黑土肥力质量评价的生物指标研究进展

由于受到自然因素和人类掠夺式开发利用的影响,黑土肥力下降不断加剧,对国家粮食安全构成重大威胁,黑土肥力质量评价指标已成为当今土壤学的研究热点.传统的研究涉及较多化学和物理指标,近年来生物检测技术迅猛发展,土壤生物指标因其灵敏性较高已逐渐成为土壤肥力质量评价的重要参数,但还没有形成统一的标准,因此有必要梳理一下土壤生物指标.本文对近些年土壤微生物、酶活性及动物等土壤肥力质量评价的生物指标的研究进展进行了综述,为黑土肥力质量评价提供新的研究思路和手段.     

广元市降水特征及变化趋势分析

为揭示广元极端降水的变化趋势,利用1961～2015年逐时和逐日降水数据分析广元降水特征和极端降水事件变化。结果表明,广元降水总量年际变化不明显,小时降水越来越极端;在02～06时,小时降水量呈增加趋势,苍溪和青川降水年际倾向率日变化为单峰单谷型,旺苍、广元和剑阁为双峰单谷型。广元市大部分地区短时强降水次数逐年增加,在1980s和2000年后有明显增加,特别是1980s的旺苍站,增幅达到71%;广元小时及日降水最大值有增加趋势。1961～2015年,日降水量≥25mm天数（R25mm）、日降水强度（SDⅡ）和极端降水量（R95）的年际倾向率分别为0.0558d·a^-1、0.0168mm·d^-1·a^-1和0.5998mm·a^-1,而持续降水日数（CWD）则以-0.0202d·a^-1的速率减少,广元每年降水的持续天数在减少,但降水情况越来越极端。     

2008年\

利用2008—2015年5—9月湖北省60例极端降水过程常规观测和物理量资料及中尺度观测资料, 主要应用天气诊断分析方法,研究了降水过程影响天气系统的演变机制、热力动力特征及强降水形成及维持原因,归纳出长江中游地区极端降水天气类型主要有锋面气旋、西南涡切变、西南涡-东北气旋、暖倒槽和登陆台风5类, 其中前两类是最主要的极端降水类型。同时, 指出不同天气类型控制下天气预报要关注的重点:(1)在锋面气旋类中,江淮气旋的发展是梅雨锋上重要的扰动系统,但梅雨期因冷空气势力弱江淮气旋并不强烈,分析时很容易忽视;（2）在西南涡切变类中,西南涡、新生涡和低空急流是梅雨锋切变线上重要的扰动系统,降水落区的差异与不同扰动系统的影响有关;（3）西南涡-东北气旋类降水落区一般位于两个系统结合部位,且极端降水绝大部分仅出现在梅雨锋西部;（4）暖倒槽类主要是局地极端降水,降水落区大多位于鄂西山地-江汉平原西部间过渡带。（5）登陆台风与副热带高压相互作用并形成稳定的有利形势,加上特殊地形作用,是强降水得到发展和维持的主要原因。

     

甘肃东南部两次极端致灾暴雨对比分析

为了研究甘肃东南部相同气候背景条件下极端暴雨天气的成因,提高极端暴雨强度和落区预报的准确率,利用NCEP再分析、自动气象站降水、常规观测资料及卫星云图资料,对2013年8月7日和2017年8月7日发生在甘肃东南部两次极端暴雨进行对比分析。结果表明:两次极端暴雨天气过程都伴随着短时强降水等强对流性天气,具有降水量大、雨强强、灾害重的特点,其中冷空气的强度对暴雨落区、空间分布以及影响系统移动以及对流强度产生重要影响。在强冷空气和高空低槽、低层切变线影响下,暴雨区偏南,强降水区域小,持续时间短,不稳定条件更好,对流强度更强;在弱冷空气和高原槽、低层低涡、低空急流作用下,暴雨区偏北,强降水范围大,持续时间长,大气湿层厚度大,低层水汽辐合强度、涡度以及垂直速度更强,降水效率更高,但对流强度相对较弱。卫星云图上,在强冷空气的影响下对流发展旺盛,形成强中尺度对流云团,对流云团呈带状;在弱冷空气作用下对流云团尺度小,发展范围小,有暖云降水特征,降水效率高。     

惠州高潭一次特大致洪暴雨过程分析

2018年8月30-31日广东出现一次超历史记录的极端强降水过程,惠东高潭24 h雨量达1 056.7 mm,采用广东省区域雷达拼图产品、MICAPS实况、CFSR逐6 h再分析资料（水平分辨率0.5°×0.5°）,以及广东省国家级地面气象观测站和区域自动站资料,着重分析了此次过程中\     

1951-1990年中国极端气温变化分析

利用1975-2014年安徽省77个观测站的日最高温度、最低温度和平均气温资料,对近40 a极端温度事件的时空分布特征进行分析。结果表明：安徽省冬季极端低温事件的发生频次分布,总体呈北多南少,地区差异较大,极端低温事件发生次数最多的是宿州萧县。近40 a间冬季的极端低温事件发生减少趋势显著,与冬季平均温度的显著上升相对应。年极端最低温度年际变化趋势不明显,且极端低温的发生频次与强度并不对应。夏季极端高温事件发生频次较多区域为江南。1975-2014年,夏季极端高温事件发生呈整体增多趋势,但趋势不显著。年极端最高温度的时间序列,与极端高温事件发生频次的时间序列是相对应的,呈现明显的正相关。从MK突变上看,年极端低温和高温事件发生均存在突变。分析合成环流场发现,冬季极端冷事件发生时,亚洲中高纬度环流的经向度明显增强;夏季极端暖事件的发生与副高的明显西伸增强维持有关。

