1958～2013年武汉市低空风速变化特征分析

采用武汉市1958~2013年逐日探空风资料,利用离差系数、气候倾向率、小波分析、Yamoto突变检验(信噪比指数)等方法,系统揭示该地低空(500、1 000、1 500、2 000 m)年、季、月平均风速的周期性与非周期性变化,通过指数曲线拟合揭示风速随高度变化特征。结果表明:(1)各层月平均风速均为双峰双谷型,7月、3~4月为峰,6月、9~10月为谷,7月达7.0~8.1m/s,谷值仅5.4~5.9m/s,即春夏季风速大,秋季小;(2)风速随高度上升呈线性或指数增加,地面至500m年、季平均风速增加约3.8~4.0m/s(地面仅约2.0m/s),a为0.241~0.294,从500m到2 000m年平均风速从5.9m/s升到6.9m/s,其中冬春季快,秋季慢,风廓线指数a为0.066~0.170;(3)各层年平均风速均呈减小趋势,1 500m、2 000m层达显著,每10a分别减小0.063m/s和0.074m/s,秋季减小显著,夏季减少不明显;(4)月平均风速离差系数为双峰双谷型(500 m为单峰型除外),主峰6~8月离差系数达0.15以上,1月为次峰,这些月风速年际变化大;(5)各层年平均风速周期均有12~30a(2 000m除外)、2~4a,500m层则为7~8a(仅1960’s),前者对应夏秋季,后者对应冬春季;(6)年、季平均风速均在1983~1986年突变上升和1991~1993年突变下降,且突变次数随高度减少,500m层最多,2 000m层除秋季外无突变。深刻认识这些特征可为本地区山区风电场规划、选址、设计、运营提供技术支撑。     

MM5与CALMET对北京地区风能资源的初步模拟

利用MM5与CALMET模拟了北京地区10、30、50和70 m高度的风速和风功率密度分布，结果表明：各高度层风速与风功率密度的地域分布具有一致性，模拟的风速最大区位于门头沟西北部，而昌平西部、房山北部及延庆西部的风速次之，风速最小区位于顺义和东部城区；风功率密度的模拟显示京西地区和西北部地区的风资源较为丰富，北京东部、东南部和东北部及市区周边的风资源相对较小，开发潜力低。利用3座测风塔和3个气象站风速观测数据对模拟结果进行了初步检验，表明MM5与CALMET基本能模拟出风速的月变化和日变化特征，模拟和观测具有较好相关性，但模式存在对黄草梁和北梁地区模拟结果偏高、对涧沟地区模拟结果偏低的系统性误差，这可能与模拟区域地形复杂及模式自身分辨率不够等有关。     

湖北侧长江三峡河谷地形对风速的影响

选取地处长江三峡河谷(湖北侧)的香溪长江公路大桥桥位区(郭家坝站)附近沿江3个气象站、6个自动站多年的风速、风向资料进行对比分析,讨论了峡谷对河谷内不同区域风速的不同影响。结果表明:在水平方向上,烟墩堡、郭家坝、庙堡等临江3站平均风速偏大、最大风速及极大风速出现大值频次偏高,狭管效应明显,其余非临江站则受局地地形遮蔽影响平均风速偏小、最大风速及极大风速出现大值频率偏低;在垂直方向上,150 m以下风速几乎没有明显的高度变化,实测风廓线指数几乎为0;桥位处阵风性强,阵风系数为1.56。     

全球变化对长江三角洲土地持续利用的影响及其对策

全球变化对区域土地持续利用的影响表现为其多方面内容从不同侧面直接或间接地对区域土地利用生产性、安全性、保持性、可行性和接受性产生影响。在长江三角洲地区 ,全球变化对土地持续利用的影响主要表现为不利的方面 :( 1)海平面上升导致土地面积减少及土壤性质恶化 ;( 2 )自然灾害增多导致土地利用安全性降低 ;( 3)酸雨危害加重导致土地生态环境恶化 ;( 4 )地表植被减少及湿润指数降低导致土地退化加剧。针对以上问题 ,应采取以下对策以促进长江三角洲土地持续利用 :( 1)加强全球变化监测与预警 ;( 2 )制定适应于全球变化的土地持续利用规划 ;( 3)增强土地利用对全球变化的应变能力 ;( 4 )加强全球合作 ,减缓不利于人类生存的全球变化速度。     

