1960~2014年秦岭南北无霜期时空变化特征及对比分析

全球气候变暖背景下，自然生态环境敏感区农业热量资源的时空特征研究具有重要的现实意义。依据1960~2014年秦岭南北47个气象站数据，利用线性趋势、M-K检验和kriging插值法对无霜期时空变化进行分析。结果显示：从时间上看，秦岭南北无霜期随纬度增加而减少，初霜日和无霜期在年际波动中略有下降后快速上升，终霜日在波动中略有上升后快速下降。55年来无霜期呈显著的延长趋势且发生增多突变，秦岭以北、秦岭南坡、汉水流域和巴巫谷地的延长速率分别为0.400 6、0.280 4、0.396 1和0.407 5 d/a，突变年份分别为1999、2002、2001和1990年。从空间上看，无霜期平均值和标准差由南向北增加，80%站点初霜日推后、终霜日提前和无霜期延长。多数无霜期延长是初霜日推后与终霜日提前的共同影响。无霜期在28个站点呈波动变化，19个站点发生突变，突变时间多在1990s~2000s，2000s的突变区域面积最大且集中分布在东北部。分析结果可为气候变化对生态环境和农业生产布局的影响提供参考。     

秦岭南北潜在蒸散量时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北54个气象站1960～2011年逐日数据,利用FAO Penman Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量（ET0）。采用样条曲线插值法（Spline）、气候倾向率、Pettitt突变点检测、相关分析等方法对该区ET0的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行了分析。结果表明：（1）研究区多年平均ET0为9642 mm,空间分布呈东高西低格局。各分区按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季ET0分布特征与年尺度上的结论基本一致,4个季节按其大小排序为夏季>春季>秋季>冬季;（2）近52 a ET0下降的站点占本区站点总数的比例排序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦岭以北,秦岭以南的广大地区相对于秦岭以北ET0下降更明显,春季大部分（78%）站点ET0上升,夏季绝大部分（91%）站点显著下降,秋季和冬季变化趋势不明显;（3）年尺度和春季ET0突变点集中出现在1979～1981年和1993年,夏季85%的站点发生了突变,其中89%发生于1979年,秋季和冬季的突变特征无明显规律可言;（4）夏季降水与潜在蒸散量变化趋势的空间分布整体上呈相反趋势,呈相反趋势的站点占站点总数的70%,秋季则达到76%。23个站点中绝大多数ET0与日照时数、最高气温、平均气温和平均风速呈显著水平（P<001）的正相关关系,相关系数排序为日照时数>最高气温>平均气温>平均风速。风速和日照时数的降低是导致秦岭南北ET0减少的主导因素,风速和日照时数的下降导致夏季和冬季ET0减少,气温上升导致春季和秋季ET0增加或整体保持稳定     

秦岭-淮河南北高温高湿天气时空演变分析

基于1960~2017年秦岭-淮河196个气象站点逐日最高温、最低温、相对湿度数据，以表观温度指数为基础,采用极点对称模态分解（ESMD）及专用气象要素空间插值软件ANUSPLIN，对秦岭-淮河南北高温高湿天气时空变化特征进行分析，进而利用小波相干方法探讨该区高温高湿天气与赤道东太平洋海温异常的多时间尺度响应关系。结果表明：(1) 以20世纪80年代中期及2010年为时间节点，秦岭-淮河以北及秦巴山区高温高湿天气日数呈“下降-缓慢上升-快速上升”阶段性变化特征，秦岭-淮河以南及淮河平原呈“下降-缓慢上升-下降”趋势；(2) 秦岭-淮河南北高温高湿天气呈“东多西少、南多北少”的空间分布特征，且影响范围向北扩大；(3)赤道东太平洋东部地区海温异常对秦岭-淮河南北各区高温高湿天气的影响比西部地区更显著且长时间周期尺度比短时间周期尺度更稳定。     

