灰色GM(1,1)模型和Verhulst模型在喀斯特地区耕地预测中的应用——以毕节生态试验区为例

毕节生态试验区是典型的喀斯特地区,人口密度大,生态环境脆弱,水土流失严重,耕地保护尤为重要。本文以毕节地区1998—2006年常用耕地面积统计数据为基础,分别利用灰色GM(1,1)模型和Verhulst模型对该喀斯特地区常用耕地面积变化进行预测。预测结果表明,GM(1,1)模型和Verhulst模型都揭示了毕节地区常用耕地面积在未来几年呈逐年递减的趋势。但是通过模拟精度验证,研究区耕地面积原始数据变化曲线呈S型,就灰色GM(1,1)模型与Verhulst模型模拟预测结果相比较,对于原始数据的模拟,GM(1,1)模型预测精度较高,而Verhulst模型更适合研究区未来几年耕地面积变化的预测。该研究结果可为区域合理利用土地资源、编制土地利用规划和耕地保护提供依据。      

贵州喀斯特山区墓地利用管理初探——以毕节亮岩峰丛山地为例

通过对贵州亮岩峰丛山地的墓地进行调查和初步研究, 结果显示墓地在一定坡度上的特定地段有集中趋势,而喀斯特地区土体厚度则是影响墓地分布的重要因素之一。绝大多数墓地集中分布在日照较好、排水畅通、土体较厚的阳坡山麓地带,以占用质量较优的耕地为主。因此,在墓地利用管理实践中, 实施统一规划、集中管理,建立有偿使用制度、严格用地指标,加强墓地绿化,实施墓地园林化建设等措施,以期多元化开发利用墓地,有效保护耕地资源。      

青藏高原近30年气候变化趋势

以1971~2000年青藏高原77个气象台站的观测数据 (最低、最高气温,日照时数,相对湿度,风速和降水量) 为基础,应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith模型,并根据我国实际状况对其辐射项进行修正,模拟了青藏高原1971~2000年的最大可能蒸散,并由Vyshotskii模型转换为干燥度,力求说明近30年青藏高原的气候变化趋势,以及干湿状况的空间分布。应用线性回归法计算变化趋势,并用Mann-Kendall方法进行趋势检验。结果表明：青藏高原近30年气候变化的总体特征是气温呈上升趋势,降水呈增加趋势,最大可能蒸散呈降低趋势,大多数地区的干湿状况有由干向湿发展的趋势。气候因子与地表干湿状况间并不是线性关系,存在很大的不确定性。     

中国荒漠化潜在发生范围的修订

为了客观反映中国荒漠化发生区域,按照联合国防治荒漠化《公约》的定义,利用1950-1990年间全国671个气象站的长时间序列气象数据,分别采用Thornthwaite和Penman计算可能蒸散量的方法计算了湿润指数的分布,然后根据中国气候区划和中国植被区划以及中国荒漠化发生的特点等对计算结果进行了调整,对中国荒漠化潜在发生范围进行了修订,明确了荒漠化各气候类型区的地理涵义。研究结果表明：①《公约》定义的荒漠化潜在发生范围及各气候类型区的划分标准不完全适用于中国。②中国的荒漠化发生在极干旱区、干旱区、半干旱区和亚湿润干旱区。极干旱区对应极旱荒漠,干旱区对应典型荒漠、草原化荒漠以及荒漠草原,半干旱区对应典型草原,亚湿润干旱区对应草甸草原中偏干旱的部分。③修订后中国荒漠化潜在发生范围总面积约4 524 089.1 km²,约占国土总面积的47.1％,其中亚湿润干旱区、半干旱区、干旱区和极干旱区分别占12.6％、28.8％、34.4％和24.2％。荒漠化潜在发生范围修订后比修订前增加1 207 056.9 km²,其中亚湿润干旱区面积减少,半干旱区、干旱区和极干旱区面积增加。     

用多变量灰色预测模型模拟预测参考作物蒸散量的研究

当观测资料的数据量少而又存在多个相互影响或关联的变量时,常用的灰色预测模型GM（1,1）不能全面考虑多个变量。为此,采用自适应MGM（1,n）模型—多变量灰色预测模型,较好地解决了这一问题。针对一些地区气象数据较少甚至缺失的情况,以内蒙古正蓝旗的气象资料用Penman-Monteith计算的参考作物蒸散量（ET0）为研究对象,运用灰色系统理论建立MGM（1,3）模型,模拟预测参考作物蒸散量变化规律,并与GM（1,1）模型和BP神经网络模型比较,结果表明MGM（1,3）模型有较好的预测效果。     

参考作物蒸散量的多种计算方法及其结果的比较

分别用 FAO Penman- Monteith公式 (模型 1 )、FAO Penman 修正式 (模型 2 )和国内Penman修正式 (模型 3)计算了泰安和西峰两地的参考作物蒸散量 ,对 3种方法的计算结果进行了比较 .模型 1得到的参考作物蒸散量大于后 2种模型 ,导致不同模型计算偏差的原因是 3种模型各自选用了不同的辐射项和动力项计算式 ,且计算偏差随季节和地理条件而变 .建议计算区域参考作物蒸散量用模型 1 ,计算单站逐日参考作物蒸散量 3种模型都可用 .     

