增温和光周期变化对温带典型木本植物展叶始期的影响

厘清驱动植物物候变化的气候因子对评估全球变化对生态系统的影响具有重要意义。针对欧洲与北美地区木本植物的控制实验表明春季物候变化主要受冷激、驱动温度和光周期影响,但这3个气候因子是否对东亚地区木本植物的春季物候存在相似的作用仍需验证。论文选取了5种典型木本植物(迎春Jasminum nudiflorum、连翘Forsythia suspensa、荚蒾Viburnum dilatatum、玉兰Yulania denudata与东京樱花Cerasus yedoensis),利用生长箱对冬季休眠枝条的展叶过程开展了控制实验。实验设置了3种驱动温度(12℃、15℃、18℃)、3种冷激(3 d、38 d、59 d)以及2种光周期(10 h、14 h)处理,并利用分层贝叶斯模型建立了展叶始期与各影响因子间的关系。结果表明,驱动温度每升高1℃导致展叶始期提前2.6～9.0 d,但展叶始期的温度敏感度随温度和冷激天数的增加而减弱。冷激也是影响木本植物展叶始期的重要因子。与冷激处理3 d相比,冷激处理59 d使展叶始期提前20.3～66.6 d,但随冷激天数增加,展叶始期对冷激响应的敏感度减弱。光周期延长...     

20世纪前、中期中国农林土地利用变化及驱动因素分析

综合采集20世纪前、中期全国多种宝贵的土地利用数据, 特别是早期的一些土地利用资料, 利用聚类分析方法将中国大陆部分省区按土地利用变化差异分为7个区: 东北区、华北区、西北及黄土高原区、东南沿海区、西南区、青藏高原区和蒙新区, 分别对各区的农林土地利用, 即耕地、林地的时空变化进行了分析. 结果表明, 大部分地区耕地面积有较为明显的增加趋势, 20世纪50~60年代, 各区的耕地面积增加较多, 最大年增长率为2.63%, 区域差异较大; 20世纪前、中期林地面积以1949年为界, 此前总体下降、此后有一定的增加趋势. 有林地面积也呈现比较明显的区域差别, 70年代后期多数地区林地面积减小严重. 20世纪前、中期土地利用变化是自然和社会经济条件综合作用的结果, 但是人口增加、粮食生产、政府政策变更等社会经济因素的影响更大, 自然灾害也是土地利用变化的重要因素.     

1963-2012年中国主要木本植物花期长度时空变化

花期物候变化研究对赏花活动安排、园林景观布置和致敏花粉防治等具有重要意义。现有研究对始花期与盛花期的变化趋势已有较为深刻的认识,但很少有研究辨识了花期长度的时空变化。本文基于“中国物候观测网”观测数据,统计了1963-2012年中国42个站点23种广布木本植物的花期长度变化趋势,分析了花期长度变化的时空格局、种间差异和变化形式。主要结论为：所有的259条花期长度时间序列中,61.39%的序列呈延长趋势,其中显著延长的占21.24%（P<0.05）。灌木花期的延长趋势比乔木更加显著。东北地区南部、华中和华东地区的多数站点花期长度主要呈缩短趋势。在东北地区北部、华北、西南和华南地区,大多数物种的花期长度呈延长趋势。花期长度变化趋势在20°N~22°N间最大（0.94 d/a）。西部地区（87°E~112°E）的花期长度变化趋势（平均0.28 d/a）高于东部地区（平均0.05 d/a）。花期长度的总体变化可分为3个阶段：1963-1980年（偏短）、1981-1997年（与多年平均值接近）和2001-2012年（偏长）,但不同物种的花期长度变化存在显著差异。在花期长度延长的序列中,43.39%是因开花始期提前程度大于开花末期;在花期长度缩短的序列中,62.00%是因开花始期提前程度小于开花末期。     

基于元胞自动机模型的土地利用变化模拟——以大连经济技术开发区为例

元胞自动机模型已经成为模拟土地利用变化的重要方法。传统土地模拟方法中侧重于通过分析影响土地利用变化的因素来构建预测模型,较少从土地利用类型变化及其相互作用的空间角度来关注模型构建。本文以1998年、2004年和2009年1:10000土地利用数据,利用Python语言结合GDAL与Numpy类库实现局部土地利用竞争的元胞自动机模型原型开发,并用于模拟大连市经济技术开发区1998-2009年土地利用变化模拟。研究结果:1建立了发掘多地类之间相互作用关系的试验方法,研究适用于具有明确物理意义的多地类元胞自动机模拟模型;2该模型具有好的模拟精度,对建设用地、农用地和林地等3种不同类型用地进行同时模拟,其对应Kappa系数分别为0.762,0.634和0.678;3该模型建立了研究不同种地类协调作用的基本方法,可以用于进一步研究土地利用变化地类之间驱动原理。     