湖北省丘陵山区风能资源特征分析

利用分布在湖北省丘陵山区的12个70 m（80 m）高测风塔一整年的资料，对我省丘陵山区风能资源的若干特征进行了较为详尽的对比分析，找出其中普遍的规律。结果表明：（1）我省山区风速季节变化为春季大，夏季和秋季较小；风速日变化为夜间大白天小，且变化幅度相对较大的测风塔主要分布在低山和中山区域；（2）有效风速频率在79%～92%，破坏性风速出现少；（3）风向频率较为集中，主要分布在偏南和偏北两个相反的方位；（4）风速随高度变化较复杂，10～30 m高度风速增加幅度较大，部分地区30～80 m高度存在等风层或风速随高度减小的情况；（5）有效风速段、大风及主导风向下的湍流强度均为中等。研究成果对湖北省，甚至是南方山区风能资源的合理开发利用将有所裨益     

华山观风电场风能资源评价

利用华山观风电场40 m测风塔2005年4月至2008年3月的测风资料，计算了平均风速、风速频率、风向频率、各方向风能、风功率密度及有效风速时数等各项风能参数，依据国标《风电场风能资源评估方法》（GB/T 18710-2002）中风功率密度等级划分标准对风电场的风能资源进行了评价，并利用距风电场最近的钟祥气象站的累年及同期气象资料，对测风期间的测风背景进行了分析。结果表明：风电场各高度年平均风速在55～57 m/s，年平均风功率密度在190～205 W/m2，年有效风速百分率在808%～823%；华山观主导风向与次多风向完全相反，不同高度两个方向合计频率在449%～505%；各风向风能分布比风向频率更加集中，不同高度主导风向的能量占478%～606%；风功率密度接近3级，具有一定开发利用价值，技术可开发量约3万kW；华山观风电场测风是在年平均风速小于多年平均风速的气候背景下进行的。     

1982~2010年洞庭湖流域植被指数的变化及其与气候因子的相关分析

基于GIMMS 3 g、PAL、LTDR V3、FASIR及MODIS 5种不同的遥感影像数据,及洞庭湖流域30个气象站点的气温、降水和日照时数月值数据,采用逐像元一元线性回归模型,对比分析了在不同数据集背景下的植被变化趋势,并基于时间序列长度以及数据精度的考虑,选择GIMMS 3 g作为研究洞庭湖流域植被覆盖变化的基础数据集,进而利用相关系数和多元线性回归分析模型探讨流域植被覆盖变化与降水、气温、日照时数的关系。结果表明:(1)过去29 a间,流域GIMMS 3 g NDVI在时空尺度上均以增加趋势为主,1998~2000年出现最大的降低,以植被覆盖较好的山区减少最快;(2)去除年际变化趋势和季节性影响的NDVI与同期降水量距平、累积3个月气温距平值及同期日照时数距平值相关性程度最高;(3)统计意义上,降水量、气温和日照时数解释洞庭湖流域植被月NDVI变化的37%,日照时数对该流域NDVI变化的影响最大,其次为降水和气温;(4)在时间和空间范畴,生长季NDVI可以作为反映洞庭湖流域森林覆盖率变化的指标。     

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

湖泊的辐射和能量收支的观测研究对于气象学和水文学研究都具有重要的意义。于2012年采用涡度相关系统和小气候观测系统观测太湖表面的辐射平衡、湖泊与大气之间的感热和潜热通量、水温廓线和常规气象要素数据,分析太湖表面辐射及能量收支的时间变化特征以及环境控制因子。结果表明:(1)太湖2012年辐射收支四分量(向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射)的年均值分别为146.5、9.4、359.7和405.4 W/m~2,反照率的年均值为0.06,各辐射分量日变化和季节变化特征明显;(2)净辐射和热储量日变化趋势相同,正午最高,午夜最低;湍流能量通量的日变化幅度较小;不同天气条件下能量分配具有一定差别:晴天条件下能量分配以潜热通量为主,阴天净辐射能量主要被水体吸收转换为热储量;(3)通过分析湍流能量通量与环境因子的相关性发现:感热通量变化最主要的相关因子是风速与湖–气界面温度差的乘积;风速与湖-气界面水汽压的乘积是潜热通量的主要驱动因子。本研究结果能为边界层气象学、全球能量和物质循环以及湖泊生态环境治理等研究提供理论基础和数据支持。     