太湖流域1954~2006年气候变化及其演变趋势

用Mann Kendall统计检验方法对太湖流域6个气象站点1954~2006年降水、气温、相对湿度、日照时数的变化趋势和时空特征进行了分析，结果表明：50余年来太湖流域降水量呈较弱的增加趋势，冬季和夏季降水增加显著；空间变化趋势表现为北部地区降水量呈下降趋势，东南部地区呈上升趋势。年平均相对湿度表现为微弱的下降趋势，M K倾斜度值为 -099%/10 a；春、秋季相对湿度都显著减小，而夏季减小幅度较弱，冬季减小现象不显著。年平均气温呈现明显上升趋势，并表现出最低气温比最高气温增高趋势显著的特点，冬、春季增温显著；空间分布变化趋势为以平湖和溧阳为中心的两个地区上升趋势最小，以上海为中心地区上升幅度较大。年日照时数的下降趋势幅度较大，以溧阳为中心的西部地区最为明显，四个季节日照时数都呈减少的趋势；空间分布变化趋势表现为全流域呈减少趋势，由西向东减少幅度依次减小。气候变暖，降水将进一步增加，必然导致径流也呈增加趋势，在一定程度上加大了太湖流域洪涝灾害发生的可能性。分析成果有助于进一步研究气候变化对太湖流域水资源和防洪安全的影响，也将为太湖流域未来气候变化情景的构建提供科学依据。     

太湖流域1954~2006年气候变化及其演变趋势

用Mann Kendall统计检验方法对太湖流域6个气象站点1954~2006年降水、气温、相对湿度、日照时数的变化趋势和时空特征进行了分析，结果表明：50余年来太湖流域降水量呈较弱的增加趋势，冬季和夏季降水增加显著；空间变化趋势表现为北部地区降水量呈下降趋势，东南部地区呈上升趋势。年平均相对湿度表现为微弱的下降趋势，M K倾斜度值为 -099%/10 a；春、秋季相对湿度都显著减小，而夏季减小幅度较弱，冬季减小现象不显著。年平均气温呈现明显上升趋势，并表现出最低气温比最高气温增高趋势显著的特点，冬、春季增温显著；空间分布变化趋势为以平湖和溧阳为中心的两个地区上升趋势最小，以上海为中心地区上升幅度较大。年日照时数的下降趋势幅度较大，以溧阳为中心的西部地区最为明显，四个季节日照时数都呈减少的趋势；空间分布变化趋势表现为全流域呈减少趋势，由西向东减少幅度依次减小。气候变暖，降水将进一步增加，必然导致径流也呈增加趋势，在一定程度上加大了太湖流域洪涝灾害发生的可能性。分析成果有助于进一步研究气候变化对太湖流域水资源和防洪安全的影响，也将为太湖流域未来气候变化情景的构建提供科学依据。     

秦岭南部地区农业气候资源的变化及其对油菜的影响

秦岭南部地区地形及气候条件复杂,作为油菜主要种植区之一,研究其农业气候资源的变化特征及其对油菜的影响,可以为该区有效利用农业气候资源、合理安排农事活动提高油菜生产提供实践参考。以1960~2014年秦岭南部33个站点的逐日气象数据和近25a各省市统计年鉴资料,通过滑动平均、线性倾向估计、灰色关联分析等方法,研究秦岭南部农业气候资源的时空变化特征及对油菜产量的影响。结果表明:(1)近55a来,秦岭南部地区油菜生长季内平均气温和≥5℃积温呈上升趋势,平均速率分别为0.2、29.3℃/10 a,冻害指数、降水量、开花期降水量和相对湿度与日照时数都呈减少趋势,平均每10 a分别减少0.3、14.8 mm、1.4 mm、0.6%、32.2 h。(2)近55a来研究区油菜生长季内平均气温与≥5℃积温的多年平均空间分布都表现为由西南向东北方向递减,冻害指数的空间变化与二者相反,表明越冬期极端最低气温值在空间上由西南向东北逐渐减小;其水资源指标多年平均空间分布由南向北递减,日照时数则由西南向东北递增。(3)1960~2014年秦岭南部油菜生长季内平均气温与≥5℃积温在空间上均呈极显著的增加趋势,研究区西部变化幅度较小,东部变化幅度较大,冻害指数的空间变化趋势与二者相同;水资源与日照时数在空间上均呈极显著的减少趋势,只有少数站点表现为极显著的增加趋势,而日照时数在研究区东部变化幅度相对较大,其余区域变化幅度相对较小。总体上,平均气温和≥5℃积温高值区的变化幅度小,低值区变化幅度大,其他指标与之相反。(4)近25a来秦岭南部油菜气候产量呈不明显的上升趋势,平均速率为3.79 kg/(a·hm~2),其空间变化幅度差异大,且大部分站点的变化趋势均不显著;由关联度得作用于各区域油菜气候产量的主要影响因子存在差异。各农业气候资源指标的变化幅度越大,对油菜单产的可能影响相对较大。     

