ASSESSING THE SUITABILITY OF THE EPIC CROP MODEL FOR USE IN THE STUDY OF IMPACTS OF CLIMATE VARIABILITY AND CLIMATE CHANGE IN WEST AFRICA

The EPIC (Erosion Productivity Impact Calculator) crop model, developed by scientists of the United States Department of Agriculture (USDA), has been successfully applied to the study of erosion, water pollution, crop growth and production in the US but is yet to be introduced for serious research purposes in other countries or regions. This paper reports on the applicability of the EPIC 8120 crop model for the assessment of the potential impacts of climate variability and climate change on crop productivity in sub‐Saharan West Africa, using Nigeria as the case study. Among the crops whose productivity has been successfully simulated with this model are five of West Africa's staple food crops: maize, millet, sorghum (guinea corn), rice and cassava. Thus, using the model, the sensitivities of maize, sorghum and millet to seasonal rainfall were demonstrated with coefficients of correlation significant at over 98 per cent confidence limits. The validation tests were based on a comparison of the observed and the model‐generated yields of rice and maize. The main problems of validation relate to the multiplicity of crop varieties with contrasting performances under similar field conditions. There are also the difficulties in representing micro‐environments in the model. Thus, some gaps appear between the observed and the simulated yields, arising from data or model deficiencies, or both. Based on the results of the sensitivity and validation tests, the EPIC crop model could be satisfactorily employed in assessing the impacts of and adaptations to climate variability and climate change. Its use for the estimation of production and the assessment of vulnerabilities need to be pursued with further field surveys and field experimentation.     

Grassland productivity in an alpine environment in response to climate change

Situated in a climatically stressful environment, alpine grassland is sensitive to subtle climate changes in its productivity. We remedy the current deficiency in studying grassland productivity by taking the integrated effect of all relevant factors into consideration. The relative importance of temperature, rainfall and evaporation to the alpine grassland productivity in western China was determined through analysis of their relationship with the normalized difference vegetation index (NDVI) between 1981 and 2000. Climate warming stimulated grassland productivity in the 1980s, but hampered it in the 1990s. Temperature is more important than rainfall to grassland productivity early in the growing season. However, their relative importance is reversed late in the growing season. Monthly summer month rainfall modified by maximum monthly temperature is a good predictor of alpine grassland productivity at 62.0 per cent. However, the best predictor is water deficiency, which is able to improve the estimation accuracy to 78.3 per cent. Hence, the impact of temperature on grassland productivity is better studied indirectly through evaporation.     

阿克苏河流域的面雨量序列及其与径流关系

以数字高程模型 (DEM) 的1km×1km网格数据为基础,对阿克苏河流域14个气象站和水文站的1961~2000年的年降水资料进行了自然正交分解 (EOF),通过回归分析,建立主要特征向量与地理因子的插值模型,给出了一个面雨量序列的计算方法,为建立气候要素的区域平均序列提供了一个有效的解决方案,并由此推算出年阿克苏流域平均年降水量的空间分布以及面雨量序列。径流量与面雨量之比 (R/P) 平均为0.43,最高为0.69 (1997年),最低为0.30 (1963年)。计算出的阿克苏河流域面雨量序列与阿克苏河实测径流量序列的趋势变化率分别为5.79×10⁸ m³/10a和4.29×10⁸ m³/10a,两者均表现出增加趋势,但面雨量的增加速率要比径流量大一些,年际变化幅度也要大,面雨量和径流量的变差系数Cv值分别为0.17和0.13。阿克苏河年径流量的变化与夏季0^oC层高度、年面雨量有着十分密切的关系,表明20世纪90年代以来新疆气候的变化是阿克苏河流域径流稳定增加的一个非常重要的因素。     

1993～2003年厦门市湿地动态变化及其驱动因素分析

通过对厦门市1993年TM遥感影像和2003年ETM 遥感影像的解译分析和数据统计,从湿地面积动态变化和湿地消长情况等方面,用单一土地利用动态度等指标对1993~2003年期间厦门市的湿地变化进行了研究。结果表明,1993~2003年期间厦门市天然湿地面积减少了2103hm2,其中有954hm2(滩涂864hm2)转变为非湿地,有1149hm2转变为人工湿地;而人工湿地面积增加了2775hm2,其中养殖场面积从1993年的5778hm2迅猛增加到2003年的9768hm2,年均增长率为6.91%,水库与水塘和盐田则分别减少了961hm2和254hm2。有27.74%、11.41%、9.33%和3.63%的养殖场面积分别是由非湿地、滩涂、盐田和水库与水塘转变而来的;有54.37%的盐田转变成了养殖场,有33.24%、30.24%的红树林转变为非湿地、养殖场,有10.35%、8.64%的滩涂转变为养殖场、非湿地。对社会经济驱动因素的分析表明,经济发展、人口增长和农业生产比较利益因素极大影响着厦门市湿地的动态变化。     