合肥市PM_(2.5)浓度时空分布特征及影响因素分析

利用2017年合肥市污染监测站点PM_(2.5)浓度数据、气象数据以及土地利用类型数据,结合随机森林算法(RF)与土地利用回归模型(LUR),模拟合肥市PM_(2.5)浓度空间分布,并利用主成分分析法对PM_(2.5)影响因素进行分析。结果表明:(1)合肥市PM_(2.5)浓度日变化特征大致呈双峰变化,春季、夏季及秋季的峰值多出现在8∶00～9∶00,而冬季的峰值则出现在10∶00～11∶00。低谷值大致都出现在15∶00～17∶00。全年PM_(2.5)浓度变化趋势与春季类似。夏季PM_(2.5)浓度变化最为平稳。(2)2017年合肥市PM_(2.5)浓度分布由城市中心向外减弱,形成北高南低,西高东低的空间分布格局。(3)影响因素方面,PM_(2.5)浓度变化与降水、风速以及相对湿度等呈负相关关系,日照对PM_(2.5)浓度的影响较大,气压及其他污染物与PM_(2.5)浓度呈正相关关系,其中NO_2对PM_(2.5)浓度的影响力度较大。     

上海崇明岛近三年PM_(2.5)浓度变化特征与气象条件的关系

利用2011年1月~2014年2月上海崇明岛地区颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))的连续监测资料,研究了PM_(2.5)总体分布、季节变化、日变化及浓度频率分布规律,初步分析了逆温、相对湿度、风向风速等气象要素对颗粒物浓度的影响。结果表明:2011~2013年该地区PM_(2.5)平均值分别为24.7,33.6和28.3μg/m~3,均低于PM2.5的年平均浓度限值35μg/m~3,细粒子污染程度较轻。PM_(2.5)浓度日变化幅度不大,呈微弱的单峰型分布,9∶00左右达到一天中的最大值,15∶00左右达到最小值。PM_(2.5)浓度的季节分布特征明显,呈现出冬季春季秋季夏季,一般情况下5月份PM_(2.5)月均浓度值最高,8月份浓度最低。PM_(2.5)日平均浓度有57.9%达到国家空气质量一级标准,有93.4%达到国家空气质量二级标准,超标率为6.6%。对PM_(2.5)与各气象要素进行分析后发现:PM_(2.5)质量浓度在逆温层结稳定、风速小、高湿以及近地面盛行西北到西风这样的静稳天气条件配合高空西北方向上的外来污染物输送,容易造成高浓度的PM_(2.5)污染。     

长江中游砂山的磁组构特征及古气候环境意义

为了建立长江中游风成砂的磁组构识别标志,讨论磁组构参数与古气候、古环境之间的关系,对新近发现的江西九江新港砂山剖面进行了野外考察和磁化率定向样品的采集和测试,结果表明：①新港风成砂剖面中砂层和古土壤化的亚黏土层的磁组构参数值具有较大的不同,亚黏土层的磁化率（〖WTBX〗κ〖WTBZ〗）在剖面中表现为峰值（均值143.27（10-6SI））,各向异性度（〖WTBX〗P〖WTBZ〗）值却表现为曲线的较低值段。砂层却与亚黏土层相反,〖WTBX〗κ〖WTBZ〗值为谷值（均值为2181（10-6SI））,〖WTBX〗P〖WTBZ〗值总体为高值段,但波动较大。②在新港风成砂剖面中大多数亚黏土层样品的磁面理度（〖WTBX〗F〖WTBZ〗）值大于磁线理度（〖WTBX〗L〖WTBZ〗）,而砂层中只有部分样品的〖WTBX〗F值大于L〖WTBZ〗,说明亚黏土层的磁面理发育程度较砂层的要好。③相对于河流和湖泊沉积物（河流沉积物长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°）而言,新港剖面风成砂的磁化率量值椭球体的长轴的倾角较大（22°～24°）,短轴的倾角较小（45°～51°）。④新港剖面风成砂的磁基质颗粒度（〖WTBX〗q〖WTBZ〗）的平均值（0668 8）比长江中游河流沉积物的〖WTBX〗q〖WTBZ〗值（024）偏大,反映风成砂的分选较河流沉积物的要差。上述特点可作为长江中游水成和风成沉积物的磁组构识别标志。⑤在325～262 m的地层剖面中共有9层发育程度不同的古土壤化的亚黏土层,说明在这一期间气候不仅有9次由干冷向暖湿的转变,且每次变化的强度也有所不同。〖     

