气候变化和人类活动对东部沿海地区NDVI变化的影响分析

植被是陆地生态系统的重要组成部分,特别是在人类活动密集地区,良好的植被覆盖对于维持区域生态环境稳定、增进居民生活福祉和促进社会经济可持续发展意义重大.基于归一化植被指数(NDVI)、气温、降水和太阳辐射数据,采用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,探究了1982～2019年中国东部沿海地区NDVI时空变化特征及其与气候因子的关系,评估了气候因素和人类活动等非气候因素对NDVI变化的影响.结果表明：(1)1982～2019年研究区NDVI变化趋势具有明显区域性、阶段性和季节性差异,就区域平均而言,2000年以前(第一阶段)的生长季NDVI比2001年以后(第二阶段)增加更快,而两阶段春季NDVI增加速率均为各季节最快;(2)同一阶段NDVI与各气候因子的关系在不同季节存在差异,而同一季节NDVI的主要气候控制因子在不同阶段也不一致,并且NDVI与气候因子的关系具有很大空间差异.总体上,1982～2019年研究区生长季NDVI的增加与气温的持续上升关系紧密,第二阶段降水和太阳辐射的增加也产生了积极作用;(3)相比于人类活动等非气候因素的影响,气候变化对近38年来研究区生长季NDVI变化的...     

GIS支持下的黄土高原地区植被生态梯度分析

在地理信息系统(GIS)支持下对黄土高原地区257个样方的植被进行了研究。DCA分析较好地反映了植被的连续性变化及植被的生态梯度与气候因子的关系。分析的结果表明．植被组成和结构沿经、纬度变化明显，分异出森林、森林草原、温性草原、荒漠半荒漠植被等不同类型，优势种替代明显，植物种类也形成了不同的生态类型。植被的梯度变化与气候因子密切相关，较好地反映了黄土高原地区环境与结构的空间变异特点。     

大香格里拉地区植被空间分布的环境特征

以植被种类丰富的大香格里拉地区为研究区,利用气象站点数据、数字高程数据(DEM)以及该地区植被分布图,通过最大熵模型(Maxent)和ArcGIS软件的空间分析功能,研究该地区典型植被空间分布的环境特征,分析了大香格里拉地区植被分布的气候特征和地形特征,量化了植被空间分布的气候范围,并根据二者的关系特征,得到了植被与气候因子关系模型。同时,界定了不同植被分布的海拔、坡度、坡向范围。发现大香格里拉地区影响不同植被空间分布的气候因子不同,影响草甸分布的是多年平均最低气温和多年7月平均气温,影响针叶林分布的是多年平均最低气温和多年平均日照时数,影响灌丛分布的较分散。同时不同植被的海拔分布界限和坡度不同,坡向对植被分布的影响不明显。研究结果可为该地区植被保护和管理,以及植被的气候变化响应提供基础参考。     

2001-2010年青海湖流域植被覆盖时空变化特征

基于2001—2010年MODIS-EVI时间序列数据反演了青海湖流域植被覆盖的空间格局和变化规律,并结合气象观测数据,在年际、月际等不同时间尺度上分析了植被变化及其对气候变化的响应以及驱动机制。结果表明:(1)2001—2010年青海湖流域总体植被变化趋于变好,EVI值10年共增长10.38%,其中春季和夏季植被增长率最大,10年增长率分别达到15.2%和18.63%;(2)植被对气候因子的响应具有明显的空间异质性。流域内植被覆盖增加的区域占全流域面积的70.68%,其中显著增加的区域占8.2%,主要分布在布哈河中游以及青海湖北部草场地区,植被覆盖下降的区域占总面积的29.32%,主要分布在西北高海拔地区以及青海湖湖滨沙地;(3)植被变化对气候因子的响应具有复杂性,在不同时间尺度上EVI和气候因子相关性不同。在年际尺度上,EVI和气温的相关系数是0.29,和降水无明显相关性;但比较10年中的生长季,即植被生长5—9月的EVI和气温、降水相关性为0.33和0.27,这里降水相关性显著增高,总体上说,气温是年际植被变化的主导因素。在月际尺度上,EVI和气温、降水强烈相关,相关系数分别为0.76、0.86(P0.01)。青海湖地区地处高海拔地区,且雨热同季,某种程度上揭示了高原植被的生长策略和对气候的响应机制。     

