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1.
黄土高原是一个气候变化敏感区,亦是一个生态环境脆弱区,更是我国人口-资源-环境矛盾最为集中的区域之一。因此,构建适合于黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型对了解过去植被覆盖度的演变以及人与环境之间的关系具有重要意义。本工作基于黄土高原443个表土花粉数据和2000~2015年的归一化植被指数(NDVI),采用逐步回归法(Stepwise)、增长回归树法(BRT)、局部加权加权平均法(LWWA)、加权平均偏最小二乘法(WA-PLS)和最佳类比法(MAT),结合植被覆盖度(FVC)和年均降水量(MAP)、年均气温(Tann)、1月月均温(T1)、7月月均温(T7)、有效湿度(MAP/ET0)这5个气象要素数据,构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;通过普通检验、留一交叉检验(LOO)、自助法检验(Bootstrap)和检验空间自相关性的h-block检验方法对定量模型进行检验,进而筛选出最优模型;最后,利用31个全新世地层花粉数据重建黄土高原过去植被覆盖度,探讨其变化特征。结果表明:1)FVC、MAP、T1、T7和MAP/ET0是黄土高原环境变化的5个重要因子,其中,FVC的第一排序轴特征值/第二排序轴特征值(λ1/λ2)最大(0.47),单一解释变量最高(8.75),其与花粉组合的相关性最强(0.66),可用于构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;2)采用Stepwise、BRT、LWWA、WA-PLS和MAT这5种方法分别建立表土花粉-植被覆盖度定量模型,根据观测值与预测值的决定系数(R 2 )、最大偏差(Max.bias)和预测均方根误差(REMSP)评估构建的模型,结果显示BRT模型表现更优,可用于黄土高原过去植被覆盖度的定量重建;3)全新世FVC重建结果显示,早、中全新世黄土高原FVC较高,其中7.0 cal.ka B.P.时达到峰值(平均值为0.68);但自4.0 cal.ka B.P.开始,植被覆盖度下降,特别是3.0~2.0 cal.ka B.P.下降明显,平均值低于0.30。通过与研究区内其他气候指标和人类活动强度指标的对比,认为早、中全新世黄土高原植被覆盖度的变化主要受自然气候变化的影响,而晚全新世以来FVC的减少可能更多地与人类活动强度增加有关。
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2.
对尼洋河流域5个不同植被带下18个表土样品的孢粉分析结果显示:不同植被带下表土花粉组合差异显著,表土花粉组合与现代植被带在空间分布、建群种和优势种属方面基本一致,两者对应结果分别为:高山草甸为莎草科组合带;亚高山灌丛为沙棘属-蒿属组合带;高山栎林为栎属-蔷薇科-蒿属组合带;高山松林为松属组合带;针阔混交林为松属-冷杉属-蒿属组合带。年均降水量(MAP)是影响尼洋河流域表土孢粉组合的重要因素。草本、乔木花粉百分含量与研究区MAP值呈显著相关,草本花粉的百分含量与MAP值呈明显负相关,而乔木花粉则相反。研究区孢子和花粉浓度不一定随MAP增加而显著增加。
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3.
古气候定量化是古全球变化研究的核心目标之一.重建末次冰盛期时段((18±2)ka14C)气候变化特征,对理解冰期-间冰期地球气候演化规律具有重要的意义.以往古气候要素定量重建,主要基于现代气候条件下孢粉-气候的统计学方法,因难以有效区分过去气候季节性变化和大气CO2浓度降低对植物生长的影响,导致重建结果可能存在不确定性.本研究基于植物生理过程、新一代古气候定量重建的植被反演方法,考虑上述环境因子对植物生长的影响,利用新完善的中国第四纪孢粉数据库,重建了古气候的空间格局.结果表明,在末次冰盛期,大气CO2浓度降低对中国古气候要素重建结果影响不显著;全国年均温比现在低约(5.6±0.8)℃,最冷月温度和最热月温度分别降低约(11.0±1.6)℃和(2.6±0.9)℃,且中国南方降温幅度达到约(5.5±0.5)℃,接近平均值的水平,年均温变化主要归因于冬季温度的降低;全国年降水量比现在低约(46.3±17.8)mm,其中北方降水减少约(51.2±21.4)mm,年降水变化主要源于夏季降水的减少.与古气候模拟结果的对比揭示,虽然现有模式能较好模拟年均气候模态,但是在季节性变化上与重建结果还有较大的差距,指示未来在提高古气候重建精度的同时需进一步加强古气候模式的季节性气候模拟能力.
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4.
利用兰州和民勤两站干年(1995年)、湿年(1994年)的5~6月08:00和20:00气象观测资料,采用Scorer背风波参数等方法对兰州小高压的形成、发展机制进行动力和热力学诊断分析。分析表明,兰州存在明显的背风波效应和下沉逆温;民勤有较强的逆温层特征,逆温频数多且强度大,辐射和扰动逆温较明显,它们的背风波和逆温层特征影响着兰州小高压的形成、尺度和位置。兰州小高压是青藏高原大地形和大气环流共同作用的一种边界层现象,与青藏高原北部较强的逆温和背风波效应有着重要的关系,运用中尺度天气学方法得出兰州小高压的预报流程,以建立其诊断和预报的概念模型。
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5.
