宁夏冬季负积温变化特征

对宁夏20个测站1961—2004年的冬季负积温EOF分析表明,冬季的冷趋势具有明显的大尺度特征,在近40 a逐渐变暖。据累积距平显示,l986年出现了突变,之前,冬季气温偏低,具体表现为冷冬年全部分布在此时段,之后偏暖,90年代以后出现暖冬的频次明显增加。≤0℃持续日数具有明显的年代际变化,2001—2004年比60年代平均减少了13.5 d。在80%保证率下,全区≤0℃持续日数和负积温依地势自北向南增多,引黄灌区最少,中部干旱带次之,南部黄土丘陵区相对最多。     

近50年陕西黄土高原云量和气温年际变化

利用陕西黄土高原24个气象站1957年以来的气温、总云量和低云量观测资料,分析了它们的年际及年代际演变趋势及相关关系。结果表明:近50年区域年平均气温波动升高,尤其是1987年以后;北部风沙区气温的年际变化较大,增温幅度由北向南递减;1957年以来区域年平均总云量呈逐渐减少趋势,低云量下降趋势较总云量更为明显,2000年以后总云量有所增加。相关分析表明:陕西黄土高原年平均气温与年均总云量及低云量呈明显的负相关,均通过了0.001显著性水平检验,且低云量的相关更为显著;总云量和低云量与降水量呈显著正相关;不同区域和不同季节总云量和低云量与气温的相关系数有明显差异,但与降水量的相关非常显著。     

生态系统科学研究与生态系统管理

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统学科以生态系统生态学研究为核心,通过研制生态系统观测和模拟分析的技术和方法,探索解决区域性/大尺度生态学问题的理论和方法,监测生态系统变化,认知生态系统变化规律,推动生态系统生态学、生物地理生态学、全球变化生态学和生态信息科学技术的发展,创新生态系统管理模式,服务于国家和地方的生态建设、应对全球变化及区域可持续发展。面向国家重大需求,在中国华北平原农业区、南方红壤丘陵林业区、青藏高原农牧区以及黄土高原区等典型区域开展生态系统管理技术与模式的集成与创新研究,着力解决国家生态文明建设和应对全球气候变化中的重大生态学问题,推动区域生态系统管理领域的科技进步。围绕生态系统生态学学科前沿,着重在① 生态系统联网观测、模拟与信息管理,② 生态系统结构、过程与功能,③ 生态系统空间格局与机制,④ 生态系统对全球变化的响应与适应,⑤ 生态系统管理与生态系统服务等五大主要研究方向,系统开展生态系统生态学前沿理论和实践的创新研究,研究成果处于国内和国际生态学研究的科学前沿。     

气候变化对不同气候区流域年径流影响的识别

气候变化对流域径流的影响显著,但不同流域径流对各气候因子敏感性不同,具有明显的空间分异性。本文以位于半湿润、湿润地区的松花江、子牙河以及西苕溪流域为例,基于Budyko 水热平衡经验模型,采用归因分析方法分离了气象要素趋势性变化对年径流和潜在蒸发变化率的贡献与差异性。结果表明:1960-2008年,在上述3个流域中,降水趋势性变化对年径流变化的贡献比潜在蒸发大。松花江和子牙河流域各气象要素趋势性变化对潜在蒸发变化率的贡献排序为:温度>风速>水汽压>日照时数,而西苕溪流域为:温度>日照时数>风速>水汽压。在气候要素共同作用下,松花江和子牙河流域平均年径流分别以0.48和1.51 mm a^-2的速率减少,而西苕溪流域年径流则以1.42 mm a^-2的速率增加。所得结果加深了气候变化对径流影响机制和程度的认识,可作为流域水资源适应性管理的科学依据。     

Evaluating land cover changes in Eastern and Southern Africa from 2000 to 2010 using validated Landsat and MODIS data

In this study, we assessed land cover land use (LCLU) changes and their potential environmental drivers (i.e., precipitation, temperature) in five countries in Eastern & Southern (E&S) Africa (Rwanda, Botswana, Tanzania, Malawi and Namibia) between 2000 and 2010. Landsat-derived LCLU products developed by the Regional Centre for Mapping of Resources for Development (RCMRD) through the SERVIR (Spanish for “to serve”) program, a joint initiative of NASA and USAID, and NASA’s Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data were used to evaluate and quantify the LCLU changes in these five countries. Given that the original development of the MODIS land cover type standard products included limited training sites in Africa, we performed a two-level verification/validation of the MODIS land cover product in these five countries. Precipitation data from CHIRPS dataset were used to evaluate and quantify the precipitation changes in these countries and see if it was a significant driver behind some of these LCLU changes. MODIS Land Surface Temperature (LST) data were also used to see if temperature was a main driver too.Our validation analysis revealed that the overall accuracies of the regional MODIS LCLU product for this African region alone were lower than that of the global MODIS LCLU product overall accuracy (63–66% vs. 75%). However, for countries with uniform or homogenous land cover, the overall accuracy was much higher than the global accuracy and as high as 87% and 78% for Botswana and Namibia, respectively. In addition, the wetland and grassland classes had the highest user’s accuracies in most of the countries (89%–99%), which are the ones with the highest number of MODIS land cover classification algorithm training sites.Our LCLU change analysis revealed that Botswana’s most significant changes were the net reforestation, net grass loss and net wetland expansion. For Rwanda, although there have been significant forest, grass and crop expansions in some areas, there also have been significant forest, grass and crop loss in other areas that resulted in very minimal net changes. As for Tanzania, its most significant changes were the net deforestation and net crop expansion. Malawi’s most significant changes were the net deforestation, net crop expansion, net grass expansion and net wetland loss. Finally, Namibia’s most significant changes were the net deforestation and net grass expansion.The only noticeable environmental driver was in Malawi, which had a significant net wetland loss and could be due to the fact that it was the only country that had a reduction in total precipitation between the periods when the LCLU maps were developed. Not only that, but Malawi also happened to have a slight increase in temperature, which would cause more evaporation and net decrease in wetlands if the precipitation didn’t increase as was the case in that country. In addition, within our studied countries, forestland expansion and loss as well as crop expansion and loss were happening in the same country almost equally in some cases. All of that implies that non-environmental factors, such as socioeconomics and governmental policies, could have been the main drivers of these LCLU changes in many of these countries in E&S Africa. It will be important to further study in the future the detailed effects of such drivers on these LCLU changes in this part of the world.     