MODIS NDVI与MODIS EVI对气候因子响应差异

以喀斯特地区植被为研究载体,利用2001-2010 年MODIS NDVI、MODIS EVI 序列和气候资料,分析两种植被指数与同期及前1-9 期水汽压、降水量、相对湿度、最高气温、最低气温、平均气温、露点温度、气压、风速、日照时数多个气候因子的相关性及响应差异,为合理选择植被指数序列对植被进行监测研究提供参考。结果表明:①喀斯特地区植被EVI和NDVI与多数气候因子显著相关,但二者对气候因子的响应有明显差异。除日照外,EVI 与其他各气候因子相关性明显高于NDVI。与NDVI相关性较高的气候因子为日照、最高气温、平均气温,其对应的相关系数平均为0.616、0.535、0.474;而与EVI相关性较高的气候因子为水汽压、平均气温、露点温度,其对应的相关系数平均为0.857、0.844、0.839。②喀斯特地区植被EVI和NDVI对多数气候因子的响应存在明显的滞后性,较之于EVI,NDVI对气候因子的响应更为滞后。EVI与气候因子的相关系数最高时期多出现在前1 期,NDVI与气候因子的相关系数最高时期多出现在前2 期。两种植被指数对日照、风速的响应无滞后性。除相对湿度、日照、风速外,各站点两种植被指数与其他各气候因子在0-9期的响应趋势均较一致。     

不同标准下湖北省霾日分布特征及气候因子影响分析

利用1981-2013年湖北省地面气象观测数据,基于不同判识标准,探讨湖北省霾日数和气候因子的分布特征及变化趋势。结果表明,2000年左右是霾站日数变化的分界点,之前小幅度震荡,之后显著增加,并在2007年达到峰值。冬季霾日发生最为频繁,其次为秋季和春季。霾日整体呈现增加的趋势,气候趋势系数在0.60以上。2000年以后5 a以下短周期的转换比较频繁,受人为活动影响加剧。3个霾频发区主要位于鄂西北丹江口和襄阳、鄂西南当阳和宜都、鄂东南大冶等地。通过5种判识标准相关性分析发现,标准1更适合于在湖北省霾日的分析中使用。同时对气候因子的分析表明,随着气温的增加和相对湿度的降低,霾日数呈显著增加,相关系数达0.6。     

澜沧江流域植被NDVI与气候因子的相关性分析

基于2000—2010年MODIS NDVI数据和气象台站数据,对澜沧江流域植被NDVI与气候因子间的相关性逐像元进行分析,研究流域植被-气候关系的空间格局特征,并对其可能影响因素进行了探讨。研究结果表明:1气温和降水对澜沧江流域植被生长均具有明显影响,其中,温度的影响尤为显著;2流域植被生长对气候响应表现出明显的滞后效应,随着纬度的升高,植被对气候因子响应的滞后时间逐渐缩短;3流域不同植被类型受气温和降水的影响程度及其对气温和降水变化的敏感性均表现为草地耕地灌木林地有林地。同一植被类型受气温的影响强于降水,但对降水的变化更为敏感;4气候特征(多年平均气温和年降水量)显著影响植被NDVI对气候变化的响应时间。年平均气温的高低与气温对植被的影响力并无必然联系,但年降水量显著影响植被NDVI与降水间的相关程度。     

中国水面蒸发量的变化

采用600余个台站资料,对全国及主要流域蒸发皿记录的蒸发量及相关气候要素变化趋势进行了分析。1956-2000年期间,我国水面蒸发量呈显著下降趋势,东部、南部和西北地区下降更多。我国长江、海河、淮河、珠江以及西北诸河流域的年平均水面蒸发量均明显减少,海河和淮河流域减少尤为显著,黄河和辽河流域减少也较明显,但松花江和西南诸河流域未见明显变化。长江、淮河流域夏季减少速率最大,珠江、辽河以春季减少为主,海河、西北诸河流域春、夏两季都显著减少,黄河、东南诸河、西南诸河等流域四季均有轻度减少,松花江流域四季变化趋势都不明显。全国多数地区日照时数、平均风速和温度日较差同水面蒸发量具有显著的正相关性,并与水面蒸发呈同步减少,为引起大范围蒸发量趋向减少的直接气候因子;地表气温和相对湿度一般在蒸发减少不很显著的地区与蒸发量具有较好的相关性,绝大部分地区气温显著上升,相对湿度稳定或微弱下降,表明其对水面蒸发量趋势变化的影响是次要的。     

全球气候变化下淮河流域冬小麦气候适宜性评价

参照已有的气候适宜性评价模型和冬小麦生理气候阈值,建立冬小麦气候适宜度模型,选取淮河流域及周边地区43个县市45年的逐日气象数据,对该流域冬小麦气候适宜性时空差异进行了分析。结果表明,该流域温度、降水、日照适宜性的空间分布和温度、降水和日照的空间分布有明显的一致性,它们和气候适宜性都呈现出一定的地域分布规律;降水和温度是影响该流域气候适宜度的重要限制因素,尤其是降水的影响最为明显;在全球气候变化的影响下,气候适宜性倾向率主要受日照的影响,以0.002/10a的倾向率下降;温度、降水、日照和气候适宜性倾向率具有明显的地域分异规律。     

