东北区耕地利用系统安全格局模拟及其阈值的确定

耕地利用系统安全是保护耕地健康和保障粮食安全的基础。以东北区黑龙江省巴彦县为研究区,运用Matlab编程,应用改进的神经网络模式识别模型,模拟研究区2016年和2021年耕地利用系统安全格局。基于突变理论,采用蝴蝶突变模型确定耕地利用系统安全阈值范围。结果表明:1影响耕地利用系统安全的空间因子,在一定程度上对研究区耕地利用系统安全格局的演变产生极大的影响;各类土地利用类型的数量增减及空间分布均会对耕地利用系统安全格局的变化产生一定影响。2 1976-2011年,耕地利用系统安全格局发生了显著变化,按照当前发展状况,2011-2021年,耕地面积和建设用地面积的变化呈现互反性,建设用地及其他农用地的增加均以牺牲耕地为代价,未达到保护耕地的目的。3耕地利用系统安全状态划分为安全状态、临界状态和危险状态三种;安全状态阈值范围为[-1,-0.2),临界状态阈值范围为[-0.2,0.2),危险状态阈值范围为[0.2,1]。4按照当前的发展态势,若不采取适当措施,耕地利用系统安全将向危险状态突变,耕地利用系统安全问题日益严峻。     

秦岭南北河流不同尺度特大洪水对比研究

以秦岭南北的汉江上游、渭河为例,对比分析了万年以来洪水发生的时间、流量的差异,并探讨了气候变化与洪水发生的联系。结果表明:在长时间尺度上,秦岭南北的汉江上游、渭河均有古洪水事件的沉积记录,汉江上游的洪水流量远大于渭河流域的洪水流量,洪水发生时间主要集中在4 200~4 000 a BP和3 200~3 000 a BP这两个时间段内;对季风气候变化分析表明,4 200~4 000 a BP和3 200~3 000 a BP是季风突变气候恶化的两个转折期,气候突变使得秦岭南北河流在这个时间段均有古洪水事件记录,但因测年分辨率的限制,似乎秦岭南北洪水发生时间具有一致性。在短时间尺度上,对秦岭南北实测洪水分析发现,虽然大多数年份秦岭南北没有洪水同时发生,但在个别年份内秦岭南北还是有洪水同时发生情况;从华西秋雨角度分析表明,秦岭南北的汉江上游、渭河处于华西秋雨核心区,但因多种因素的影响,在多数情况下秦岭南北洪水发生的时间并不都是完全相同。研究成果有助于从水文学角度在长时间尺度上揭示秦岭南北地区主要河流洪水发生规律,深化特大洪水事件与季风气候的关系;同时也加深了对秦岭地理分界作用的认识,对秦岭南北因地制宜的进行防洪减灾和水资源的合理调度开发有重要的实践意义。     

胶西北地区北截金矿闪长玢岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义

山东省招远市北截金矿是胶西北地区发现较早的金矿之一,主要赋存于严格受NEE向断裂控制的黄铁绢英岩化蚀变带内,是典型的破碎带蚀变岩型金矿。本文通过对矿区内切穿矿体的闪长玢岩、郭家岭序列下属北截岩体的地质背景和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,得出闪长玢岩形成年龄为117±2Ma,北截岩体形成年龄为129±1Ma,限定北截金矿成矿年龄在117~129Ma之间,属早白垩世。锆石样品中测得Ar_3、Z、J_3等多个期次的继承锆石年龄,表明北截岩体和闪长玢岩形成过程具有多重继承演化性。根据同源岩浆的成岩成矿时间差及岩体与金矿的空间位置,判断郭家岭序列与金矿关系更为密切。讨论了胶东金矿的成矿期次和构造环境,认为其形成于俯冲造山带的弧后伸展环境,其形成与演化受中生代以来中国东部岩石圈大规模减薄、地幔上涌或陆缘裂谷的影响,最终成因可能与地幔柱有关。     