中国旅游业发展灰色关联动态分析

随着国民经济的快速发展、人口数最的不断增长和消费水平的逐步提高，人们对旅游的体验需求越来越大。如何实现中国旅游业的持续发展，是摆在全国人民面前一个严峻的问题。通过对近24年中国旅游国内总收入变化趋势的分析，运用灰色系统理论对影响中国旅游业发展诸因素进行关联分析，量化了旅游业产值与诸因子的关联程度，为中国旅游业制定发展规划、促进旅游业的可持续发展提供了参考依据。     

云南三江并流地区气候变化及其对生态环境的影响

利用EOF等方法通过计算1971-2000年30年来云南三江并流地区6个气象台站气温、降水、蒸发资料，分析了云南三江并流地区近30年来气候变化的异常特征及其对生态环境的影响，结果表明：云南三江并流地区气候变化表现为气温升高、降水略有减少和蒸发增大的干旱化气候变化趋势，同时，在气候干旱化和人为活动的影响下出现草场退化、冰川萎缩、雪线上升、土壤沙化和水土流失等生态环境荒漠化问题。     

黄土不同指标的古环境意义探讨

在确认“黄土也是古土壤”的前提下,对新近发现的位于黄土高原西北部沙漠黄土边界带的彭阳剖面进行了烧失量、色度、磁化率、粒度、CaCO3等环境变化代用指标的系统测试。通过建立土壤发育指数和红化指数,探讨了各指标与古土壤发育强度之间的关系。根据古土壤的发育强度,初步建立了800 ka BP生态脆弱区的高分辨率环境图谱。此图谱与公认的海洋氧同位素曲线、洛川剖面可以进行良好的对比,并揭示出更多的环境变化信息。     

民勤绿洲水资源利用与生态系统退化分析

石羊河流域生态平衡失调,生态系统退化在我国干旱、半干旱地区内陆河流域中具有典型的代表性。通过对石羊河流域近代地表水资源开发及其绿洲变迁,近年来流域用水量分配,降水特征及其对植被的影响,流域下游民勤绿洲地下水位、水质的变化等因素多年来观测研究,认为：降水量对天然植被的生长没有大的作用;由于人口的增加,流域地表水资源分配不均,水资源开发过度,地下水位急剧下降,造成流域生态系统退化。流域经济因素促进社会因素的变化,社会因素的变化导致自然环境的变迁,社会、经济、自然诸因素相互作用,通过水资源的变化驱动石羊河流域生态系统的变化。     

天山北麓绿洲荒漠典型地区土地荒漠化变化的时空特征分析

应用遥感和地理信息系统等技术手段,获取了天山北麓阜康三工河地区1968年、1978年、1988年、2002年的荒漠化土地时空分布及各时段土地荒漠化动态变化数据,并对其荒漠化过程进行了空间统计分析。结果表明：34 a来,三工河地区土地荒漠化以盐渍化为主、沙漠化及水土流失次之;荒漠化土地面积具有前期逐渐增加,20世纪80年代末以后面积大幅度减少的趋势;土地盐渍化变化主要发生在绿洲内部,土地沙漠化变化主要发生在绿洲外围,而严重的水土流失主要发生在山区;土地荒漠化的动态变化与土地利用/土地覆被变化及生态系统的管理方式有着密切关系。     

南极冰盖与冰川的快速变化

近10年的观测研究表明,南极冰盖和冰川存在快速的变化阿蒙森海扇区的主要冰流系统正在迅速变薄,减薄趋势可上溯至内陆150km处;罗斯冰流出现了停滞或明显减速,有的流动方向发生了改变,引发冰流袭夺;南极半岛冰架大面积崩塌,补给冰川加速,冰川出现了跃动;变暖的海水进一步侵蚀了冰架,着地线附近底部冰层融化强烈。上述发现改变了南极冰盖缓慢变化的传统观点,并对今后的冰川动力学研究,冰流模型模拟,冰盖物质平衡研究及预测具有重要意义。