Lake Area Changes and the main causes in the hinterland of Badain Jaran Desert during 1973–2010, China

Lake area information in the Badain Jaran Desert in 1973, 1990, 2000, and 2010 was obtained by visual interpretation and water index analysis of remote sensing images, based on the spatial and temporal characteristics of lake area changes during 37 years. Results indicated that the number of lakes declined from 94 to 82 and the total surface area was reduced by 3.69 km² during 1973–2010. The desert lake area reduced by different degrees in different periods, but this occurred most rapidly during 1973–1990. According to the statistics of lake area changes, lake area decreases mainly occurred in the lakes with areas less than 0.2 km², while the areas of lakes greater than 0.9 km² only fluctuated. The changes of lake areas were probably due to changes in the quantity of underground water supplies rather than the effects of local climate change or human factors.     

A new methodology for measuring coastline recession using buffering and non‐linear least squares estimation

Coastline recession is one of the best indicators of coastal erosion. Three methods for computing coastline recession – the baseline approach, the dynamic segmentation approach and the area‐based approach – have been used, each of which has one or more drawbacks. To overcome these problems, a new methodology for measuring coastline recession is proposed, using buffering and non‐linear least squares estimation. The proposed method was compared with the three existing methods with respect to two simulated cases and two real coastlines. Test results confirmed that the new method is more reliable than the three other methods, all of which are susceptible to variability of recession, scale, number of line segments, length of coastlines and direction of the baseline. The proposed method, incorporating two physically meaningful values – magnitude and variability of coastline recession according to the mean and standard deviation of coastline offsets, respectively – presents itself as an effective alternative method of assessing coastline recession.     

青藏高原草地地上生物量和理论载畜量

准确模拟和预测草地地上生物量(Aboveground biomass,AGB)和理论载畜量对于维持草地生态系统平衡、优化放牧管理至关重要。当前很多研究以围栏外草地AGB为基础,估算了青藏高原草地AGB的现存量。但是,牛羊啃食后的草地AGB现存量无法准确评估草地理论载畜量。围栏内草地不受家畜采食影响,其年际变率由环境因子驱动,可视为草地潜在AGB (potential AGB,AGB_p),更适用于草地理论载畜量的评估。本研究以青藏高原345个围栏内AGB观测数据为基础,结合气候、土壤和地形数据,利用随机森林算法构建草地潜在地上生物量估算模型,并对当前气候条件(2000-2018年)和未来20年(2021-2040年)4种气候变化情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5)下的草地AGB_p和高寒草地理论载畜量进行模拟与预测。结果表明:(1)随机森林算法可准确模拟当前气候条件下的青藏高寒草地AGB_p(R²=0.76,P<0.001);2000-2018年青藏高寒草地AGB_p平均值为102.4 g m^-2,时间上增加趋势不明显(P>0.05);AGB_p年际波动和生长季降水显著正相关(R²=0.57,P<0.001),和生长季温度日较差显著负相关(R²=0.51,P<0.001)。(2)当前气候条件下,青藏高寒草地平均理论载畜量为0.94 SSU ha^-1(standardized sheep unit ha^-1);在过去20年约有54.1%草地理论载畜量呈提升状态。(3)和当前相比,未来20年青藏高原中部和北部草地AGB_p和理论载畜量呈下降态势。因此,建议未来在厘清气候变化影响下草畜关系的基础上进行有针对性的草牧业规划和管理,以缓解区域气候变化引起的草畜矛盾。     

喜马拉雅山北坡卡鲁雄曲径流与气候变化

以冰川融水补给为主的喜马拉雅山北坡的卡鲁雄曲流域,近20年平均气温以0.34 ^oC/10a的趋势上升,高于西藏年均温0.26 ^oC/10a的增长率,更是明显高于全国和全球气温的增长率,且极端最高温都出现在20世纪90年代。后10年气温 (1994~2003年) 比前十年 (1983~1993年) 升高0.5 ^oC,径流量增加了26%;不同月份径流增加强度不同,10~2月增加了44%,7~9月增加了27%,3~6月增加了24%。径流对气候变化的响应最灵敏 (一年中有8个月的增加趋势通过了α = 0.05的显著性检验),尤其是秋冬季的径流 (增加趋势超过α = 0.01的显著性检验)。受冰川消融和季风影响,不同时期的径流有不同的影响因素,但存在共性,即气温对径流起着积极主导作用,而降水对径流的影响具有不确定性,即正负双面效应。     

