武陵山地区干旱时空特征分析

利用1960~2012年降水气象资料,计算了武陵山区各个季节的降水距平指数,在此基础上,分季节分析了该区域干旱发生时空分布特点,其中,在春季和夏季,轻旱和中旱发生频率略高,中北部地区较重;在秋季和冬季,各个等级干旱均有较高频率分布,且不同等级分布格局有所不同。通过构建旱灾危害度指数,分析了各个季节及年度旱灾危险性空间分布特点,认为春旱和夏旱北部风险度较高,秋旱中东部风险度较高,冬旱在东北部及中部局部风险较高,年尺度旱灾风险区域整体较低。在此基础上,通过将各季节旱灾危害度与地形要素进行关系分析,认为春旱和夏旱与海拔相关度较高,各季节干旱与坡度及地形起伏度相关性不显著。本研究结论对武陵山区合理规划建设,发展农业生产具有一定参考意义。     

区域系统碳循环的土地调控机理及政策框架研究

土地利用活动是区域碳循环的重要影响因素,区域土地利用方式及其组合格局的改变会影响区域碳循环的规模和强度。开展区域系统碳循环的土地调控研究,有助于从区域开发、产业调整、土地规划、城镇布局及城市发展模式等方面促进区域低碳发展,是区域可持续发展的必然要求和重要途径。本文分析了土地利用对区域系统碳循环的影响机理,探讨了土地利用活动对区域自然和人为碳循环过程的影响;从土地利用方式、结构、规模和强度等方面分析了区域土地利用碳循环的土地调控机理,并提出了从价格、规划、税收和供地计划入手选择调控手段、确定调控对象,从而改变区域系统运行状况,以实现对区域碳循环进行调控的总体思路;最后从低碳土地利用技术、规划、模式和政策等四个方面提出了区域系统碳循环的土地调控的政策框架和实施策略:①低碳土地利用技术:包括低碳土地利用规划评价技术、土地节约集约利用技术和土地循环利用技术;②低碳土地利用规划:包括低碳型城镇土地利用规划、区域绿地系统规划、低碳交通用地系统规划、低碳土地利用结构布局规划及低碳主体功能区规划;③低碳土地利用模式:包括区域生态建设模式、环境友好型土地利用模式、紧凑型城市模式与低碳生态工业园模式;④低碳土地利用政策:包括土地碳补偿制度、土地用途管制制度、低碳土地金融制度、土地利用碳核算制度及低碳土地调控体系。通过构建区域系统碳循环的土地调控政策体系,不仅为区域土地利用活动提供指导,也可以为区域低碳土地利用调控提供参考。     

南京江北新区城市规划对区域热环境影响的WRF模拟研究

区域热环境问题是影响城市生态环境的重要因素之一,如何通过合理的城市规划从而最大限度降低热环境问题带来的负面影响,是城市规划需要解决的关键问题之一。以南京江北新区为研究对象,基于城市规划下垫面类型数据,利用WRF模式(Weather Research and Forecasting model,WRF)来模拟近地表气温变化,进而分析研究区域热环境对城市规划的响应。研究表明:(1)高时空分辨率土地利用数据的输入能够显著提高WRF模式模拟的近地表气温精度,在此基础上耦合城市冠层模式,可以更准确地反映城市内部气温变化情况;(2)区域热环境受城市规划中土地利用类型变化的影响显著,城镇用地增加区域的气温变化幅度在不同时段有差异,其中气温升高幅度最大为1. 8℃,出现在20∶00～22∶00时段;相比于自然地表,城镇用地呈现出升温快和降温慢的特点;(3)与2013年相比,2030年研究区热岛范围扩大,热岛强度增强。因此,初步建议在城市规划时,除有效控制城镇用地增长外,需考虑该用地的分散布局,将其对热环境造成的影响降到最低,更有利于江北新区生态规划建设。     

气象干旱诊断评估方法及其在长江中下游地区的应用

干旱是具有一定持续时间和影响范围双重特性的气候异常事件,为客观反映干旱事件的综合影响及演变特征,借鉴“时间-面积”函数的概念,基于综合气象干旱指数建立了气象干旱评估指标和模式,对干旱的时空特征进行了系统的量化表征和可视化表达,并以长江中下游地区为例进行了应用检验。结果表明提出的指标方法能够客观识别和反映出历史典型干旱事件及其强度,对干旱时空分布细节特征的诊断直观具体,对干旱过程起止时间、发展速度、烈度、强度的诊断准确合理。该方法操作简便且物理意义清晰,对省市级、流域及国家级干旱监测评估业务具有良好的应用价值。     