苏州地区雷电分布规律及对农村安全的影响

利用苏州地区2002年到2007年闪电定位系统监测资料，分析了该地区地闪空间和时间分布特征。结果表明，苏州市区、北部张家港地区是闪电频发的中心地带，太湖流域和苏州市区是强雷电流多发区。而就雷电的时间分布规律而言，苏州地区平均雷暴日的年变化基本上呈正态分布，在夏季达到峰值。闪击次数日变化呈双峰分布，上午10时左右是闪电最少时段，峰值出现在凌晨2时和下午19时，其中19时为日均最高值。夏季19时左右是该地区强对流天气最易发展成熟的时段。同时，还分析了苏州地区农村防雷的现状，发现造成目前雷灾频发的原因既有自然地理位置的因素，也有人为方面的原因，并针对农村安全提出了合理选择防雷设计参数和加强雷电预警预报工作两点建议.     

三峡库区木洞江段圆口铜鱼幼鱼的生长特征及资源保护

根据2007年6月至2008年11月在三峡库区木洞江段进行的船罾网渔获物调查的数据，运用FAO开发的体长频率数据分析软件FisatⅡ对圆口铜鱼幼鱼的生长、死亡参数以及种群补充模式进行了估算。结果表明：圆口铜鱼幼鱼的体长范围为20～231 mm，优势体长为40～80 mm，占74.67%；体长和体重的关系式为W=1×10-5L3.030 2，von Bertalanffy生长方程的各参数为：渐进体长〖WTBX〗L∞＝694 mm，生长系数K＝0.16，t0＝-0.748。总死亡系数Z＝3.101 a-1，自然死亡系数M＝0.346 7 a-1，捕捞死亡系数F＝2.754 3〖WTBZ〗 a-1。种群补充模式表明，每年4～7月份为圆口铜鱼幼鱼主要补充期。开发率E＝0.89，圆口铜鱼处于资源过度利用状态。因此必须加强对圆口铜鱼资源的保护，建议适当调整禁渔期，并取缔船罾网，以利于圆口铜鱼资源的恢复与保护。〖     

筑坝蓄水过程对高原湿地拉市海湖滨植被的影响

选择滇西北高原湿地拉市海湿地湖滨作为研究区域，采用传统的野外植被调查和定位观测相结合的方法对该区域植被特征、分布格局及受筑坝蓄水过程的影响进行分析和研究。结果表明：研究区共有维管束植物97种，隶属于34科76属，可划分为2个植被类型，3个植被亚型，10个群落类型；拉市海筑坝蓄水过程对研究区植物群落分布格局和组成结构产生明显的影响，草甸植被、沼泽植被和湖泊水生植被占研究区面积比重分别从2009年的4454%、1869%和3676%变为2011年的3259%、1368%和5359%，草甸植被和沼泽植被的面积不断缩小，湖泊水生植被面积持续扩大，狗牙根〖WTBX〗（Cynodon dactylon）逐渐取代蒿属（Artemisia）〖WTBZ〗植物在草甸植被中的优势地位，而李氏禾群落（Com.Leersia hexandra）成为了研究区湖滨带水生植物的主要成分；研究区植被在筑坝蓄水过程的胁迫下呈草甸植被（杂草群落、狗牙根群落Com.Cynodon dactylon），沼泽植被（葱状灯心草群落Com.Juncus allioides、菖蒲群落Com.Acorus calamus、刚毛荸荠群落Com.Eleocharis vallcculosa、水蓼群落Com.Polygonum hydropiper），湖泊水生植被（李氏禾群落Com.Leersia hexandra、两栖蓼群落Com.Polygonum amphibium、满江红群落Com.Azolla imbricata、鸭子草 穗状狐尾藻群落Com.Potamogeton distinctus Myriophyllum spicatum）的演替格局；拉市海植物群落受筑坝蓄水过程影响发生的逆向演替，从理论上延长了湿地的服务年限，但蓄水过程对鱼类的生存和繁殖、越冬水禽的生境及整个湿地生态系统结构和功能的影响是长期的，还有待深入的研究     

