基于遥感-生态过程的绿洲-荒漠生态系统净初级生产力估算

针对干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对于旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被光能吸收的估算问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-PEM和CASA,借助遥感生态反演的物理分析,初步构建起基于遥感与生态过程的干旱区适用的光能利用率模型NPP-PEM,并以ERDAS IMAGINE为平台,实现了模型可视化模型界面,可用于中国西部干旱区山地-绿洲-荒漠生态系统年净第一性生产力的估算.由于考虑了干旱植被生理特征和灌层结构的光能利用模型,模拟结构与原理更加合理完善,为引入其他生态模型应用或移植到干旱区提供借鉴,从而为中国干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径.     

Carbon uptake and change in net primary productivity of oasis-desert ecosystem in arid western China with remote sensing technique

Arid and semi-arid ecosystems exhibit a spatially complex biogeophysical structure. According to arid western special climate-vegetation characters, the fractional cover of photosynthetic vegetation (PV), non-photosynthetic vegetation (NPV), bare soil and water are unmixed, using the remote sensing spectral mixture analysis. We try the method to unmix the canopy funation structure of arid land cover in order to avoid the differentiation of regional vegetation system and the disturbance of environmental background. We developed a modified production efficiency model NPP-PEM appropriate for the arid area at regional scale based on the concept of radiation use efficiency. This model refer to the GLO-PEM and CASA model was driven with remotely sensed observations, and calculates not just the conversion efficiency of absorbed photosynthetically active radiation but also the carbon fluxes that determine net primary productivity (NPP). We apply and validate the model in the Kaxger and Yarkant river basins in arid western China. The NPP of the study area in 1992 and 1998 was estimated based on the NPP-PEM model. The results show that the improved PEM model, considering the photosynthetical activation of heterogeneous functional vegetation, is in good agreement with field measurements and the existing literature. An accurate agreement (R2 = 0.85, P<0.001) between the estimates and the ground-based measurement was obtained. The spatial distribution of mountain-oasis-desert ecosystem shows an obvious heterogeneous carbon uptake. The results are applicable to arid ecosystem studies ranging from characterizing carbon cycle, carbon flux over arid areas to monitoring change in mountain-oasis-desert productivity, stress and management.     

近年来新疆盆地平原区域湖泊变化原因分析

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地系统共同组成的新疆地域系统，是我国西北干旱区的主要部分之一。由于荒漠盆地平原系统不产生径流，因此，地表水、浅层地下水和泉水、湖泊都必然地以相邻的山地系统为供给水源地。从山地进入荒漠盆地平原的河流就成为主要供给渠道。博斯腾湖、艾丁湖、艾比湖1995年以来，湖水水位明显升高，湖水面积的不断扩大，从湖泊水面面积的演变过程，主要水源变化，气温略微上升，降水显著增多诸因素综合系统分析，说明在全球气候背景下，区域气候和水文变化周期与人类活动是影响其变化的主要原因。     

“河套东南角理想剖面”的新近研究

以在萨拉乌苏河流域近年命名的“米浪沟湾地层剖面”作为河套东南的理想剖面,描述了其地层特征,讨论了地层磁化率值和粒度分布与气候变迁的关系,研究提出,该剖面记录了150ka BP以来毛乌素沙漠27个旋回的砂丘与河湖相和古土壤互为交替的演化历史;剖面风成砂丘的堆积时期和河湖相或古土壤发育时期分别主要与过去冬季风和夏季风作为加强有关。根据中国沙漠及黄土区现代沙尘暴发生的区域特征认为,米浪沟湾剖面记录的150ka来的27次砂丘期代表了中国沙区存在27个沙漠堆积时期。     

The Relationship between the Aleutian Low and the Australian Summer Monsoon at Interannual Time Scales

The relationship between the boreal winter(December,January,February) Aleutian Low(AL) and the simultaneous Australian summer monsoon(ASM) is explored in this study.A significant correlation is found between the North Pacific index(NPI) and ASM index,the bulk of which is attributed to the significant correlation after late 1970s.Significant differences in precipitation and outgoing long-wave radiation between typical negative and positive NPI years appear over the ASM area.A regression analysis of the circu...     