秦岭—淮河南北干旱热浪耦合风险区识别及其影响因素

综合考虑干旱热浪耦合危险性、暴露性和脆弱性,构建干旱热浪耦合风险评价框架,对秦岭—淮河南北干旱热浪耦合风险区进行识别,探讨不同指标要素与风险空间格局的响应关系.结果表明:(1)1960～2018年秦岭—淮河南北干旱热浪具有群聚群发性.其中,耦合频发期为:20世纪70年代末～80年代初,空间集聚中心主要分布在淮河平原、长江中下游东部、川东丘陵以及巫山山区,而20世纪90年代后干旱热浪耦合逐渐减弱;(2)秦岭—淮河南北干旱热浪耦合风险具有空间分异特征,排名前30位高风险区,有70％的城市位于长江中下游、淮河平原,30％位于四川盆地东部,上述城市人口密集,干旱热浪耦合暴露性强,使得区域面临干旱热浪耦合风险较高;(3)路径分析验证干旱热浪耦合风险因素关系表明:秦岭—淮河南北危险性、暴露性与风险呈反向关系,说明区域干旱热浪高暴露、高致灾危险区,因社会应对灾害能力较强,可在一定程度缓解系统的受灾风险.     

汉江流域1961～2018年多尺度气象干旱时空演变特征

干旱是一种最常见的自然灾害,随着人类活动和气候变化的加剧,干旱事件的发生愈发频繁,对人类的生产生活产生了巨大影响.基于1961～2018年汉江流域0.25°×0.25°格点降水资料,选用标准化降水指数(SPI)定量分析了汉江流域的月尺度、季尺度、年尺度气象干旱的干旱趋势、干旱频率及干旱强度,揭示了汉江流域气象干旱发生的时空演变特征.结果表明:(1)SPI值能较好的反映汉江流域气象干旱变化特征,随着时间尺度的增加,SPI值波动幅度减小,稳定性增强.月、季、年尺度SPI序列的突变年份分别为1980、1988、1994年,季尺度和年尺度SPI序列分别表现出2和4年的显著周期性特征.(2)汉江流域自20世纪90年代以来呈现中部地区干旱化、东部和西部地区湿润化的趋势,干旱发生频率总体呈上升趋势,干旱强度呈现中部高,东西低的特征.其中丹江口水库附近区域和唐白河下游段呈显著干旱化趋势,丹江口以上区域干旱频率最高,干旱强度最大,轻旱、中旱事件频发.(3)各地区的季节性气象干旱特征具有一定差异性.丹江口以下地区秋旱趋势最显著,唐白河地区夏旱发生频率最高,且以轻旱、中旱事件为主,丹江口以上地区秋旱强度最高.     

近52年来洞庭湖流域气象干旱的时空分布特征

基于洞庭湖流域84个气象站点1962~2013年的逐日气象资料,利用综合干旱指数(CI)对洞庭湖流域气象干旱的时间和空间特征进行分析。结果表明:在过去52 a,区域性干旱强度较强的时段以夏季、秋季、夏秋和秋冬时节为主;区域干旱强度在春季、夏季、夏秋、冬季呈上升趋势;秋冬时节和年干旱强度变化不明显;春夏时节、夏秋时节、秋冬时节和冬春时节的平均干旱强度比春、夏、秋、冬单个季节的平均干旱强度大。小波分析表明,区域干旱强度的周期以10a为主周期,5 a和22 a为次周期。近52 a来,历年干旱站次比主要集中于10%~30%之间,多表现为区域性干旱,以夏季和秋季的干旱范围较大;干旱频率高发时期主要为夏季、夏秋时节和秋季。干旱频率高发地主要以流域的南部山地和北部的洞庭湖平原为主,西北部的山地发生干旱相对较少,衡邵盆地随季节变化干旱频率易发生高低值转换。     

黄淮海地区干湿状况的时空分异研究

干旱作为自然灾害的一种,对人类社会、经济的发展构成严重威胁,如何准确的监测干旱的发生发展是开展抗旱减灾工作的关键.目前学者们多选用众多的指标来指示干旱,SPI标准降水指数作为其中的一种,是以更符合实际情况的Г分布概率来描述降水量的变化.其计算过程简单,具有较强的时空适应性,因而得到广泛应用.本文选取黄淮海平原区作为研究区域,以长时间尺度(本文选取12个月与36个月)的月值SPI来表征研究区域在1961-2000年这段历史时期内干湿状况的变化,从时间和空间两个角度研究长时间尺度的SPI值在指示地表干湿状况的效用,研究分析研究区域内干湿状况的时空分异,探索其成因,得出以下初步结论:研究区内2000年偏干旱的区域面积较1963年有所增大,与此同时,极端情况相对较少;除呼和浩特与郑州外,研究区域内有相当大面积的区域呈现偏干趋向,主要位于呼和浩特与郑州之间的大范围区域,推测区域的这种总体偏干旱的趋势可能是区域对全球变暖的响应.时间序列分析结果表明:在1961-2000年这段历史时期内呼和浩特与太原站出现的极端干旱的情况相对要多一些,北京次之,郑州最少;各站点的SPI值在时间序列上变化存在巨大差异,其主导因素是它们的纬度位置.     