通过对南平次生林地、杂草丛、坡耕地不同植被类型表土调查和采样,利用LuoPacias孢粉鉴定系统对所采的表土样品进行分析鉴定,以研究该区表土的孢粉组合特征。结果显示:(1)样品植物孢粉共由123种植物组成,其中以草本和蕨类植物占据优势,其孢粉含量为46.40%~76.47%,平均为65.55%,其次是乔木(主要为马尾松),花粉含量为17.73%~46.84%,平均为26.40%,灌木植物花粉含量最小,为5.79%~12.50%,平均为8.26%,显示该区植被退化严重;(2)不同植被类型的表土孢粉组合差别明显, 次生马尾松林和次生樟树林的孢粉组合特征依次为马尾松—火棘—大楼梯草—里白和樟树—火棘—构棘—泽芹;杂草丛为裂叶荨麻—圆叶藜—车前子—里白;坡耕地为异叶花椒—裂叶荨麻—剑叶凤尾蕨—玉米,与其相应的实际植被情况大致相同,较好地反映出了石漠化地区现代植被的基本状况。
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6.
Pollen records from the Chinese Loess Plateau revealed a detailed history of vegetation variation and associated climate changes during the last 13.0 ka BP.Before 12.1 ka BP,steppe or desert-steppe vegetation dominated landscape then was replaced by a coniferous forest under a generally wet climate(12.1-11.0 ka BP).The vegetation was deteriorated into steppe landscape and further into a desert-steppe landscape between 11.0 and 9.8 ka BP.After a brief episode of a cool and wet climate(9.8-9.6 ka BP),a relati...
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7.
应用2002~2006年高空流场和地面观测资料,计算近地面至500 hPa水平螺旋度的大小.结果表明:水平螺旋度负值中心值越大,500 hPa到近地面风速越大,西风增强,风速垂直切变越大,辐合上升运动越强,形成沙尘暴的强度就越强.水平螺旋度负值中心常常在河西走廊附近最强,导致其下游东南方发生沙尘暴.水平螺旋度负值中心与其下游沙尘暴发生强度有一致的对应关系:当水平螺旋度负值中心≤-200 m2/s2时,未来24小时内该区下游将有沙尘天气出现,当≤-600 m2/s2时,6小时内该区下游将有能见度小于500 m的强沙尘暴天气出现,当≤-1000 m2/s2时,6小时内该区下游将有能见度小于50 m的特强沙尘暴天气出现.
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8.
通过对黄土高原西部三个剖面的孢粉记录分析, 重建了该区13 ka BP 以来详细的植被 与气候演化序列。结果表明, 12.1 ka BP 以前, 研究区植被以干草原为主, 气候寒冷干燥。 12.1~9.8 ka BP 植被变化显著。期间出现两次显著的湿润期, 分别为12.1~11.4 ka BP、 11.2~11.0 ka BP, 可与博令暖期和阿勒罗得暖期对比; 两次持续时间和强度明显不同的干旱 期出现在11.4~11.2 ka BP 和11.0~9.8 ka BP, 可分别与中仙女木事件和新仙女木事件对比。 经过短暂的快速变湿后, 9.6~7.6 ka BP 研究区植被以疏林草原为主, 气候波动频繁但总体温 和偏干。7.6~4.0 ka BP 森林和森林草原植被出现, 气候温暖湿润。其中6.6~5.8 ka BP 温带落 叶阔叶林发育, 为研究区全新世最适宜期。自4.0 ka BP 以来研究区草原和荒漠草原交替出 现, 气候在总体干冷的环境下存在次一级的干湿波动。
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9.
通过总结主要环境因子对植物体δ^13C值影响,认为大气CO2浓度增加时,植物体δ^13C值会下降;光照增强,植物δ^13C值增大;UV-B增强时,植物体的δ^13C值降低;温度、水分条件与植物体δ^13C值的关系,至今还没有形成一致的意见,作者认为可能与其研究区域、研究的植物种数量、种类、植物部分及叶片成熟度、采样时间的不同有关。
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10.
空气花粉被认为是空气污染物之一,可引起人群过敏反应,导致一系列过敏性疾病的发生或加重。但由于不同地区气候条件、植被和植物种类的差异,空气中的植物花粉种类和数量亦有所不同,所以空气花粉研究需要不同区域进行研究。通过对北京市北部2020年3月1日至10月15日的空气花粉监测,分析了空气花粉种类和浓度变化特征。结果显示,(1) 2020年北京市北部的花粉季从3月15日至9月5日,共172 d,占全年总天数的47.0%。(2)不同植物花粉传播峰值有差异。(3)花粉总浓度变化呈双峰型,即3—5月为第一高峰,主要是树木花粉(如柏科、杨属、柳属、榆属);8—9月为第二高峰,主要是草本花粉(如蒿属、藜/苋科、禾本科)。(4)春季花粉数量显著高于秋季花粉数量,峰值出现在3月中下旬。
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