1960-2012年河西走廊中部沙尘暴空间分布特征和变化规律

利用6个常规气象站1960—2012年的沙尘暴观测资料,分析了河西走廊中部近53年沙尘暴日数的年代际、年际、季节、各月变化和空间分布,并用Mann-Kendall检验法检验河西走廊中部沙尘暴序列是否存在突变现象;在分析沙尘暴变化规律的基础上,建立了河西走廊中部沙尘暴日数的均生函数预测模型。结果表明：该地区1960—2012年的沙尘暴日数以11.75 d/10a的倾向率递减;20世纪60年代至80年代中期为沙尘暴多发期,进入80年代末沙尘暴日数开始明显下降;20世纪70年代最多,60年代次之,80年代到90年代中期逐渐递减,从1997年开始到2004年又处于逐渐上升的趋势,突出年份是2001年,此年共21 d发生了沙尘暴天气;20世纪80年代河西走廊中部沙尘暴日数有一明显减少的突变,具体时间是1983年。与沙尘暴日数相关性最强的是年平均气温,呈显著负相关,其次是春季平均气温、冬季蒸发量和春季蒸发量,有5个站点的沙尘暴日数与春季平均气温呈显著负相关、与冬季蒸发量和春季蒸发量呈显著正相关,有3个站点的沙尘暴日数与冬季平均气温和冬季降水量呈显著负相关。据预测,2013-2032年河西走廊中部沙尘暴日数将呈继续减少趋势。     

Estimation of diffuse photosynthetically active radiation and the spatiotemporal variation analysis in China from 1981 to 2010

Photosynthetically active radiation (PAR) is the energy source of plant photosynthesis, and the diffuse component can enhance canopy light use efficiency, thereby increasing the carbon uptake. Therefore, diffuse PAR is an important driving factor of ecosystem productivity models. In this study, we estimated the diffuse PAR of over 700 meteorological sites in China from 1981 to 2010 using an empirical model based on observational data from Chinese Ecosystem Research Network (CERN) and China Meteorology Administration. Then we derived the spatial data set of 10 km monthly diffuse PAR using ANUSPLIN software, and analyzed the spatiotemporal variation characteristics of diffuse PAR through GIS and trend analysis techniques. The results showed that: (1) The spatial patterns of annual average diffuse PAR during 1981-2010 are heterogeneous across China, lower in the northeast and higher in the west and south. The nationwide average value for 30 years ranges from 6.66 mol m^-2 d^-1 to 15.27 mol m^-2 d^-1, and the value in summer is the biggest while the value in winter is the smallest. (2) There is an evident increasing trend of annual diffuse PAR during recent 30 years, with the increasing amplitude at 0.03 mol m^-2 d^-1/10a. But a significant declining trend is shown in the first 10 years, and obvious anomalies can be seen in 1982, 1983, 1991 and 1992. And there is a downtrend in spring and an uptrend in all the other seasons. (3) The spatial distribution of temporal variation rates of diffuse PAR is inhomogeneous across the country, generally decreasing in the north and increasing in the south.     

青藏高原地区近千年气候变化的时空特征

研究青藏高原地区过去千年气候变化的时空特征,对预测未来气候情景下该地区冰冻圈的变化及其水文-生态效应具有重要科学意义。基于15条反映青藏高原地区近千年气候变化的高分辨率重建序列,通过综合分析及经验正交函数(EOF)方法,进一步探讨了青藏高原地区过去千年气候变化的时空特征。综合重建序列显示:整体而言,青藏高原地区中世纪暖期(MWP)约持续到1450s,小冰期(LIA)约发生于1450—1870s,此后近百年来的温度在波动中逐渐升高;对比分析表明青藏高原地区MWP与20世纪前半叶的温暖幅度可比、也与其他北半球温度序列中同时期的气候特征相似,LIA较之我国中东部地区相对温暖。EOF分析结果揭示了过去千年典型气候特征(MWP、LIA及20世纪暖期等)在青藏高原的区域差异:对于MWP,其在高原东北部、中北部及西部地区约持续至1450s(其中约1250—1300s为冷波动),在喀喇昆仑及高原中东部地区约至13世纪初,高原南部诸多代用资料间接表明MWP约发生于11—15世纪(而在反映高原南部地区气候信息的第三主分量中MWP特征并不明显);对于LIA,高原东北部及西部地区的冷波动约为1450—1520s、1650—1750s、1780—1850s,喀喇昆仑地区的冷波动约为1450—1650s、1740—1780s、1820—1850s,高原南部、中东部及中北部地区的冷波动约为1580—1650s、1740—1780s(其中1670—1730s为相对暖期,并在喀喇昆仑地区也有所体现);对于近百年的全球显著升温过程,高原大部分地区均有记录,而南部与中东部地区的部分树轮年表则显示近几十年来夏季温度存在一定的下降趋势,这可能与全球变暖过程中不同季节(冬夏季节)温度变化的不一致性有关。     