近55年来华东地区旱涝时空变化特征

基于华东地区89个气象站点近55年逐月降水资料,运用趋势分析法、IDW空间插值法、标准化降水指数(SPI)等方法,分析了1960~2014年期间我国华东地区旱涝灾害时空变化特征,并探讨了淮河南北旱涝的时空差异。结果表明:(1)近55年华东地区降水量整体呈波动上升趋势,其中淮河以北地区降水量呈波动下降趋势,而淮河以南呈上升趋势。(2)从年尺度旱涝变化看,华东地区雨涝频率大于干旱频率,但干旱强度大于雨涝强度,且淮河以南地区的干旱强度大于淮河以北,而雨涝强度小于淮河以北。(3)华东地区南北旱涝站次比呈反向发展趋势,即淮河以北旱灾影响范围不断扩大,雨涝影响范围不断减小,淮河以南与之相反。(4)华东地区严重旱涝频率在空间分布上呈南北反向格局,即淮河以北旱灾频率高,涝灾频率低;淮河以南涝灾频率高,旱灾频率低。     

67年来济南农业气候资源变化分析

利用1951—2017年济南市逐日气温、降水、日照时数观测资料,分析讨论了济南67 a济南地区农业气候资源时间和空间的变化及差异。结果表明:67 a来济南平均气温是14.6℃,整体呈阶段性上升趋势,1986—2002年增温明显。≥0℃活动积温呈震荡性上升趋势,夏季作物旺长的≥10℃活动积温也呈上升趋势,对作物生长有利,67年来济南水资源变化总体来说不明显,平阴、济阳、商河三县有偏少趋势。总体来说,济南气温升高蒸发量会增大,降水量变化趋势不明显,尤其平阴、济阳、商河,会出现旱情。     

近50年重庆市农业气候资源变化特征分析

利用1960~2010年重庆34个气象台站的气象资料,运用统计学方法、IDW插值法分析了重庆市全年及温度生长期的平均气温、≥10℃积温、降水量和日照时数等农业气象资源的时空变化特征。结果表明：研究期内,重庆市年平均气温总体呈缓慢上升趋势,增幅为037℃/10 a,温度生长期内≥10℃积温亦呈上升趋势,平均增速为1162℃/10 a,以东北部偏东地区增加趋势尤为明显;全市年降水量和温度生长期内降水量均呈东南向西北逐渐减少态势,平均下降速率分别为1972 mm/10 a和1185 mm/10 a;约90%的站点年均日照时数和温度生长期内日照时数均呈减少趋势,且西部减少的趋势较东部更加显著     

我国南方地区50 a冬季降水和相对湿度特征分析

根据中国地面气候日值数据集资料，利用气候趋势系数、气候倾向率等方法，研究了我国南方地区冬季50 a降水和湿度的时空变化特征，并运用基尼系数对降水均匀性的空间分布进行了分析。结果表明：降水和相对湿度分布皆自西北向东南递增，最大中心位于长江以南附近内陆区域，最小值基本位于高原。降水强度整体呈现增加趋势，在沿长江附近区域以及云南部分地区增强明显，最大气候倾向率为1.0 mm/d/10 a左右，有明显的突变时间，为1979年；降水量呈微弱的增加趋势，其中云贵和川渝局部区域降水量呈减少趋势，为-3 mm/10 a左右，没有明显的突变时间；降水日数在长江以南局部区域及云贵区域显著减少，其中云南的西南地区为最小气候倾向率-10 d/10 a，明显突变时间为1980年；相对湿度表现出一定的局地增减趋势，长江以北（南）主要呈微弱增加（减少）趋势，云南南部减小趋势显著；相对湿度和降水呈明显的正相关，其中与降水量和降水日数相关系数高达0.784、0.753。降水量基尼系数的空间分布与降水分布相似，只是降水分布的大（小）值中心为基尼系数小（大）值中心，不同年代及冬季不同月份的降水量基尼系数大（小）值区域范围有所增减。总的来看，我国南方冬季中部和东部大部分区域为降水均匀区，西南高原区域为不均匀区。 关键词： 南方地区；冬季；降水；相对湿度     

变化中的参考作物蒸散量及其对气候的响应

作为重要的水文气象参数，参考作物蒸散量（ET0）在全球生态系统中发挥重要作用。为深化认识湿润气候区ET0变化，基于湖南省87个气象站1960~2015年逐月气候资料，应用Penman Monteith（P M）模型估算ET0，利用线性趋势、Mann Kendall检验、反距离加权插值等分析了ET0及主要气候因子的时空变化，采取逐〖JP〗步回归函数来确定P M方程所涉及的气候因子对ET0变化的贡献。研究表明：年均ET0降幅为-3346 mm/10 a，〖JP+1〗日照时数和风速下降是ET0减少的主要原因，而相对湿度下降提高了ET0。春、夏、秋、冬四季ET0变化幅度分别为2966、-5451、-0922、-0207 mm/10 a，春季ET0增加是由相对湿度下降和最高气温上升引起的，夏、秋、冬三季ET0减少主要与日照时数和风速下降有关。风速、相对湿度、日照时数呈下降趋势，而气温、降水、湿润指数呈上升趋势，后者表明气候暖湿化趋势。气候变化背景下ET0显示出不同时间尺度（年、季）空间分布的多样性     

