黑河流域气温和降水再分析数据的不确定性评估

评价区域再分析数据的精度和不确定性对于陆面过程模拟和气候变化分析有重要意义。以黑河流域为研究区,基于站点观测数据对中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(CMFD)、黑河流域2000—2015年大气驱动数据集(WRFOUT)及黑河流域3 km 6 h时空分辨率模拟气象强迫数据(SFD)在不同下垫面条件下气温和降水的模拟精度进行评价,并通过广义三角帽法(TCH)评价3套数据集的不确定性。结果表明:(1)对于气温数据,WRFOUT数据集在草地、灌丛地、荒漠裸地及湿地下垫面精度较高,而CMFD数据集在农田下垫面精度相对较高,5种下垫面中,3套再分析数据的气温产品在灌丛地精度最高;对于降水数据,CMFD数据集在5种下垫面精度均较高,SFD数据集在草地、灌丛地和荒漠裸地,WRFOUT数据集在草地、农田和湿地表现出高估。(2) CMFD与WRFOUT数据集中气温数据的不确定性相对较低,而SFD数据集中气温数据的不确定性相对较大; 3套数据集中降水数据均表现出相对较高的不确定性,且区域差异明显,地表植被类型复杂和海拔差异较大的地区数据不确定性较高。     

限量灌溉对冬小麦抗旱增产和水分利用的影响

小麦体积含水量是表征小麦生理状态、影响小麦产量的重要参数,传统的测量手段如人工采样烘干、卫星遥感等,难以实现小麦体积含水量的连续、动态、高精度监测,由此提出了一种利用全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）折射测量技术反演小麦体积含水量的方法。首先,使用两组GNSS天线同时接收直射信号和穿透小麦植株层的折射信号,利用两信号的振幅比表示折射信号的衰减程度;然后,基于电磁波传播理论,建立了GNSS直射、折射信号的物理模型,并在此基础上导出小麦体积含水量、振幅比、小麦高度、气温的函数关系,进而构建了反演小麦体积含水量的数学模型。利用导航型GNSS设备采集的数据对所提方法进行了验证,结果表明,在小麦拔节期、抽穗期和成熟期,该方法反演的小麦含水量与人工实测数据符合较好;当小麦含水量在1~7 kg/m³范围内时,反演结果的平均误差、标准差和均方根误差分别为0.058 kg/m³、0.396 kg/m³、0.399 kg/m³。研究结果证明了利用导航型GNSS接收机准确获取植被含水量动态变化信息的可行性,为低成本、低功耗、小型化GNSS植被含水量监测设备的研制奠定了基础。

     

广西宁明县海渊镇土地质量地球化学评价

为了查清广西宁明县海渊镇土地质量地球化学基本状况并提出优质土地资源开发利用建议,本文以第二次全国土地调查成果中的土地利用图斑为评价单元,系统采集了该区土壤及农作物样品,并分析了土壤的养分指标（氮、磷、钾、硒）、环境指标（pH、镉、汞、砷、铜、铅、锌、铬、镍）,农作物样品的评价指标（硒和镉、汞、砷、铜、铅、锌、铬、镍）,在此基础上参照《土地质量地球化学评价规范》进行了土地质量评价,划分了无污染风险富硒土地。结果表明：该区土壤养分质量较差,综合等级以较缺乏和缺乏为主;土壤环境质量优质,无风险等级土壤占比95.57%;土壤质量一般,评价等级以中等为主,面积124.01 km2,占全区总面积的56.28%,主要由土壤养分缺乏导致;水稻样品富硒比例高达66.67%,水稻重金属超标率仅为1.67%,圈定无污染风险富硒土地35.69 km2。上述评价结果可为当地富硒等优质土地开发与农产品安全利用提供重要的地球化学依据。     

塔里木河下游胡杨径向生长量对生态输水的响应

 以塔里木河下游的胡杨径向生长量为研究对象,借鉴树木年轮水文学的方法,采用单因素方差分析方法,从数理统计学的角度分析了胡杨径向生长量对生态输水的响应过程。结果表明: ①距离河道300 m范围内,生态输水前后及输水期间各年份之间,胡杨的径向生长量在0.001的水平上差异极显著,胡杨对生态输水的响应非常积极; ②距离河道300 m范围外,胡杨的径向生长量在0.05的水平上差异不显著,胡杨对生态输水的响应不积极; ③线性的生态输水只是缓解了河道附近植被的衰退,改善了局部生态环境,却无法从根本上缓解整个塔里木河下游生态环境的恶化,塔里木河下游的生态环境呈现出局部改善、整体恶化的趋势。     