城市化和退耕还林草对中国耕地生产力的影响

20 世纪90 年代以来的快速城市化进程和1999 年开始启动的退耕还林草生态工程对耕地的分布与生产能力产生了重要影响。本研究应用由TM 遥感影像获取的1980s-2000 年与2000-2005 年两个时间段耕地变化数据,结合以多时相遥感数据为主要数据源的耕地生产力光能利用率遥感模型估算两个研究时段耕地生产力变化特征,比较城市化与退耕还林草政策主导下两个时期耕地转移对各区域耕地生产力的影响。研究结果表明:两个研究时段因城市占用损失的耕地生产力占土地利用变化(LUCC) 导致的耕地生产力减少总量比例均在60%以上。在20 世纪90 年代,全国新增耕地生产力总量比被占用耕地生产力高87%,耕地转移使中国耕地生产力增加。2000-2005 年间,退耕还林草政策的启动和快速城市化进程对耕地的持续占用导致耕地生产力占补正平衡指数由前一时段的正平衡变为负平衡,转出耕地生产力总量比新增耕地生产力高31%,耕地转为林草地和建设占用损失的耕地生产力分别较前一时段提高57%和85%。城市化与退耕还林草政策等驱动因素作用下耕地开垦区与占用区的空间分布差异使得耕地生产力占补平衡状态和趋势呈现明显的区域分异。     

Land use change in Bohai Rim: a spatial-temporal analysis

Land use change is one of the important aspects of global change[1-3]. The Bohai Rim is a hot spot of economic development in China, where land use changes remarkably. Analyzing land use change in this area is significant to the research of global change and regional sustainable land use. Although there has been much work undertaken on regional land use change in China, it was mainly on urban land use change[4-11], and few researches integrated remote sensing and GIS method. Based on data f…     

1984—2020年辽宁省极端气温时空变化及粮食产量响应研究

通过选取极端气温指数对1984—2020年辽宁省极端气温时空变化进行分析,结果表明：① 近37 a极端气温指数的时间变化具有一致性,表现为暖指数（年极端高温、暖昼日数、暖夜日数）上升和冷指数（年极端低温、冷昼日数、冷夜日数）下降。受城市化进程影响,突变主要集中在1995—2005年。② 极端气温指数具有空间差异性,具体表现在城镇化水平高的城市极端气温差值变化较小,沿海地区相对指数变化幅度相对较小。③ 结合辽宁省粮食与气象灾害数据,得出1984—2020年粮食实际产量与趋势产量呈波动上升变化。相对产量与气象产量波动趋势一致,近37 a气候丰年10个、气候歉年7个,其他为正常年份。气象产量受极端高温、极端低温的影响较大,风雹、冷冻成为影响粮食产量的关键气象灾害。     

近400年来北极地区和中国气温变化的对比研究

对中国和北极地区近400年来的气温变化进行了趋势分析和谱特征分析,通过对比认为,北极地区及中国基本上都有17世纪、19世纪两个寒冷期和18世纪、20世纪两个温暖期,在一定程度上说明了气候变化的全球性,但两地区气温的冷暖转化不同步。中国大部分地区(除华东、新疆、西藏区外)17、19世纪升温开始得较北极早;北极地区绝大部分站点18世纪升温较中国明显,且气温变化的区域差异较大。400aBP以来两地气温变化的周期较为一致,以130～140年、100年、80年的周期为主,说明400aBP以来气温的变化具有全球性,而且气温的变化受太阳活动的影响较大,自然因素尤其是太阳活动的影响是气候变化的主要原因。     

良渚时期文化发展与海平面变化

浙沪苏地区良渚考古资料和海平面变化研究表明,良渚文化的兴、盛、衰与5.5-4 ka B.P.期间海平面升降密切关联。5.5-4.9 ka B.P.,浙沪苏地区海平面处于高海面之后的急剧下降期,降幅约3.9 m,陆地生存空间扩大,加之气候温暖,良渚文化开始兴起,良渚人择高地而居,盛行干栏式建筑,遗址分布相对分散,从事稻作农业生产。4.9-4.3 ka B.P.,浙沪苏地区进入低海面时期,良渚文化发展达到鼎盛,遗址数量增多,分布相对集中,并向外围地区扩展。此时气候干凉,水井大量出现、盛行地面建筑、稻作农业和手工业发展,社会等级分化,揭示出低海面促进了良渚文化的繁荣。4.3-4 ka B.P.,海平面回升,渐渐进入又一高海面时期,良渚先民生存空间缩小,文化分布范围相对压缩,且以台墩和坡地建筑为主,遗址数量较中期减少,海面回升的同时,洪涝灾害,异常降温等灾变加速了良渚文化的衰落。总体来讲,5.3-4.0 ka B.P.期间“海面下降-低海面-海面回升”的过程推动了良渚文化由兴起到繁盛再到衰落的演替过程。