枯季乌江河流“呼吸”作用及其性质探讨

发源于云贵高原上的乌江是长江流域的重要支流之一。乌江流域喀斯特地貌广泛发育，是中国南方典型的喀斯特河流。以枯水季节乌江流域水体中的实测温度、溶解氧、碱度和pH值等理化参数为依据，探讨了乌江流域河道水体的CO2分压(〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2)与河流“呼吸”通量的变化规律。乌江流域枯水季节河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2介于2913~1 530 μatm之间，平均值为9493 μatm，约为大气的3倍，各支流样点的平均值为9924 μatm，大于干流平均值9026 μatm，由此推断乌江流域干支流河道在枯季是大气CO2的“源”。受各游段流域特征以及人类活动的影响，干支流河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2表现出明显的空间差异。水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2与溶解氧的相关关系不显著，说明河道内有机质的异养呼吸不是喀斯特乌江流域枯季水体中溶解无机碳的主要来源，其河道水体中高〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2成因复杂。〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2的上述分布规律是流域支流汇入、地下水以及河道水体有机质氧化分解等共同作用的结果。     

鄱阳湖沙山植物叶片与土壤C∶N、C∶P沿沙化梯度分布特征

在鄱阳湖多宝沙山沿沙化梯度测定了17种常见植物叶片及土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量,以阐明沙山常见植物种与土壤C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P分布特征及对沙化的响应,为沙山植被恢复提供基础数据。结果表明：（1）植物叶片C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P分布范围为185～1273、1698～5071,平均值分别为431、3418;土壤0～10、10～30、30～50 cm层C〖DK〗∶N变化范围分别为98～463、24～465和37～450; 相应土层C〖DK〗∶P范围分别为198～759、30～905和47～765。（2）植物C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P对沙化的响应模式一致,均表现出在重度沙化区数值最小;土壤C〖DK〗∶N随沙化程度增加表现出降低趋势,而C〖DK〗∶P则表现出增加趋势,二者对沙化的响应不一致。（3）植物C〖DK〗∶N、C〖DK〗∶P变化主要取决于叶片的N、P含量;土壤C〖DK〗∶N的变化受控于土壤N含量;C〖DK〗∶P变化则决定于土壤有机C含量     

巢湖浮游植物群落生态位的研究

运用物种间Levins生态位宽度和Petrailis生态位重叠计算公式分析了3月份巢湖东区和西区的24种优势浮游植物的生态位宽度值和生态位重叠程度，并以这两个参数为基础研究浮游植物物种间生态关系及它们与周围环境的相互影响。结果表明巢湖东区星形冠盘藻、啮蚀隐藻、颗粒直链藻最窄变种等10个种的生态位较宽，均大于3，而巢湖西区生态位较宽的主要有星形冠盘藻、啮蚀隐藻、卵形隐藻等9个种；研究结果还表明以生态位变动幅度大的种类作为水质指示种有更可靠的生态学意义，因此确定了以颗粒直链藻最窄变种、水华鱼腥藻和星杆藻sp.这3种藻作为巢湖水体区域污染状态的指示种。生态位重叠表明在巢湖东区蛋白核小球藻的发展速度最快；在巢湖西区星杆藻sp.的发展速度最快；巢湖西区的发展种比东区的发展种更多，大多数为耐污染的种。随后4月份进行了浮游植物群落组成调查，比较2次采样群落结构差异，验证了浮游植物生态位模型在巢湖鱼腥藻水华预测方面应用的可靠性。     