西北地区的退耕规模、粮食响应及政策建议

退耕还林(草)是西北地区生态环境建设的重大举措,但退耕必然会对的粮食生产带来直接影响。基于全国土地利用详查的分县数据,研究认为:(1)按照法律规定,大于25度的陡坡耕地必须无条件地退耕。仅此一项,西北地区就必须退耕153.6×10⁴hm²,占现有耕地的9.2%,粮食减产为71.2×10⁴t,占1996年粮食产量的2.2%,对全区人均粮食占有量的影响很小;(2)在保证人均耕地0.1hm²前提下对大于15度的坡耕地退耕,则退耕面积可达347.8×10⁴hm²,超过现有耕地的1/5;对应的粮食减产为234.5×10⁴t,是1996年粮食产量的7.3%,甘肃、陕西和青海的粮食减产比例都在1/10左右,退耕带来的直接粮食减产效应是显而易见的。最后针对西北地区的退耕规模及其粮食响应,提出了两条政策建议     

奈曼沙地春小麦蒸散量及其分析

运用波文比-能量平衡法和大型蒸渗仪对沙地春小麦的蒸散量进行了连续的测定和估算,并对由于降雨和灌溉所引起的土壤有效水分变化与沙地春小麦蒸散量之间的相关关系进行了初步探讨。结果表明:①春小麦蒸散量在降水或灌溉后1~2 d最大,然后逐渐下降,说明春小麦的蒸散速度受土壤有效水分含量的影响;②春小麦出苗前和生长初期,蒸散以地表蒸发为主,蒸散量较小,感热通量和土壤热通量较大;随着时间推移,L AI(叶面积系数)逐渐增大,由于作物遮蔽,感热通量和土壤热通量减小,潜热通量对净辐射贡献增大;③测定期间,波文比在早晨日出前(5:00)达到最大,至下午15:00左右下降为最小,然后开始增大至次日凌晨;④应用波文比-能量平衡法估测的沙地春小麦蒸散量与大型蒸渗仪的测定值一致性较好,相关系数R²为0.9055。     

Late quaternary paleoclimatic reconstructions for interior Alaska based on paleolake-level data and hydrologic models

Hydrologic models are developed for two lakes in interior Alaska to determine quantitative estimates of precipitation over the past 12,500 yrs. Lake levels were reconstructed from core transects for these basins, which probably formed prior to the late Wisconsin. Lake sediment cores indicate that these lakes were shallow prior to 12,500 yr B.P. and increased in level with some fluctuation until they reached their modern levels 4,000-8,000 yr B.P. Evaporation (E), evapotranspiration (ET), and precipitation (P) were adjusted in a water-balance model to determine solutions that would maintain the lakes at reconstructed levels at key times in the past (12,500, 9,000 and 6,000 yr B.P.). Similar paleoclimatic solutions can be obtained for both basins for these times. Results indicate that P was 35-75% less than modern at 12,500 yr B.P., 25-45% less than modern at 9,000 yr B.P. and 10-20% less than modern at 6,000 yr B.P. Estimates for E and ET in the past were based on modern studies of vegetation types indicated by fossil pollen assemblages. Although interior Alaska is predominantly forested at the present, pollen analyses indicate tundra vegetation prior to about 12,000 yr B.P. The lakes show differing sensitivities to changing hydrologic parameters; sensitivity depends on the ratio of lake area (AL) to drainage basin (DA) size. This ratio also changed over time as lake level and lake area increased. Smaller AL to DA ratios make a lake more sensitive to ET, if all other factors are constant.     

基于地表能量平衡与SCS模型的祁连山水源涵养能力研究

基于区域水量平衡,利用地表能量平衡的原理计算陆地实际蒸散发量,采用SCS模型计算地表径流量,提出了一种定量评估区域水源涵养量的实用方法。利用该方法和GIS软件平台,结合1982-2003年遥感数据和对祁连山水源涵养重要区水源涵养能力强弱的空间分布及其变化规律进行了计算和分析。结果表明:(1)祁连山山地水源涵养重要区内水源涵养能力最强的区域为中部和东南部地区,而西部地区涵养水源的能力相对较弱;(2)祁连山山地水源涵养重要区内中部和靠东南部的水源涵养能力减弱比较明显,特别是以门源回族自治县为中心,形成了水源涵养能力持续减弱带。