近50年中国温带季风区植物花期春季霜冻风险变化

中国温带季风区是我国重要的农业区,春季霜冻常对该地区的植物造成严重的损害。本文利用“中国物候观测网”12 个站点的物候观测数据和对应站点气象资料,应用物候模型方法,对1963-2009 年各站点的霜冻频次和多种木本植物的始花期进行了分析,并对植物在花期的霜冻风险进行了评估。结果表明,1963-2009 年,研究区内东北地区和华北地区的始花期分别以-1.52 天/10a (P < 0.01) 和-2.22 天/10a (P < 0.01) 的速度提前。在同一时段,研究区春季霜冻日数显著减少,终霜冻日显著提前。综合考虑花期和霜冻频次的变化,霜冻风险指数,即木本植物花期受到霜冻的物种数占调查总数的百分比,在东北地区以-0.37%/10a 的速度降低(不显著);而在华北地区,霜冻风险指数则以-1.80%/10a 的速度显著下降(P < 0.01)。这表明过去半个世纪研究区植物花期霜冻风险在降低,且存在显著的区域差异。该结论可为农业和森林管理者制订应对春季霜冻害的决策提供参考。     

大连市城区绿地时空特征的热环境效应研究

本文选择大连市沙河口和西岗区为研究区,以Landsat ETM、SPOT等数据为基础,通过遥感解译和反演得到1999年和2013年研究区内绿地及地表温度空间分布及演变特征,结合温度-植被指数（TVX）空间分析法测度城区发展过程中绿色空间减退所引起的热环境效应,以提出更有针对性的城市气候变化适应性规划。研究结果表明：（1）1999-2013年,研究区绿地面积减少43.8%,绿地斑块增加42.9%,城市绿地呈现面积减少、空间分布碎化的演变特征。其中,森林绿地、公园绿地和街区绿地转化为建设用地的贡献率分别为43.8%、42.9%和13.3%,街区绿地因原始面积小且转化率高,被建设用地侵占最为严重。（2）1999-2013年,研究区地表温度最高值上升5.2 K,地表温差增加1.7 K,地温聚集区间由301.6 ~304.7 K上升至306.5~310.9 K,热环境效应加剧。（3）TVX模型追踪结果显示,快速城市化过程中研究区内城市绿地转化为建设用地引起植被覆盖度下降和地表温度上升,其中街区绿地被侵占造成的地表热环境效应大于公园绿地和森林绿地。     

20世纪50年代以来中国综合自然地理研究进展

回顾和评述了50年来具有中国特色的综合自然地理学的研究进展。认为今后在方法论上,需进一步强调以自下而上方法为主,以自上而下方法为辅,把所研究的部分置于整个系统之中;从研究方法和技术手段看,系统分析和综合集成的方法将得到更加广泛的应用;在研究方向方面,综合自然区划的研究正向着综合区划的方向发展。现代自然地理过程的研究将会朝微观深化和宏观综合两个方向发展,关键在于地理系统中界面过程的综合研究和实现物理、化学、生物过程的综合研究。区域自然地理研究仍是综合格局和过程,进行基础研究和应用研究的操作平台。应不断加强与人文地理学的密切结合,实现更高层次的综合研究。     

中国南方过去400 年的极端冷冬变化

以南方地区及全国的冬季与1 月气温观测记录为基础,采用事件发生概率密度函数小于10%的标准确定1951 年以来的极端冷冬事件;根据历史文献中的寒冷事件及其灾害影响记载,采用古今极端冷冬事件影响程度对比的方法建立了1600-2010 年间的极端冷冬事件年表。分析表明：极端冷冬发生频率存在明显的阶段性变化,其中1650-1699 年、1800-1849 年及1850-1899 年是过去400 年极端冷冬发生最为频繁的时段,其发生次数达1950-1999 年的2 倍,1600-1649 年及1900-1949 年较20 世纪后半叶略多, 而1700-1749 年及1750-1799 年则与1950-1999 年相当。此外,极端冷冬事件具有连发或隔年再发特征。同时,20 世纪50 年代以来最严重冷冬事件的寒冷程度并没有超出历史时期曾经出现过的事件。     

我国历史时期冷、暖期旱涝特征的比较

本文应用了复经验正交函数分析(Complex Empirical Orthogonal Function,简称CEOF),讨论了我国历史时期四个时段(即:1620—1649年(冷Ⅰ),1840—1869年(冷Ⅱ)以及1780—1809年(暖Ⅰ),1910—1939年(暖Ⅱ))的旱涝特征。     

过去2000年气候变化的全球集成研究进展与展望

过去2000年是国际过去全球变化计划聚焦的一个主要时段,并专门设立了"过去2000年全球变化网络"（PAGES2k）进行全球集成研究。本文依据PAGES2k及相关团队发表的主要成果,梳理了过去2000年温度与干湿变化的全球集成研究进展,并简要分析了发展态势与研究难点。最新研究显示：1）尽管采用不同方法重建的过去2000年全球平均温度变幅各异,但均表明第一个千年较其后千年（除20世纪外）更暖;1850年以前存在显著降温趋势,之后则转为快速增暖;过去2000年的最暖10年、30年、50年均出现在20世纪后半叶。2）过去2000年干湿变化的全球集成研究尚处于起步阶段;尽管已整编了全球范围的代用资料,研制了首套全球陆地区域的干湿变化格点数据集,但结果仍存在显著不确定性。3）现有研究仍大多主要依托年分辨率的树轮资料,未实现对不同分辨率资料的有效集成。未来PAGES2k将依托资料管理,融陆地、海洋和人类社会的代用记录及相关研究于一体,针对代用资料与模式理解、方法与不确定性、气候变率模态与机制等三大主题,重点开展代用指标气候指示意义的时空差异、代用证据的定年精度与多源证据校核、代用资料挖掘技术与多源数据融合、校准方法等难点问题研究。