基于GIS和USLE的小流域土壤侵蚀定量评价

通过气象数据分析、实地调查、野外采样及室内分析、DEM计算、遥感解译等,建立了南水北调中线水源地丹江口水库区典型小流域地理数据库,确定了计算USLE因子指标的方法。在ArcGIS支持下,模拟了小流域土壤侵蚀强度的空间分布。将模拟结果分为微度、低度、中度、强度、剧烈侵蚀5级,建立土壤侵蚀与土地利用/土地覆盖类型及坡度之间的关系。结果表明：研究区年均土壤侵蚀量2414 t/hm2,远超该地区容许土壤流失量5 t/（hm2·a）。96%的侵蚀区及95%的土壤侵蚀总量位于<25°区域。就土地利用/土地覆盖类型而言,陡坡耕作区是主要的土壤流失区。研究结果为水源区的土壤侵蚀治理提供参考意见,同时为USLE在无土壤类型图地区的应用提供一种方法借鉴     

不同磷条件下接种配比对两种淡水藻生长的影响

研究了不同磷浓度条件下铜锈微囊藻和斜生栅藻在单独培养和按不同接种密度比混合培养时的生长状况,分别计算了各培养条件下两种藻的磷吸收半饱和常数。结果表明：在试验所设置的磷浓度范围内,两种藻增长速率均随着磷浓度的升高而增大,但是磷浓度变化对铜锈微囊藻的影响较栅藻小。在磷浓度低于100 μg/L时,1〖DK〗∶1共培养体系中微囊藻的增长速率大于栅藻,而磷浓度大于100 μg/L时,结论相反。接种密度比对两种藻的最大密度和增长率均有影响,微囊藻的增长率随着接种密度比减少而增大,栅藻则相反。铜锈微囊藻在10〖DK〗∶1共培养体系中增长最慢,栅藻则在10〖DK〗∶1共培养时增长最快。微囊藻半饱和常数随着在接种密度中所占份额的减少而减小,最小为1035 μg/L,栅藻则没有显示明显规律,在1〖DK〗∶10共培养体系中磷饱和常数最小,为1982 μg/L。无论在哪种培养体系中,铜锈微囊藻的磷吸收半饱和常数均小于斜生栅藻,表明微囊藻对磷营养盐更具亲和性,营养盐浓度较低的环境下微囊藻更易在竞争中获胜。     

麻栎混交林空间结构与物种多样性研究

林分空间结构是指林木在林地上的分布格局，以及林木之间树种、大小、分布等空间关系。林分空间结构决定了树木之间的竞争势及其空间生态位，在很大程度上决定了林分的稳定性、发展的可能性和经营空间的大小。研究目的在于揭示麻栎混交林林分空间结构与物种多样性特征，为林分空间结构调整和物种多样性保护提供理论依据。利用混交度、大小比数和角尺度3种空间结构参数，以及丰富度指数、Shannon Wiener指数、Pielou指数等物种多样性数量指标，分析了青阳县麻栎混交林林分空间结构以及群落物种多样性特征。结果表明：乔木层优势树种麻栎多为中度以下混交，小叶栎和枫香多为强度和极强度混交；麻栎在空间大小和重要值对比上占有优势地位，小叶栎处于次要地位，枫香处于劣势地位为受压树种；从林分平面布局上看，该林分空间分布多为随机分布。分层物种丰富度和Shannon Wiener指数依次是乔木层＜草（含藤）本层＜灌木层；而均匀度Pielou指数则是乔木层＜灌木层＜草（含藤）本层；生态优势度Simpson指数为乔木层＞草本层＞灌木层；灌木层有17科18属21种植物，淡竹占优势地位，野茉莉、山胡椒等占亚优势地位；草本层有10科12属13种植物，禾叶土麦冬占优势地位，其次是求米草、爬山虎等。林分空间结构和物种多样性数量特征分析结果均表明该森林类型具有稳定结构的群落特征。〖