作物生产潜力变化的区域差异——以陕西省为例

作物生产潜力变化具有明显的区域差异性,亟需针对不同地理单元实施有效应对措施和调控策略。选择陕西省三大地理单元（陕北高原、关中盆地和秦巴山区）为研究对象,运用全球生态区模型（GAEZ）分析了陕西省不同地理单元作物生产潜力变化趋势,探讨了不同作物生产潜力变化的区域差异,辨识出影响不同作物生产潜力变化的主要因素,结果显示：（1） 1980—2015年间,陕西省玉米生产潜力总量增加了150.55×10⁴ t,小麦生产潜力总量则下降了402.69×10⁴ t。（2） 关中盆地的玉米和小麦生产潜力皆最大,陕北高原次之,秦巴山区的玉米和小麦生产潜力皆最小;陕北高原和秦巴山区的玉米生产潜力皆表现出先增加后减小再增加的变化趋势,关中盆地的玉米生产潜力则先减小后增加再减小;关中盆地和秦巴山区的小麦生产潜力都呈下降趋势,陕北高原的小麦生产潜力则有所提高。（3） 土地利用变化呈现减产效应,这一效应在关中盆地尤为显著,其次为陕北高原;气候变化导致玉米生产潜力增加,使小麦生产潜力下降;气候变化对不同地理单元的影响也不相同,在陕北高原表现为增产效应,在关中盆地和秦巴山区则为减产效应。（4） 在陕北高原,气候变化的增产效应是玉米和小麦生产潜力提高的主要原因,气候变化对玉米生产潜力的影响大于对小麦的影响,耕地向草地、林地和建设用地的转化是降低作物生产潜力最主要的土地利用变化因素;在关中盆地,作物生产潜力的变化主要是受气候变化的影响,小麦受气候变化的影响较玉米为大,以建设用地占用耕地为特征的土地利用变化对玉米生产潜力的影响大于对小麦的影响;在秦巴山区,土地利用变化是玉米生产潜力变化的主要原因,而小麦生产潜力的变化主要受气候变化影响。     

山地冰川与湖泊萎缩所指示的亚洲中部气候干暖化趋势与未来展望

天山北坡乌鲁木齐河1号冰川与土尤克苏冰川物质平衡观察表示80年代比以前出现大的亏损。青海湖与伊赛克湖在近百年一直处于萎缩状态。从小冰期最盛时以来,乌鲁木齐河谷中冰川面积已缩去44％。上述及其他冰川与湖泊变化证据清楚地指示本世纪气候干暖化趋势增强了,并可能延续到下世纪初。但如由于CO_2及其他痕量气体增加所致的温室效应使下世纪重现全新世早、中期那样的高温,则亚洲中部有可能转为潮湿。     

黄土丘陵区小流域土地利用变化对生态环境的影响：以延安市羊圈沟？…

选择黄土丘陵沟壑区的羊圈沟流域,应用地理信息系统和野外采样技术,从小流域,坡面和单一土地利用类型三个尺度层次研究土地利用变化对流域土壤侵蚀,土壤养分和土壤水分的影响。结果发现：１９９６年比１９８４年该流域坡耕地减少４３％,林地增加了４２％,草地增加了５％,土壤侵蚀量减少了２４％。     

华北—东北地区震磁异常与日本强震对应关系

选取2009—2014年华北—东北地区发生的12次中等地震,对该区8个地磁台站记录的地磁Z分量日变幅进行小波分析及合成计算,与日本海沟同期发生的12次M≥6.5强震进行关联性分析,发现日本强震对中国华北—东北地区中等地震活动具有连带作用,表现在:①日本强震发生前后,华北或东北地区均有M4—5地震出现,频次一般为1—3,间隔几天至5个月左右;②2011年3月10日日本M9.1地震后,华北、东北地区中等地震震级有所升高,其中东北地区由M4升至M5,距日本最近的中俄交界甚至出现M6.1地震,华北地区唐山老震区出现1次M4.8地震,震级接近5;③每次日本强震出现后几天至2个月内,8个地磁台地磁Z分量小波细节6阶合成曲线值均出现2—6个月高值异常,但幅度大小与强震震级无明显规律可循,而华北或东北地区中等地震一般在异常高值出现前后低值附近发生。     

基于Zernike矩的多时相遥感影像匹配方法研究

针对参与变化检测影像的特点,归纳多时相影像匹配方法应满足的条件,提出了一种基于Zernike矩的匹配策略。在进行多时相影像匹配时,该方法对灰度的线性变化不敏感,而且可以匹配存在较大旋转角度的影像。试验表明,该匹配策略具有较高的匹配正确率。