农业物候动态对地表生物物理过程及气候的反馈研究进展

地表过程对全球变化的响应和反馈是地球系统科学研究的核心课题之一,目前的研究多关注全球变化对地表过程的影响,而地表动态过程对地表生物物理过程及气候的反馈研究较少。系统认识地表物候动态对生物物理过程及气候的反馈对深化地球系统科学研究有着重要的意义。本文从农业物候动态的事实、农业物候动态在陆面过程模型中的参数化表达、农业物候动态对地表生物物理过程及气候的反馈等方面进行综述,发现在气候变化和管理措施影响下,以种植期和灌浆期为代表的农业物候期发生了显著的规律性变化;耦合农业物候动态,改善了模型对地表动态过程、生物物理过程和大气过程的数字化表达;农业物候变化对地表净辐射、潜热、感热、反照率和气温、降水、环流等过程产生了影响,并表现出以地表能量分配为主的气候反馈机理。针对农业物候动态对地表生物物理过程及气候效应的时空重要性,需要继续开展以下方面的工作：① 加强全球变化对地表物候动态的影响及其反馈的综合研究;② 不同光谱波段地表反射率与农业物候动态的关系研究;③ 农业物候动态引起的作物生理学特征变化在地表生物物理过程中的贡献;④ 重视不同气候区物候动态对气候反馈效应的差异。     

从动乱与水旱灾害的关系看清代山东气候变化的区域社会响应与适应

文章分析了清代中后期山东发生动乱与旱涝的时空关系及该时期山东人口、田赋、政策等因素,以期了解气候变化背景下的区域适应行为方式的变化和机制.结果显示:1800～1850年,山东动乱与干旱在时空分布上都呈现较好的对应关系,动乱是封建社会农民对气候变化所采取的一种极端响应方式.随着人地矛盾深化和赋税的日益增重,1870年后动乱与干旱的对应关系反而不再显著,移民作为一种新的适应方式改变了山东省对气候变化的适应机制,减缓了气候变化对动乱的影响.     

两千年来中国自然与人文地理环境变迁及启示

科学理解中国自然与人文地理环境变迁的历史逻辑、基本规律和发展趋势,有助于找准历史方位,确立国土空间开发保护格局优化方向,推进“美丽中国”建设与经济社会可持续发展。本文集成现有研究成果,梳理了两千年来中国自然与人文地理环境变迁过程,总结了主要要素的变迁特点,探讨了这些历史变迁对“美丽中国”建设的启示。研究表明,两千年来中国自然地理环境变化主要表现为气候的多尺度准周期波动、黄土高原破碎化、北方地区沙漠化土地扩张、河口三角洲海岸在泥沙沉积作用下逐步外移、黄河和长江中下游湖泊萎缩、森林和温带草原面积下降。人文地理环境变迁突出表现在人口增长和格局变化、经济中心向东南迁移、耕地向外围扩张、交通网络由道路网和运河网向立体化综合交通网转变。依据上述变化的历史逻辑,未来基本自然地理格局和地理界线仍将长期存在,长江和黄河中下游星罗棋布的湖泊水系已难再现,南粮北运成为历史,但森林覆盖率仍有较大提升空间,交通网络建设仍需进一步推进,同时还要加强沿海城市应对气候变化威胁的防控体系建设。     

湖北省近500年区域干湿序列重建及其比较分析

在历史旱涝记载资料可靠性检验的基础上,重建了湖北省3个区域近500年来的干湿气候变化序列,并比较分析了各区域干湿气候变化的趋势特征、准周期性及跃变现象。结果表明:在3个区域中,鄂东区1570~1770、1890~1950年两个时段偏湿,1470~1520、1790~1830年则偏干;鄂北区偏湿时期主要在1470~1530、1710~1750、1850~1910年三个时段,1470~1530、1770~1830年则偏干;鄂西南区有1550~1610、1650~1710、1830~1890、1930~1990年4个主要偏湿时期,而无明显的偏干时段。运用功率谱和小波分析对3个干湿序列研究后发现,3个区域干湿变化具有多个气象周期,区域间周期类型差异显著,但50~70年左右的周期在3个区域上均表现突出;采用滑动t检验方法辨识干湿气候跃变现象,在世纪尺度和 30年尺度上检测到各区域干湿变化存在多个跃变事件,且同一跃变事件对不同区域向干(或向湿)影响的趋势相同。     

1963—2018年中国垂柳和榆树开花始期积温需求的时空变化

积温需求是决定北半球温带地区木本植物开花时间的主要因子。全球变暖使植物在冬季受到的冷激量减少,可能会改变植物开花的积温需求。气候变化导致的中国木本植物开花始期积温需求的时空变化仍不清楚。有鉴于此,本文基于“中国物候观测网”1963—2018年垂柳（Salix babylonica）和榆树（Ulmus pumila）开花始期数据,利用3种积温算法（GDD、GDDS和GDH）系统分析了两种植物开花积温需求的空间格局和在代表性站点的年际变化,构建了基于冷激日数模拟积温需求的模型。主要结论为：垂柳和榆树开花始期的积温需求在低纬度地区大于中纬度地区。站点多年平均积温需求与冷激日数呈显著的负指数关系,即随冷激日数增加,积温需求降低。时间上,3个典型站点（贵阳、西安和牡丹江）垂柳开花积温需求的变化趋势分别达到1.28~1.41 °C·d/a（P < 0.01）、1.63~1.89 °C·d/a（P < 0.01）和0.12~0.58 °C·d/a（仅GDD算法P < 0.05）,榆树开花的积温需求在贵阳和西安同样显著增加,但在牡丹江变化不显著。冷激日数随时间减少是两个站点积温需求显著增加的主要原因。因牡丹江冬季气温低,冷激日数多且年际变化小,冷激对积温需求变化的影响不显著。基于时空耦合样本建立的冷激日数—积温需求模型对垂柳开花积温需求的模拟效果较好,R²达0.54~0.66。对榆树开花积温需求的模拟效果稍差（R²为0.33~0.64）。就不同算法而言,冷激日数对GDD算法得到的积温需求模拟效果更好。本文为量化植物开花积温需求的时空变化及在气候变化背景下的花期预测提供了重要的科学依据。     