武汉市2018年4—9月臭氧及其前体物非线性关系研究

近年来武汉市臭氧污染日益严峻,成为影响空气质量达标的瓶颈,弄清臭氧及其前体物非线性关系是臭氧防控的关键和基础.本研究基于武汉中心城区2018年4—9月臭氧及其前体物在线观测数据,分析出武汉市臭氧浓度受前体物和气象条件等因素的共同影响,呈较为明显的季节变化和日变化特征.观测期间武汉市大气挥发性有机物（VOCs）平均体积分数为32.5×10^-9,烷烃是武汉市VOCs的主要组分,其次是含氧VOCs （OVOCs）和卤代烃.利用基于观测的模型定量分析臭氧与前体物之间的关系,发现削减VOCs会引起臭氧生成潜势的显著下降,而削减氮氧化物则会使臭氧生成潜势升高,说明武汉市臭氧生成处于VOCs控制区.在人为源VOCs中,间/对二甲苯和邻二甲苯的相对增量反应活性（RIR）最高,是影响臭氧生成的关键组分.     

开花后淹水对小麦旗叶叶肉细胞及产量的影响

选用小麦品种济麦20和泰农18,采用池栽补灌淹水方法,研究开花期及灌浆期3、6、9、12d淹水对小麦旗叶叶肉细胞形态及籽粒产量的影响.开花期淹水,减少叶肉细胞的裂解,延缓了旗叶衰老;灌浆期淹水,则加剧了叶肉细胞的裂解,旗叶的衰老加速.除淹水3d外,两时期6-12 d淹水均引起籽粒产量降低.产量降低的主导因素是粒数的减少,其次是粒重的降低.     

2011年11月苏州一次灰霾天气过程分析

2011年11月10-14日苏州地区发生了一次严重灰霾天气过程,利用气象观测资料、探空资料及大气成分站监测资料对苏州三个站点的受污染情况进行了综合分析。结果表明：灰霾期间地面受弱气压场控制,风力较小,且有接地逆温的持续存在,大气水平和垂直输送都很弱,导致大量污染物在近地面堆积,能见度恶化;三站中昆山站灰霾持续时间最长,共计104时次,影响程度最重,重度灰霾占总数的39 %,中度和重度灰霾超过灰霾总数的一半;灰霾时各粒径颗粒物浓度均维持在较高水平,细粒子在可吸入颗粒物中占有较大比重,说明细粒子对灰霾贡献作用大,14日凌晨昆山及太仓出现大雾天气时细粒子比重甚至超过了灰霾时,而相对湿度峰值只有94 %,因此将该段天气定性为雾霾共存或者湿性霾更妥;秸秆焚烧污染期间,BC浓度明显上升,其绝对浓度要高出正常情况的3倍左右;通过CO/SO₂及PM₁₀/SO₂对比发现昆山站受秸秆焚烧污染程度要严重的多,因此推测昆山本地郊区可能也存在零星秸秆露天焚烧点。     

城镇化背景下中国长期低碳转型路径研究

在中国经济步入新常态之际,为了研究城镇化背景下的长期碳排放趋势,构建了人口变动与能源系统互动的综合分析框架与社会经济-能源系统模型。结果显示,从2014年至2050年,预计有3亿人口从农村流向城市,并呈现从中小型城市逐步向大型和特大型城市汇集的趋势。人口流动趋势与人民生活质量改善结合,推动中国基础设施建设、工业产品生产和能源服务需求增长。基准情景下,2050年中国一次能源消费总量达到84亿tce,能源相关CO₂排放达到176亿t,比2013年增长83%;而在低碳转型情景下,通过技术创新,2050年中国一次能源消费需求可以控制在61亿tce左右,CO₂排放在2020—2025年间达峰,2050年比基准情景降低78%。低碳转型过程中,非化石能源电力和能效技术的减排潜力最大,工业和电力部门率先在2020年达峰,建筑和交通 ^①（①按照国际通行的能源系统部门划分标准和能耗概念,工业、建筑、交通均属于终端能源消费部门,其中建筑部门能耗指建筑运行能耗,而非建筑建造过程中的能耗;交通部门能耗指所有交通活动能耗,既包括交通运输业营运类运输工具的交通能耗,也包括私人、公务非营运类运输工具的交通能耗 ^[1]。）将在2030年左右达峰。实现低碳转型所需新增固定投资占GDP的1.5%,不会给国民经济带来重大负担。中国实施新型城镇化战略具有技术和经济可行性。     