近49年中国夏季制冷度日数的变化

利用全国531个气象站1960~2008年逐日平均气温资料，分析了近49 a来我国夏季制冷度日数的变化趋势，并以浙江省为例分析了制冷度日数与夏季空调降温电力负荷的关系。主要结论如下：我国日平均温度等于或高于26℃的日数（1971~2000年平均）大于10 d，夏季有制冷需求的站点主要分布在新疆、四川盆地和太行山 巫山 雪峰山一线以东地区，以及云南干热河谷地区。1960~2008年我国黄河以北地区夏季有制冷需求的站点6~9月平均气温从20世纪90年代中期开始呈现出较明显的上升趋势，使得制冷日数和度日数都相应增加；黄河以南、南岭以北地区近49 a来6~9月平均气温线性趋势不明显，制冷度日数变化不大；南岭以南地区6~9月气温持续上升，夏季制冷度日数的增加最为显著。以浙江省为例的分析显示，制冷度日数与夏季空调降温电力负荷有很好的线性相关关系，可以用来预测降温耗电量。
     

秦岭山地生物多样性保护红线划分研究

生物多样性保护是划定并严守生态保护红线的重要内容,如何准确识别生物多样性维护功能极重要区是科学划定生物多样性保护红线的关键。基于秦岭山区物种丰富度的海拔梯度格局,通过对生物多样性维护功能重要性评估模型的改进优化和校验,最终形成秦岭地区科学的生物多样性保护红线方案。结果表明:(1)修正后的NPP定量指标评估法,提高了陕西秦岭地区生物多样性重要区域识别的准确性,可适用于我国中东部物种丰富度随海拔梯度呈中峰型或单调递增型的山区;(2)秦岭生物多样性保护红线区的总面积达24 688.33 km~2,占到秦岭山区总面积的39.11%,空间分布整体上呈现出西部集中、东部分散,南坡多、北坡少的空间分布特征;(3)森林生态系统是秦岭生物多样性保护红线区的重要支撑系统,面积占比高达96.12%。本研究提出的修正方法和研究结果,不仅提高了区域生物多样性维护功能重要区识别的准确性,而且为其他地区生物多样性保护红线的科学划定和边界优化提供了参考。     

安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响

为进一步了解安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响，以安徽省沿江地区12个棉花主产市、县气象观测站1961～2010年逐日平均气温、降水量和日照时数气象数据为基础，采用线性趋势法和Mann Kendall非参数检验法，分析了平均气温、≥10℃积温、降水量、日照时数等气象要素的变化特征，并讨论其变化对棉花气象产量的影响。结果表明：近50 a，安徽省沿江地区棉花生长季平均气温和≥10℃积温均呈明显增加趋势(P<001)，平均每10 a分别增加016℃和3713℃·d；降水量无明显变化趋势(P>005)；日照时数显著减少(P<001)，平均每10 a减少4692 h。棉花气象产量与生长季降水量、日照时数呈极显著相关关系，与平均气温、≥10℃积温相关不明显；平均气温、≥10℃积温和日照时数的增加均有利于棉花产量的提高，而降水过多不利于棉花产量的形成     

基于Kriging插值的1961~2005年淮河流域降水时空演变特征分析

利用淮河流域4省170个气象站点1961~2005年的降水观测数据，采用Kriging法对淮河流域各季及年降水量进行了插值，得到了1 km×1 km降水栅格序列。在此基础上，对淮河流域降水的时空格局及其变化特征进行了分析。结果表明：淮河流域降水量的空间分布基本呈南高北低、山区多于平原、近海多于内陆的格局。近45 a来淮河流域降水量的年际波动较为强烈，而变化趋势不显著。流域内汛期和年降水量的年代际变化则具有明显的阶段性，主要表现在20世纪90年代前基本为下降趋势，2000年后明显上升。当前，淮河流域正处于降水的高气候变率时期。45 a来，降水的空间格局发生了一定的变化，表现在淮河中上游和干流沿岸地区的降水量升高，而流域东北部的降水则呈下降趋势