙西北、甘青地区以及西藏等温干的地区。仙人洞和吊桶环出土蚌器上的古代淀粉粒组合暗示了末次冰盛期江西北部可能存在以禾草为主的草本植物群落。蚌器表面淀粉粒残留验证了蚌器具有收割植物的功能。蚌器表面淀粉粒保存几率的差异也证实了不同埋藏环境对淀粉粒残留物保存有着十分重要的影响,较为封闭的遗址环境中器物表面的淀粉粒可以得到更好的保存。     

宋元时期中国西北东部的冷暖变化

根据历史文献中的作物种植界线、种植制度变化、植物及异常气象水文物候等记载,并辅以树轮、湖泊沉积等自然证据指示的冷暖变化状况,分析了宋元时期(960～1368A.D.)我国西北地区东部的冷暖变化特征。主要结论是： 960A.D.前后,西北东部地区冷暖程度与今(即 1951～1980年)基本一致; 960s～1040s,气候逐渐增暖; 1040s～1110s,气候较今暖; 1110s以后,气候转冷; 12世纪末,气候又再次明显转暖; 1260A.D.之后,温度下降,自13世纪末进入寒冷期。西北东部的这一冷暖变化过程不但与毗邻地区湖泊、特别是树轮等所指示的冷暖变化过程较为一致,而且与中国东部地区的冷暖变化也基本一致,但13世纪后期的降温幅度较中国东部更为明显。     

981~1040年开封牡丹观赏记录及其对北宋气候冷暖变化的指示

丰富的历史文献是我国过去全球变化研究的优势条件,然在"中世纪暖期"前期,中国东部地区此类别资料中客观而具有高置信度的物候信息仍有深入挖掘的余地。为弥补这一缺憾,根据5种历史文献记载的河南开封、洛阳地区981~1040年的38条赏花日期记录,重建了这60年间开封牡丹盛花期的变化,并将其与其他文献证据、温度重建序列所反映的气候冷暖变化特征进行了对比,检验了资料的准确性。结果显示：1）开封981~1040年的气候可能略暖于现今,牡丹盛花期的均值4月21日比现今早1.0天;2）当时开封牡丹盛花期的变幅（4月11~30日）基本上未超过现代;3）牡丹盛花期呈现出0.4天/10年的微弱提前趋势,说明当时气候虽然总体上偏暖,但增温趋势不明显;4）牡丹盛花期的年代际变化可划分为平均比现今晚1.6天的981~994年、早2.8天的995~1016年、晚2.9天的1017~1030年和早6.0天的1031~1040年这4个阶段,说明当时总体上略比现今温暖的气候并不是持续温暖的;5）序列与夏秋税征收日期、水稻种植范围、柑橘分布北界、植物二次开花与再实、冬雷等其他文献证据所指示的期内各阶段气候状况比较吻合,也与中国东部及邻近地区的其他温度重建序列在冷暖变化过程上异同互现。该结果有助于更为准确地诊断中国东部"中世纪暖期"的阶段性气候变化特征,为下一步集成重建中国东部地区在"中世纪暖期"时段更长、结果不确定性更小的温度序列以及定量分析当时气候变化与社会经济兴衰之间的关系提供重要依据。     

太白山树木年轮宽度资料对过去生态气候要素的重建

采用太白山高山林线附近的太白落叶松树木年轮资料,按照树木年轮学要求和方法进行前期处理、交叉定年,建立树轮宽度指数序列.基于气候要素影响当年和次年树木生长的原理,利用多元回归技术探讨了树轮宽度指数与生态气候要素--温暖指数之间的相关关系,重建了太白山地区近3∞年的温暖指数.结果表明:1745～1765年、1845～1855年、1880～1900年以及1905～1915年为几个较为明显的冷期;1725～1745年、1765～1775年、1800～1810年、1865～1875年和1890～1905年相对而言属暖期.太白山地区气候的冷暖变化有大约30～40年的变化周期.将本项研究结果与国外相关研究对比还说明,太白山地区的气候变化可能具有一定的全球性特征.