湿度效应及其对降水中δ18O季节分布的影响

提出了湿度效应的概念,即降水中稳定同位素比率与大气的温度露点差ΔT_d存在显著的正相关关系.对两个气候特征完全不同的取样站乌鲁木齐和昆明降水中δ¹⁸O与温度露点差之间的关系进行了分析,尽管两站的δ¹⁸O与ΔT_d的季节变化存在差异,但它们的湿度效应是显著的.利用稳定同位素动力分馏模型并根据500hPa月平均温度的季节分布对昆明站云中凝结物中δ¹⁸O进行了模拟,模拟的月平均δ¹⁸O与月平均温度的变化具有非常好的一致性,说明昆明站云中凝结物中的氧稳定同位素具有温度效应.这个结果与地面降水中氧稳定同位素的降水量效应截然不同.昆明站降水中δ¹⁸O一定程度上指示大气的干湿状况,同时也间接地指示降水量的多寡或季风的强弱.湿度效应的存在,影响降落雨滴中稳定同位素蒸发富集的强度以及雨滴与大气之间稳定同位素物质迁移的方向.它不仅改变降水中稳定同位素比率的大小,也改变其季节分布的特点.     

夏季不同天气背景和灌溉条件下绿洲地表辐射和能量平衡特征

利用2005年"绿洲系统能量和水分循环过程"野外观测实验(JTEX)资料,分析了夏季不同天气背景下的金塔绿洲小气候特征、辐射和能量平衡特征的日变化规律.结果表明:不同天气和土壤湿度背景下的辐射和能量平衡特征有较大差异.观测中发现有较大的能量不平衡差额,晴天时的能量亏损大于阴天的.     

近60 a新疆大气水分亏缺的时空变化特征

在全球陆地大气水分亏缺(VPD)已经增加、并将持续增强的背景下,新疆大气环境是否趋于干旱化值得探讨。利用1961—2020年地面气象观测资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,研究了新疆VPD的分布及时空演变特征。结果表明：(1)近60 a来新疆VPD整体呈现显著增加趋势,增幅为0.015 kPa·(10a)^-1。VPD在2005年发生突变,突变前为弱波动变化,突变后呈增加趋势。(2)各季节VPD均以增势为主,其中春、夏季增幅较大,冬季增幅最小。春、秋季VPD突变特征与年变化较为一致,夏季略晚(2006年出现突变)。(3)空间分布上,VPD呈现“山区低、盆地高”的鲜明格局。时空演变分析表明,全疆大范围地区(近83.65%的气象站点)VPD呈增势变化,而VPD呈下降趋势的站点多分布在天山山脉东段的北麓以及南疆盆地的北、西北缘。季节尺度上,春季VPD呈增势变化的站点数占比最高(96.15%),是新疆大气水分胁迫范围最广的时段,而冬季大气水汽含量相较稳定。     

基于生态足迹的中国四大沙地地区可持续评价

基于社会经济统计数据,采用生产性生态足迹模型,评估并对比了我国四大沙地地区2000年和2015年的生产性生态足迹和生态赤字/盈余状态,以揭示区域的可持续性。结果表明：2000-2015年,四大沙地地区人均生态足迹总体呈现增加趋势,毛乌素沙地地区人均生态足迹年均增长率最高,达20.85%,增长量为79.21 hm²·人^-1;人均生态足迹主要以化石能源足迹和草地足迹为主;2000-2015年四大沙地地区生态赤字程度在不断增强,毛乌素沙地地区人均生态赤字变化量最大,达79.51 hm²·人^-1,造成赤字程度加大的主要原因是地区化石能源的大量生产。随着人们生活水平的提高,人们对资源的需求量也在不断增加,当前四大沙地地区社会经济的发展在一定程度上仍以自然资源大量生产和消耗为代价,经济发展和环境保护之间的平衡仍存在挑战,需要根据各地区的具体情况制定有针对性的管理措施,以维持区域的可持续发展。     

西南岩溶区生态环境可持续发展的生态足迹分析——以广西为例

生态足迹是一种度量可持续发展程度的方法,能定量判断一个区域生态环境的发展是否处于生态承载能力的范围内.以西南岩溶地广西为例,采用生态足迹的理论和方法对2004年广西区域生态足迹状况进行了测算和实证分析,并与2003年进行了比较.结果表明:广西人均生态足迹由2003年的1.1378 hm2上升到2004年的1.2239 hm2;人均生态承载力由2003年的0.5753 hm2下降到2004年的0.5736 hm2,广西经济社会活动对生态环境的需求强度已经超过了生态承载力的供给;人均生态赤字由2003年的0.5625 hm2增长到2004年的0.6503 hm2,处于不可持续的发展状态.必须采取相应措施,促使广西生态环境发展向良性和可持续方向转化.     