基于云推理和模糊逻辑关系模型的干旱等级预测方法研究

针对月平均降水量时间序列存在模糊性和随机性的特点,给出一种结合云推理和模糊逻辑关系的干旱等级预测方法。采用徐州站1951~2014年逐月降水量数据,通过计算标准化降水指数(SPI),得到实测干旱等级序列,以1952~2013年SPI指数数据作为样本数据,并提取样本模糊时间序列的52条模糊逻辑推理规则,将某月份的SPI指数数据作为输入变量,利用云发生器进行云推理,得到未来相应月份的干旱等级预测结果。结果表明,研究方法对干旱发生具有一定预测能力,尤其是对无旱的预测比较准确,但是对于干旱状态突变的预测能力较弱,主要是由于发生严重旱灾的可能性较少,导致模糊推理规则较少。因此,对于江苏省以轻旱为主的苏北地区,可以作为早期干旱预警的参考。     

基于碳排放约束的土地利用结构优化模型研究及其应用

以经济快速发展区域（县域）的土地利用生态经济系统为研究对象，利用系统科学相关分析方法，结合区域土地利用的经济、生态和社会功能变化趋势，在分析区域未来社会经济科学发展、碳排放目标与土地利用结构变化关系的基础上，研究了土地利用结构调控的CO2当量指数、经济效益指数及其目标函数，通过集成Markov模型和结构优化方法，建立了区域土地利用结构的低碳优化动态调控模型（LUSCC）及其求解方法。最后以江苏泰兴市为例进行了分析验证，综合考虑该区域的发展战略和政策实施情况，获得3种不同碳排放目标调控程度的土地利用优化结构及其调控方法，研究表明，建立的基于碳排放约束的动态优化调控模型，能够满足土地资源配置效率的最大化及其可持续利用要求，为探索区域未来低碳型土地利用结构的优化方法提供参考。     

Population collapses in the pre-modern period: case study of the Fuping County,Northwest China

The pre-modern history of population change in the Fuping County (Shaanxi Province, China) during the Ming and Qing Dynasties (AD 1368–1911) was reconstructed using historical sources. The Fuping County experienced two major population collapses, i.e. the late Ming Dynasty (1550–1640s) and the 1860–1880s. The first one was caused by the great AD 1556 earthquake and the extreme droughts and warfare in the 1630–1640s. The second one was caused by warfare and extreme droughts. As a whole, natural disasters, including extreme drought and great earthquake, were the key direct causes of population collapse, and climatic cooling would be a potential indirect cause. It is very interesting that population collapses occurred almost synchronously in the Fuping County and whole China, and the trends of population change were also very similar. Climate–population relationship in China would be valid at finer geographic level, and climatic cooling could be a potential indirect cause of population collapse.     

基于MODIS的雅鲁藏布江流域干旱动态监测及对植被胁迫作用的研究

基于MODIS数据利用垂直干旱指数模型和重心模型分析了2011年4月~2012年4月的雅鲁藏布江流域干旱动态变化,并就干旱对植被的胁迫作用做了进一步探讨。研究发现：（1）干旱强度减弱区主要分布于雅鲁藏布江流域的中部,而干旱强度增强区则主要集中于该流域的上游及下游地区;（2）2012年4月份雅鲁藏布江流域的总体干旱强度相比2011年4月有所加重,轻度干旱、重度干旱区均有所增长,而湿润区则有一定减小。干旱强度加重较大的区域主要分布于拉萨河流域及＞3 000～4 000 m、＞4 000～5 000 m高度带;（3）雅鲁藏布江流域的NDVI与PDI的重心迁移具有很好的负相关性,说明其干旱动态变化对植被具有较明显的胁迫作用     