Influence of springtime North Atlantic Oscillation on crops yields in Northeast China

Forecasting grain production is of strategic importance in considerations of climate change and growing population. Here we show that the springtime North Atlantic Oscillation (NAO) is significantly correlated to the year-to-year increment of maize and rice yield in Northeast China (NEC). The physical mechanism for this relationship was investigated. Springtime NAO can induce sea surface temperature anomalies (SSTAs) in the North Atlantic, which display a tripole pattern and are similar to the empirical mode pattern in spring. The spring Atlantic SSTA pattern that could persists to summer, can trigger a high-level tropospheric Rossby wave response in the Eurasia continent, resulting in atmospheric circulation anomalies over the Siberia-Mongolia region, which is unfavorable (favorable) for cold surges that affect NEC. Weaker (stronger) cold surges can accordingly reduce (increase) cloud amount, resulting in an increase (a decrease) in daily maximum temperature and a decrease (an increase) in daily minimum temperature, thereby leading to an increase (a decrease) in diurnal temperature range. And summer-mean daily minimum temperature and diurnal temperature range are most significantly related to the NEC crop yields.     

Changes in pick beginning date and frost damage risk of tea tree in Longjing tea-producing area

We analyze the pick beginning date and frost damage risk trends of Jiukeng, Longjing-43, and Wuniuzao tea trees with time, using meteorological data from 12 station pairs over the period 1971–2010 in the Longjing tea-producing area. The pick beginning date of Jiukeng, Longjing-43, and Wuniuzao varieties had no statistically significant trends before 1990. The pick beginning date of Jiukeng variety had statistically significant decreasing trends after 1990, and there were no statistically significant trends in the start date after 1990 for Longjing-43 and Wuniuzao varieties. The average pick beginning dates of Longjing-43 and Wuniuzao varieties before 1990 are later than those after 1990 by 3.8–4.8 and 2.0–3.1 days, respectively. We used the trend of difference between beginning date of tea plucking (BDTP) and 0 °C terminal date to analyze frost damage risk trends. Eleven counties had no statistically significant frost damage risk trends for Jiukeng, Longjing-43, and Wuniuzao varieties, leaving only one county with statistically significant trends.     

Recent trends in winter temperature extremes in eastern China and their relationship with the Arctic Oscillation and ENSO

Interannual variations in the number of winter extreme warm and cold days over eastern China （EC） and their relationship with the Arctic Oscillation （AO） and E1 Nifio-Southern Oscillation （ENSO） were investigated using an updated temperature dataset comprising 542 Chinese stations during the period 1961- 2011. Results showed that the number of winter extreme warm （cold） days across EC experienced a significant increase （decrease） around the mid-1980s, which could be attributed to interdecadal variation of the East Asian Winter Monsoon （EAWM）. Probability distribution functions （PDFs） of winter temperature extremes in different phases of the AO and ENSO were estimated based on Generalized Extreme Value Distribution theory. Correlation analysis and the PDF technique consistently demonstrated that interannual variation of winter extreme cold days in the northern part of EC （NEC） is closely linked to the AO, while it is most strongly related to the ENSO in the southern part （SEC）. However, the number of winter extreme warm days across EC has little correlation with both AO and ENSO. Furthermore, results indicated that, whether before or after the mid-1980s shift, a significant connection existed between winter extreme cold days in NEC and the AO. However, a significant connection between winter extreme cold days in SEC and the ENSO was only found after the mid-1980s shift. These results highlight the different roles of the AO and ENSO in influencing winter temperature extremes in different parts of EC and in different periods, thus providing important clues for improving short-term climate prediction for winter temperature extremes.