基于生态足迹模型的福建省生态安全分析与预测

生态足迹是目前较通用的衡量区域可持续发展的指标,利用生态足迹模型与其他指标结合,可以测算生态赤字（盈余）、生态足迹压力指数、万元GDP足迹等反映区域生态安全状态的定量指标．本研究计算了2002-2008年福建省人均生态赤字及生态足迹压力指数,得到全省生态压力的变化趋势．利用GM（1,1）灰色预测模型预测2009--2014年福建省人均耕地生态足迹与承载力、人均建筑用地生态足迹与承载力、人均生态赤字及生态足迹压力指数,结果表明,若继续沿着2002--2008年的发展模式,福建省在未来几年内生态安全将面临极大威胁,全省经济发展模式转型刻不容缓．     

安徽省夏玉米生长季干旱时空特征分析

利用安徽省夏玉米主产区37个气象站点1961~2010年的气象资料,选取修订后的作物水分亏缺指数作为表征夏玉米干旱的指标,分析了安徽省夏玉米生长季内干旱频率的时空分布特征及表征干旱风险大小的干旱风险度的时空特征。结果表明:近50 a安徽省夏玉米不同发育阶段水分亏缺指数未发生显著变化,但夏玉米成熟后期的干旱现象有加重趋势;抽雄开花期是干旱频率及干旱风险较高的时段;从空间分布特征看,干旱频率与干旱风险度的空间分布特征相似,夏玉米营养生长阶段二者的高值区在淮北北部,而在夏玉米生长中后期,干旱主要发生在沿淮西部和江淮南部。整个生长季内,沿淮淮北西部是干旱高发和高风险区。     

大尺度山地上空臭氧亏损及其变化趋势

通过对卫星资料的分析,揭示了全球大尺度山地上空有大气臭氧亏损,其极大值出现在春季或初夏,线性回归分析表明:在1979～1991年中,全球大尺度山地上空的臭氧总量呈下降趋势。     

河南省碳源碳汇的时空变化研究

碳源、碳汇是影响低碳发展的重要因素,由其形成的碳盈亏是区域低碳经济发展战略及政策制定的重要依据。本文基于能源消耗数据、主要工业产品产量,参考IPCC的碳排放标准,结合其他相关研究,计算了河南省能源消耗及水泥、钢铁、合成氨生产过程中产生的碳排放;在对研究区遥感影像处理的基础上,通过归一化植被指数(NDVI),将河南省的碳汇分为耕地、林地和草地,根据各种植被的碳排放和碳吸收系数,计算了河南省的碳汇及其变化,并对碳盈亏及其空间变化进行分析。结果表明：①研究期内,河南省碳排放及人均碳排放呈上升趋势,碳排放总量及人均碳排放年均分别增长11.22%和10.72%,而且空间差异明显,豫西、豫北、豫中地区人均碳排放相对较高,而豫南、豫东南地区则相对较低。②能源消耗是河南省的主要碳源,其碳排放量呈逐年增加趋势,但所占比重在不断下降;水泥、钢铁是除能源消耗外的另一种主要的排放源,其碳排放量及所占比重则呈逐年上升趋势。③河南省碳汇主要以林地和耕地为主,草地所占比重很小;全省碳汇呈减少趋势,2005-2013年期间减少了7.40%(47.05万t),年均减少5.88万t。④河南省总体上呈现碳亏状态,研究期内碳亏呈增长趋势,且碳亏的地区数量也在增加,总的来看,豫南、豫东南、豫西地区处于碳盈或弱碳亏状态,豫中及豫北地区处于较严重的碳亏状态。⑤河南省应通过改善能源结构、调整产业结构、优化用地布局等措施,减少碳源,增加碳汇,通过区域碳补偿或生态补偿等手段鼓励碳盈地区减源增汇,为低碳发展创造良好的外部环境。     

Soil water deficit and vegetation restoration in the refuse dumps of the Heidaigou open-pit coal mine, Inner Mongolia, China

The sustainability of ecosystem restoration of refuse dumps in open-pit coal mines depends on plant species selection, their configuration, and the optimal usage of water resources. This study is based on field experiments in the northern refuse dump of the Heidaigou open-pit coal mine in Inner Mongolia of China established in 1995. Eight plant configurations, including trees, shrubs, grasses, and their combinations, as well as the adjacent community of natural vegetation, were selected. The succession of the revegetated plants, soil water storage, the spatiotemporal distribution of plant water deficits degree and its compensation degree were also studied. Results indicated that the vegetation cover (shrubs and herbaceous cover), richness, abundance, soil nutrients (soil organic matter, N and P), and biological soil crust coverage on the soil surface are significantly influenced by the vegetation configurations. The average soil water storage values in the shrub+grass and grass communities throughout the growing season are 208.69 mm and 206.55 mm, which are the closest to that of in the natural vegetation community (215.87 mm). Plant water deficits degree in the grass and shrub+grass communities were the lowest, but the degrees of water deficit compensation in these configuration were larger than those of the other vegetation configurations. Differences in plant water deficit degree and water compensation among the different configurations were significant (P<0.05). Plant water deficit degrees were predominantly minimal on the surface, increased with increasing soil depth, and remained stable at 80 cm soil depth. The soil moisture compensation in the natural vegetation, shrub+grass, and grass communities changed at 10%, while that in other vegetation communities changed between 20% and 40%. Overall, we conclude that the shrub+grass and grass configuration modes are the optimal vegetation restoration models in terms of ecohydrology for future ecological engineering projects.