基于地理加权回归的中国灰水足迹人文驱动因素分析

根据Hoekstra和Chapgain提出的污染物吸纳理论,估算了2012年全国31个省（区、市）的灰水足迹,采用空间自相关分析方法探讨了2012年中国灰水足迹的空间分布特征,通过构建基于地理加权回归的STIRPAT模型,测算了人口和富裕等人文因素对灰水足迹的影响。结果表明：中国灰水足迹存在较强的空间正相关性和空间分布不均衡性;人文因素对水资源环境的威胁大小排序,依次为城市化率、人口数量、产业结构和富裕程度,其中,城市化率、人口数量、农业比重和人均GDP每提高1%,分别引起灰水足迹增加1.03%、0.85%、0.63%和0.52%;人文因素对灰水足迹的影响存在空间差异,人口对灰水足迹的影响由北向南逐步加大,富裕对灰水足迹的影响由西向东逐渐减小,农业和城市化对灰水足迹的影响由南向北逐步增大;在现有样本范围内,计算结果有条件地支持环境Kuznets曲线。     

2000年以来中国对美国直接投资的时空演变

2000年以来,随着中国外向型经济的快速发展,以及中美经贸合作伙伴关系的不断深化,中国 对美国直接投资规模持续扩大,至2012年,美国已成为接收中国对外直接投资最大的国家。利用地理集中指数和空间自相关,以美国50个州和哥伦比亚特区为研究单元,分析2000-2014年中国对美国直接投资的时空演变过程及发展趋势。结果表明：①2000年以来COFDI在美国地域分布的不平衡程度有所下降,整体逐渐趋向均衡;②美国吸收COFDI的区域差异较大,南部地区总量领先但增速较慢,东北部、中西部、西部地区实力平均但增速较快,整体差距逐渐缩小;③在空间分布上,呈现由沿海向内陆,由南部向中西部扩散的趋势,表现为“以点带线,多点成面”的时空演化过程;④总体来看,COFDI的空间分布存在较弱的空间自相关性,集聚程度尚不显著,呈现“集聚--随机分布--离散”的空间形态,局部区域形成“冷、热区”的分化。     

Surface velocity estimations of ice shelves in the northern Antarctic Peninsula derived from MODIS data

The ice shelves in the northern Antarctic Peninsula are highly sensitive to variations of temperature and have therefore served as indicators of global warming. In this study, we estimate the velocities of the ice shelves in the northern Antarctic Peninsula using co-registration of optically sensed images and correlation module (COSI-Corr) in the Environment for Visualizing Images (ENVI) based on Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) images during 2000-2012, from which we conclude that the ice ?ow directions generally match the peninsulas pattern and the crevasse, ice flows mainly eastward into the Weddell Sea. The spatial pattern of velocity field exhibits an increasing trend from the western grounding line to the maximum at the middle part of the ice shelf front on Larsen C with a velocity of approximately 700 ma^-1, and the velocity field shows relatively higher values in its southerly neighboring ice shelf (e.g. Smith Inlet). Additionally, ice ?ows are relatively quicker in the outer part of the ice shelf than in the inner parts. Temporal changes in surface velocities show a continuous increase from 2000 to 2012. It is worth noting that, the acceleration rate during 2000-2009 is relatively higher than that during 2009-2012, while the ice movement on the southern Larsen C and Smith Inlet shows a deceleration from 2009 to 2012.     