干旱灾害对江西省农业生产的影响及其对策

江西是农业大省，是国家重要的粮食主产区。近10 a来江西省干旱发生频繁，导致农业生产损失严重，威胁到农业的可持续发展。基于历史文献与资料，结合江西省农业厅的农业灾情调查数据和干旱指数最高的星子县、都昌县调研数据，着力分析近10 a来江西省的干旱状况及其对农作物生产的影响，探讨农业干旱灾害的成因。研究结果表明:江西干旱灾害以秋旱为主，近10 a年对江西的粮食和棉花生产造成重大损失，尤其是鄱阳湖区地区；江西农业干旱灾害的主要成因包括降水分布不均匀、红壤持水能力低、水利设施年久失修、植被结构破坏和易改变水文过程的大型水利设施建设。最后针对农业干旱灾害的主要成因，提出了减轻干旱灾害对农业生产不利影响的对策     

长江上游旱涝指标及其变化特征分析

利用长江上游流域51个气象观测站1961～2009年降水资料，计算了各站逐年、四季〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及区域旱涝指数，在此基础上分析了单站〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数旱涝等级划分的合理性，区域旱涝指数的年代际变化趋势，并对区域典型旱涝年的确定及旱涝成因进行了探讨。结果表明：（1）〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及以此为基础构建的区域旱涝指数能较好地反映长江上游流域年及四季旱涝变化，作为长江上游流域旱涝指标比较合理；（2）长江上游流域年及四季旱涝有明显的年代际变化特征，年及四季的干旱指数与雨涝指数基本呈反位相特征；（3）长江上游流域四季旱涝与500 hPa高度场分布形势有密切关系，除冬季旱涝与海温场关系较弱外，春、夏、秋季旱涝均与海温场关系密切。研究结论对长江上游流域可持续发展及三峡水库科学运营有一定参考意义     

Cyclicity and some characteristics of mass reproduction ofCalliptamus italicus L. in Southern Russia

Analysis of the reproductive dynamics ofCalliptamus italicus during the past 100 years confirmed the dependence of locust invasions on the 11-year cycles of solar activity, which was previously known for other gregarious locusts. Over a considerable part of the species range, the onset of mass reproduction is promoted by a hot and droughty spring and summer. The scale of the outbreak is determined by local conditions in the foci of reproduction. The current global warming is characterized by an unstable, drastically varying climate with a trend toward aridity in many regions. If this trend persists for several decades, we may expect an increase in the periods ofC. talicus mass reproduction and in the persistency and extent of damage inflicted by locusts on vast Palearctic areas.     

Using fuzzy set theory to address the uncertainty of susceptibility to drought

This paper presents the technical aspects of a new methodology for assessing the susceptibility of society to drought. The methodology consists of a combination of inference modelling and fuzzy logic applications. Four steps are followed: (1) model input variables are selected—these variables reflect the main factors influencing susceptibility in a social group, population or region, (2) fuzzification—the uncertainties of the input variables are made explicit by representing them as ‘fuzzy membership functions’, (3) inference modelling—the input variables are used to construct a model made up of linguistic rules, and (4) defuzzification—results from the model in linguistic form are translated into numerical form, also through the use of fuzzy membership functions. The disadvantages and advantages of this methodology became apparent when it was applied to the assessment of susceptibility from three disciplinary perspectives: Disadvantages include the difficulty in validating results and the subjectivity involved with specifying fuzzy membership functions and the rules of the inference model. Advantages of the methodology are its transparency, because all model assumptions have to be made explicit in the form of inference rules; its flexibility, in that informal and expert knowledge can be incorporated through ‘fuzzy membership functions’ and through the rules in the inference model; and its versatility, since numerical data can be converted to linguistic statements and vice versa through the procedures of ‘fuzzification’ and ‘defuzzification’.     

长江上游干旱灾害分析及防灾减灾措施

分析了长江上游历年干旱灾害发生的频率、危害程度和演变趋势。长江上游受太平洋高压和地形的影响，造成四川盆地西部和黔西北的春旱、盆东伏旱，盆中黔东北旱伏连旱，以及金沙江与大渡河的干热旱型。干旱的危害程度既受天气背景的影响，又与人类活动方式密切相关，异常的天气过程只有在人口密集，生产发达的地区才能形成显著的灾害，从近三百年的水文气象条件看，洪水发生略有加强，而干旱则略有减弱。但是近代工农业高速发展，人口     

Index System and Influence of Drought in Northwest China

Abstract

In this paper, the index systems of the agricultural drought and decrease percentage of grain crop are established. The trend and influence of drought in the region is analyzed based on the 50 years (1951–2000) statistical data of precipitation and 52 years (1951–2002) agricultural drought of the region, including five provinces: Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai and Xinjiang. The result shows that the drought disaster is increasing and the most serious were in the 1970s and 1990s, and main agricultural drought is a great disaster incident. The regression prediction equation of drought and flood grades and agricultural drought areas grades are set up by the harmonic wave method, and forecasting the drought will lighten during the first ten years of the 21st century.