中国旅游经济系统失配度空间格局分异与形成机理分析

将中国省级行政区作为分析单元,以旅游资源开发、旅游产业质量、社会系统支持、公共服务投入、生态环境质量五大子系统构建旅游经济系统失配度评价指标体系,对旅游经济失配度进行系统评价和空间格局测度,并用多元回归模型分析影响因素。研究发现：① 中国省级行政区旅游经济失配呈现极差化与相对差异较大的特点,广东省为失配度最低区、宁夏回族自治区为失配度最高区;② 2015年中国旅游经济失配以低度失配为主,主要影响因素有旅游资源丰富度、旅游劳动生产率、等级公路网密度、互联网普及率、森林覆盖率等;③ 旅游经济系统失配空间分异的主要机制：旅游资源禀赋与开发质量是基础动力,旅游市场经济环境是直接动力,旅游目的地公共服务质量是外在动力。     

全球变化下作物物候研究进展

作物物候是农作物重要的植物属性,不仅反映作物的生长发育状况,其变化也影响作物产量,是一种能够指示气候变化的综合响应指标。以气温升高为主要标志的全球气候变化对作物物候产生了重要影响,开展全球气候变化下作物物候变化特征及其影响机制研究对于揭示全球变化对作物生长发育过程影响及其产量形成机制具有重要的理论意义和实践价值。目前,作物物候变化及其影响因素是国内外研究的焦点和热点问题,前人已开展了大量而卓有成效的研究工作。本文侧重介绍全球气候变化下作物物候变化的主要研究进展,包括作物物候变化的驱动因子及其影响机制和作物物候主要研究方法,并探讨未来研究仍亟待解决的关键科学问题,以期为深入认识全球气候变化对农业物候的影响机理以及指导区域农业生产实践提供理论依据。     

夏朝前夕洪水发生的可能性及大禹治水真相

文章首先根据古文献学、考古学以及天文学等多学科交叉研究的成果,分析了史前洪水可能发生的时代,然后利用高分辨率的气候代用指标重建了“大禹治水”传说时期的气候背景,推测传说中尧舜禹时期的大洪水发生于4200～4000aB·P.左右,即一次对世界许多地区早期文明发展进程产生重大影响的全球性气候异常时期;根据气候突变与东亚季风降水之间的关系论证了洪水发生的可能性,探讨了大禹治水的历史真相;认为夏朝建立前夕的史前大洪水是真实发生过的,而大禹之所以能够治水成功可能主要得益于4000aB·P.以后的气候好转而并非人力之所为。研究结果较好地解释了多数学者对史前发生洪水的相信但却对大禹能否成功治水的怀疑之间矛盾。     

青藏高原农业现代化时空分异及其驱动机制

农业现代化是当代农村建设的重要内容和社会经济文明发展的重要衡量标准。本文基于1990—2017年青藏高原统计数据,构建农业现代化综合指标体系,运用熵值法计算各指标权重,进而获得农业现代化指数和各项指标贡献度,以此评估高原农业现代化发展时空特征和驱动因子。研究结果表明：① 1990—2017年青藏高原农业现代化水平普遍偏低（全区平均农业现代化指数为0.15）,呈增加趋势;② 从空间上看,农业现代化水平相对较高的地区分散在高原北部、西南部、南部边缘和一江两河的德格县、湟中县、白朗县、浪卡子县等部分县域;③ 农业现代化指标中,单位耕地面积用电量、有效灌溉率和土地生产率对高原农业现代化水平影响最大（对农业现代化指数的贡献度分别为13%、12%和11%）,其中单位耕地面积用电量和土地生产率增加促进了农业投入水平和农业产出水平,是农业现代化的主要正向驱动因子;单位耕地面积农药使用量的增加不利于环境可持续发展,是农业现代化的主要负向驱动因子。     

基于BDI决策的居住空间宜居性分析——以大连沙河口区为例

以土地利用、社会经济、高程数据为基础,应用BDI决策多智能体模型研究大连市沙河口区居住空间宜居性。结果表明：① 大连市沙河口区星海湾街道居住空间适宜性评价数值为32.186,居住空间以星海湾街道适宜性为最佳,其次是南沙街道25.288,黑石礁街道22.098。② 绿地影响着居住空间的适宜性,居民的生活离不开优美的生态环境。③ 适宜居住空间有绿化较好,公共设施完善,居住空间所在区地面平缓,交通发达且及居民点聚集不十分密集的特点。总体而言,沙河口区居住空间宜居性差异性大,东南方向居住空间适宜性较强,全区整体呈现?型分布。