巴丹吉林沙漠风沙流输沙沙粒形貌特征分析;

为了解风沙流输沙沙粒微观形貌特征,本文利用NIKONSMZ1500体视显微镜和DT2000图像分析软件对巴丹吉林沙漠拐子湖沙尘暴天气过程中所采集的梯度沙样粒形进行分析,结果显示粒径大于0.3mm的沙粒表面磨蚀作用明显,尤其是透明度差的沙粒磨蚀更为显著,沙粒圆度值分布在0.8-1.0之间,沙粒圆度集中0.8-0.9之间,磨圆较好,表面光滑。粒径在0.15-0.3mm之间的沙粒的表面磨蚀作用相对较弱,棱角明显增多,沙粒形状渐趋复杂。圆度值仍然分布于0.8-1.0之间,不过集中在0.8-0.9之间,粒径在0.074-0.15mm间的沙粒表面磨蚀作用更弱,棱角更多、更明显,沙粒圆度值分布在0.6-1.0之间,跨度变大,说明沙粒的形状更多样化,以50厘米高度上所取沙样最明显。沙粒圆度、磨圆度的研究及分析对本区沙尘源的确定具有一定的参考意义。     

塔克拉玛干沙漠腹地雷电活动特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地的塔中气象站1996-2010年地面观测资料对该地区的雷暴和闪电特征进行了分析。结果表明:塔中地区年平均雷暴日数为9.3d,年平均闪电日数为2.7d。塔中地区4月开始出现雷暴和闪电,7月达到最高值,10月至翌年3月之间无雷暴和闪电发生,塔中地区雷暴平均初日为6月1日,平均终日为8月5日。塔中地区雷暴多出现在午后至凌晨,并以30min以内的短时雷暴为主,雷暴出现的最多方位是W和N。     

南极绕极波动及其与中国夏季降水异常的关联

利用NCEP／NCAR逐月SLP再分析资料，通过复经验正交函数展开(CEOF)，借助其第1模态恢复场研究了1952-1998年期间南极绕极波动的年代际变化和传播特征。结果表明，东南太平洋是研究南极绕极波动(ACW)的关键区，并由此定义东南太平洋ACW活动指数(EPAI)。相关分析揭示了秋季EPAI与次年中国夏季降水有着密切的关系，当秋季EPAI出现异常正位相时，即当东南太平洋SLP距平出现正异常时，次年春、夏季澳大利亚高压偏强，进而由于越赤道气流的增强及西太平洋副高调整引起次年夏季中国出现华南多雨、江淮少雨的雨型分布，证实了ACW是另一个与中国夏季降水异常有密切关联的年际变化强信号。     

特殊大地形背景下塔里木盆地夏季降水过程及其大气水分循环结构

对塔里木盆地夏季降水过程和复杂的大气水分循环结构进行了分析,采用常规气象观测、探空及其不同网格NCEP等再分析数据,通过塔里木盆地视热源、水汽汇、涡度、散度三维动力结构以及相关小波周期分析、水汽输送通道相关矢量场及其Fluxpart轨迹模型等各类方法,综合剖析该区域大气热源与夏季降水过程及其水分循环结构特征。计算分析结果表明塔里木盆地沙漠边界层辐射强日变化叠加上周边C型大地形“山谷风”效应,导致高山环抱盆地及沙漠区的独特水、热过程与局地环流特征。     

塔克拉玛干沙漠腹地近地层湍流能谱特征分析

利用塔克拉玛干沙漠腹地近地层湍流观测资料,计算并分析了不同稳定层结条件的湍流速度谱、温度谱及局地各向同性特征。结果表明,湍流速度谱和温度谱在惯性副区均满足Kolmogorov的-2/3指数规律,且稳定条件的相关系数更高;速度谱满足湍流各向同性的低频限制理论。近中性条件的温度谱和弱不稳定条件的速度谱在高频段有尾部上翘现象;稳定情况下的v谱和近中性条件的u谱、T谱在低频处也有上翘现象。沙漠腹地水平湍流尺度范围介于森林和草地之间,不稳定层结比稳定层结的谱峰更偏向低频端,且峰值尺度更大。