土地变更调查数据库质量评价及其错误空间自相关分析——以河北省为例

评价土地变更调查数据库质量,研究数据库错误产生的原因是变更调查工作中的关键问题。本文采用对比分析法定量分析3年间数据库质量变化,并运用全局Moran's I系数、局部Moran's I系数,从县域尺度分析数据库错误的空间自相关格局,揭示数据库错误空间分布变化和局部异常特征。研究结果表明：(1)从错误数量、缺陷等级、错误分布图层和空间分布方面进行评估,河北省2012年数据库质量相较于2010年和2011年得到明显改善;(2)河北省各区县错误分布保持高度自相关,聚集程度波动变化,而局部显著性异常区域的出现主要源于人为误操作。通过研究数据库质量3年间变化情况及空间分布格局,能客观地评价数据库质量状况,有效地分析错误产生的原因,为新一轮土地变更调查工作提供建设性意见。     

毛乌素沙地植被物候时空变化特征及其影响因素

利用MODIS归一化植被指数(NDVI)对2001-2013年毛乌素沙地植被物候的时空变化进行了研究,并分析了物候与海拔、气候的关系。结果显示:(1)毛乌素沙地植被生长开始期(SOG)集中在第90～156天,生长结束期(EOG)在第245～323天,生长季长度(LOG)118～200 d;从东到西,SOG逐渐推迟,LOG逐渐缩短;随着海拔的升高,SOG显著推迟,EOG提前,LOG显著缩短。(2)2001-2013年,毛乌素沙地植被SOG明显提前,变化幅度为9 d/10a(R=-0.46,p=0.06),EOG和LOG分别呈提前和延长趋势,但变化都不显著。(3)研究区植被物候与温度的相关性不明显,但较多受降水量的影响,SOG与春季降水量的相关系数为-0.58(p=0.02);EOG与秋季降水量的相关系数为0.42(p=0.07);LOG与秋季降水量的相关系数为0.48(p=0.05)。     

巴西土地利用/覆盖变化时空格局及驱动因素

土地利用/覆盖变化(LUCC)是全球变化研究的热点问题之一。本文采用人机交互方法基于2005 年基准年的Landsat TM/ETM遥感影像修正欧空局GlobalCover 2005 年土地利用数据,进而采用逆时相目视解译法从1980年基准年的Landsat MSS/TM遥感影像数据提取1980-2005 年土地利用/覆盖变化信息,分析其变化的时空格局及驱动因素。结果表明:1980-2005年的25年间,巴西土地利用/覆盖变化面积达79.43万km²,占土地总面积的9.33%。其中,单纯耕地像元面积增加了20.18 万km²;耕地/自然植被镶嵌混合像元区面积增加了10.70 万km²;林地面积减少了53.12 万km²;灌丛与草地净增加21.10 万km²;水体面积增加0.46 万km²;城乡建设用地面积增加7573.87 km²。由此导致热带和亚热带湿润阔叶林生态地理区、热带和亚热带干旱阔叶林生态地理区、热带及亚热带草原生态地理区、草原和沼泽湿地生态地理区、沙漠和旱生植物生态地理区以及红树林生态地理区内分别呈现不同的土地利用/覆盖变化特征。近25 年间,地形地貌、气候、植被等自然地理条件深刻影响着土地利用的宏观格局,而土地利用政策调控、经济及对外贸易发展、人口增加及空间迁移、道路修建等是导致巴西土地利用变化的主要原因。     

中国城市居民生活用电碳排放差异及时空演变

以地级市为研究单元,以人均生活用电碳排放为测度指标,借助经典统计学中的各类不平衡指数,对2002―2011年间中国城市居民生活用电碳排放的差异程度进行动态时序分析。同时,运用ESDA方法,从静态的碳排放量和动态的碳排放增长率2个角度,定量描述了2002年以来中国城市生活用电碳排放的时空演化特征。结果表明：中国城市居民人均生活用电碳排放差异逐渐缩小;就人均碳排放量来说,总体上表现为空间正相关,且集聚程度逐渐增强,冷热点格局基本稳定,高值区域从广东省逐渐向北延伸至其他东南沿海地区;就碳排放增长率来说,碳排放增长在总体上无显著的空间相关性,地理集中现象不明显,冷热点区域转换迅速,高值区域数目显著增加且表现出向北转移的趋势。