     

湖泊生态系统对过去1000年气候变化的响应研究——以鄱阳湖生态系统动力学模拟为例

与陆地生态系统相比,水生生态系统对全球气候变暖的响应敏感而脆弱。鄱阳湖是我国最大面积的淡水湖泊,近年来湖泊水位下降、湖床干涸频发,发生了一系列水生态灾害事件以及生态系统的退化,但气候变化对湖泊生态灾害发生和生态系统退化的过程和机制目前还不清楚。本文基于Lotka-Volterra 动力模型的原理和结构,首先构建湖泊初级生产者浮游植物(藻)与高等水生植物(草)的竞争模式,其次构建初级生产者草、藻与顶级猎食者鱼的捕食模式,最后利用气候-湖泊水量与生态因子的物质传递原理,构成气候与生态的动力方程组,设置现代和历史不同时期的试验方案进行数值模拟研究。模拟结果表明,鄱阳湖藻、草、鱼生物群落在各自的环境容纳量、增长率和相互依存/抑制关系下,年内和年际生物量变化构成了稳定和准循环系统(试验Ⅰ)。在湖泊水量与生态因子相互作用中,水量生态效应可保持生态系统的动态平衡(试验Ⅱ)。应用到过去1000年湖泊生态系统中,模拟发现在气候-水量变化的边界条件下,湖泊生物量增加和减退的速度不对称(试验Ⅲ)。水量的反馈可使增加阶段的生物量速度减缓、使衰减阶段的速度加速,从而量化了气候水量变化在生态系统中的负反馈效应。设置小冰期气候的试验Ⅳ模拟表明,在流域降水减少19% 、湖泊面积减少33% 和湖泊水量减少7% 的状况下,湖泊生态系统在600~700个月内振荡并衰退。当这个极端气候持续600个月以上,水生群落系统全面崩溃。小冰期中鄱阳湖的沙生和旱生植被替代水生和湿生植被的沉积孢粉证据验证了这个模拟,表明在极端干旱条件下,边界条件变化显著超过了生态系统的应对能力,湖泊生态系统在长期震荡后崩溃。     

CMIP6模式水平分辨率对模拟我国西南地区夏季极端降水的影响评估

我国西南地区的地形地貌非常复杂,当前的气候模式对该地区降水状况特别是极端降水的模拟技巧是比较低的.本文基于台站和卫星观测的逐日降水资料以及欧洲中心第五代再分析(ERA5)降水资料,通过与CMIP6高分辨率模式比较计划(HighResMIP)中的12个模式高、低分辨率模拟结果的对比分析,评估了当前气候模式对西南地区夏季降...     

定量降水预报技术进展

采用ECMWF interim再分析资料、ECMWF集合预报资料、自动站降水资料,运用“集合异常预报法”和“EFI（Extreme Forecast Index）阈值法”对浙江东部一次台风远距离极端降水的成因和可预报性进行探讨,结果表明：（1）台风倒槽长期存在,在北侧冷空气入侵作用下在浙江沿海地区引起锋生,并在倒槽顶端诱生低压环流,是造成浙江东北部大暴雨的主要原因。（2）36 h时效的集合预报显示,大气可降水量、850 hPa南风分量、925 hPa水汽通量和200 hPa辐散都超过气候平均值3~4个标准差,且超过3个标准差的概率也达到了70%~90%,表明浙江沿海有优越的动力和充沛的水汽条件,异常强烈的天气信号,预示发生极端降水为高概率事件。（3）随着预报时效的延长,各物理量异常概率会明显减小,因此在判断极端天气发生可能性时应降低预警的概率阈值。（4）不同时效降水的EFI对95%和99%百分位事件的预报效果均很好,可以比确定性预报提前3~4 d提供极端降水信号。EFI指数所反映的极端降水信息较确定性模式更加可靠且稳定,在决策服务中具有更高的参考价值。（5）“集合异常预报法”可以获得与极端天气相关的形势场和物理量的异常概率,而EFI在长时效的预报更具优势,两者结合、优势互补,可以为预报员提供更全面的极端天气信号。

     

2017年湖南一次极端降雨过程特征及成因分析

2017年6月22日-7月2日湖南出现了一次罕见的大范围持续暴雨、大暴雨过程,持续强降雨造成了重大人员伤亡和财产损失。本文利用地面常规探测资料、自动站资料和NCEP/NCAR再分析资料,对此次极端降雨过程的成因进行了分析。结果表明：（1）过程发生在单阻型稳定背景条件下,西太平洋副高较常年位置偏南,带状副高与北方冷涡对峙,导致了梅雨锋雨带在湖南摆动;（2）高低空急流加强了低层辐合高空辐散的动力作用,同时高能高湿激发了对流不稳定的产生,为大暴雨产生提供了动、热力条件;（3）水汽异常偏高,整层可降水量超过常年同期1-2个标准差,其大值区的演变与实际强降水区域对应较好;（4）湖南地形对降水有一定的增幅作用,地形坡度绝对值与降水量变化十分吻合,地形变化越剧烈降水强度越大,且在地形复杂的2个山峰之间区域通常对应着降水的峰值。