黄河兰州以上气候要素长期变化趋势和突变特征分析

采用1960—2001年黄河流域兰州以上地区23个气象台站的气温、降水、日照时数和蒸发量4个气候要素的资料,分析了42年来兰州以上地区的气候变化和发展趋势。用非参数统计检验方法(Mann-Kendall法)分析了气候变化的长期变化趋势。结果表明,42年来全区平均变暖0.76℃,降水量、日照时数和蒸发量平均减少了17.89 mm,125.6 h和161.3 mm;用距平曲线法分析了气候变化的阶段性特征;用滑动T检验法(MTT法)、Ya-mamoto法和Mann-Kendall法对5年滑动平均的区域季节和年时间序列进行突变检测,讨论了黄河流域兰州以上地区的气候变化问题。MTT法的检测结果表明,气温、降水量和日照时数分别在20世纪80年代的末期、中期和初期发生了突变,蒸发量除了发生在80年代的突变外,90年代也有一次超过0.01显著性水平的突变;Yamamoto法检测结果表明,20世纪80年代的气候突变最为明显,1981年春季蒸发量和1985年的年气温均出现了强突变,年蒸发量突变的S/N值的位相明显提前于其他3个气候要素突变S/N值的位相;Mann-Kendall法检测结果表明,各气候要素年和季的突变年份中,气温主要发生在20世纪90年代,蒸发量主要发生在20世纪60年代,日照时数主要发生在20世纪80年代。这一事实也说明检测方法不同,评价结果会存在一定差异。     

地震波作用下高压隔离开关的动力响应分析

利用试验和数值仿真的方法,对高压隔离开关的模态动力学特征及其在水平与竖向地震波作用下的动力时程响应特征进行了研究。结果表明,隔离开关的低阶共振频率与地震波较为接近,容易受到地震激励力的影响。在Ⅸ度罕遇地震烈度条件下,其瓷柱根部区域可能会因为最大弯矩超出设计要求而发生断裂失效,从而导致隔离开关设备的整体失效。经计算分析,采用安装隔振器的方法,可以降低瓷柱根部区域的最大弯矩值,从而保证结构的抗震需求。     

西藏西南部札达盆地新近纪的孢粉组合

札达盆地位于西藏自治区西南部阿里地区的喜马拉雅山区,是形成于晚中新世的断陷盆地。研究剖面位于札达县城南4km的多几东,发育一套良好的河湖相沉积地层。结合前人得出的古地磁结论和地层综合对比,托林组的时代为9.2～2.6Ma,香孜组的时代为2.6～1.7Ma。沿剖面自下而上可划分出6个孢粉组合及对应的植被类型:①孢粉组合1-2(9.2-约5.6 Ma),为亚热带—温带落叶针阔叶混交林,其中9Ma左右气候较寒冷干旱,经历了一次由寒冷干旱向温暖湿润的转变过程;②孢粉组合3-5(5.6-约3.1Ma),由亚热带—温带常绿—落叶针阔叶混交林,期间存在一次暖湿气候的波动;③孢粉组合6(2.8-约1.7Ma),为寒冷干旱气候下生长的温带落叶针阔叶混交林—亚高山针叶林。     

高频表面波对定常Ekman流解的影响

基于Jenkins(1989)建立的包含Stokes漂流、风输入和波耗散影响的修正Ekman模型,采用Paskyabi等(2012)使用的推广的Donelan等(1987)中的谱和波耗散函数,并利用Paskyabi等(2012)中修正方法给出的包含高频波的风输入函数,在粘性不依赖于水深及粘性随深度线性变化的条件下,研究了包含高频毛细重力波的随机表面波对Stokes漂流和Song(2009)导出的波浪修正定常Ekman流解的影响。结果表明高频表面波使Stokes漂流在海表面剪切加强,对定常Ekamn流解的影响通常不能忽略,但对Ekman流场的角度偏转影响很小。最后,将考虑高频表面波尾谱影响所估算的定常Ekman流解与已有观测结果以及经典Ekman解进行了比对分析。     

塔里木河下游优势草本植物与地下水埋深的关系

对塔里木河下游区域的草本群落进行了调查,获取了其分布状况和群落特征资料,并记录相应的地下水埋深,探讨了区域内距离河流不同处地下水埋深与草本群落特征之间的关系。结果表明:(1)地下水埋深越大,草本群落的生物多样性越小,覆盖度越低,生态结构趋于简单,其中地下水埋深<6 m处草本群落的种类组成和物种多样性相对较高,>7 m处草本植物分布很少,部分地区也受到微地形和地下水埋深的双重影响;(2)在大尺度空间上,草本群落随地下水的分布特点与其他荒漠地区的分布规律基本一致,随着地下水埋深的增加,草本群落的演替次序为:高水位芦苇(Phragmites communis)群落、中水位鹿角草(Glossogyne tenuifolia)群落、中低水位骆驼刺(Alhagi sparsif)群落,不同地下水埋深对应的草本群落之间具有一定的差异性、相似性和连续性;(3)塔里木河下游优势草本物种的生态位宽度均不大,主要是受水环境条件的限制,芦苇与骆驼刺的生态位宽度相对较大,在区域内分布较广。