1960~2013年华南地区霾污染的时空变化及其与关键气候因子的关系

利用线性回归、聚类分析及相关分析等统计方法对华南地区57个地面气象站的观测资料进行分析,探究近54年华南地区霾日数的时空变化特征及其气候成因.结果表明,年平均霾日数大值区主要分布在广东珠江三角洲(珠三角)地区和广西中东部.54年来霾日数呈现显著的上升趋势,而2008年后有所下降.霾日数的季节变化表现为冬季最多,其次是秋季和春季,夏季最少.2008年以后春、夏、秋3季霾日数有所下降,而冬季仍维持在较高水平.不同等级霾日数在近54年来均有不同程度的上升,霾污染不仅在日数上有明显的增加趋势,而且污染强度在加强.不同地区霾日数的快速增长时期不一样,污染严重和正常污染地区发生在20世纪90年代,而相对清洁地区发生在2000年以后.另外近10年污染严重和正常污染地区霾日数有所下降,但相对清洁地区仍维持快速的增长趋势.近54年华南地区年降水日数、年平均风速、大风日数和年小风日数等气候因子变化结果致使气溶胶粒子的湿沉降减弱,污染物扩散能力下降,霾天气生成概率增加.     

增进我国水资源利用的途径

本文解释中国水资源丰富而且年内逐月分布合适的情况和原由,列举了北半球各地年降水量和年内1月及7月气温的资料,以资比较。其次说明地区或流域水资源的意义和估算主水资源量和客水资源量的公式,区别了可利用的和自然存在的水资源,把可利用的水资源量分析为当地有效雨量、深层有压地下水量和外来值得引用的水量。最后提出增辟我国水资源的4种途径,分析了我国水资源用量和无霜期中气温、日照和降水量等诸农业气候的关系。     

北京城市热岛效应对气温和降水量的影响

借助非参数MannK-endall统计检验方法,对北京市20个气象站44年(1961-2004年)的逐月平均气温和降水资料进行了较为详细的分析。结果表明:①时间上,44年来北京市气温呈持续上升趋势,20世纪80年代为跃变点,跃变后增温趋势更加显著,而降水量呈下降趋势;通过分析5年滑动平均演变图发现,对气温而言,市区增温趋势明显高于郊区,市区和郊区44年来分别以0.44℃/10a和0.01℃/10a的趋势递增,降水量从总体上来说44年来城、郊差异不大,市区和郊区44年来分别以1.82mma/和1.49mma/的趋势递减。②空间上,对年平均气温而言,市区内存在一个明显的上升中心,且等值线较为密集,海淀站Kendall倾斜度高达0.776℃/10a,由于城市热岛效应的存在,1、4、7、10月在市区均存在一个闭合的暖中心,市区内增温幅度大于郊区;对降水量而言,1、4、7、10月在市区和佛爷顶一带均存在着上升中心,降水量呈现上升的趋势,这可能与城市热岛效应的影响有关。     

水资源供需矛盾与对策

一、水资源的有限性 根据自然资源的不同特点,人们通常将自然资源划分为三大类,即生物资源(可更新资源)、矿物资源(不可更新资源)和生态资源(恒定资源)。太阳辐射、热量、水分、风能、海潮等属于生态资源,这类资源具有显著的区域性特点,合理开发它们,发挥各地所长,可以永恒使用,即人们常说的是“取之不尽、用之不竭”的资源。 水资源作为恒定资源之一,是由于水资源被开发利用后,并不导致它们在地球上的总储量减少。应该指出,对水资源来说,总储量的不变,只能是从全球的宏观角度出发,这里所说的水资源是广义的概念。广义地来说,海洋、地下水、冰川、湖泊、土壤水、河川径流、沼     

近60 a北方沿海城市人居环境气候舒适性评价——以辽宁省为例

我国北方沿海地区一直被认为是人居环境气候舒适性最佳区域之一。以辽宁沿海城市为例,利用1951-2010年气候资料,在分析区域气候变化特征的背景下,选用人体舒适度评价人居环境气候舒适性,并探讨其影响因素。结果表明:①近60 a来,该地区气候变化基本特征呈明显的升温趋势,降水、风速和相对湿度则为下降趋势,各气象要素在1960-1980年时段分别发生明显的突变;②一年中的4-10月属于感觉舒适状态,其中6-9月为最舒适月份,大连市是辽宁沿海人居环境气候舒适性最好的城市;③气温和风速是影响辽宁沿海城市气候舒适性的主要因素,R/S分析预测表明未来气温将继续升高,降水量和相对湿度及风速将延续现有的减少趋势,人体舒适度指数将继续升高,四季气候舒适性将发生改变。鉴于城市发展、气候变化和人居环境气候舒适性之间的相互作用关系,未来应当积极应对全球气候变化,并减少人类活动对气候的影响。     

大型城市紧凑度与能源效率的关系研究

采用超效率DEA和熵值法测算了2003—2014年29个大型城市的能源效率与紧凑度,进而通过象限图法对城市紧凑度与能源效率的关系进行分析。分析表明,我国大型城市能源效率普遍偏低但在缓慢提升;城市紧凑度与能源效率以低级协调为主。从区域看,二者关系的地区差异明显,东部以高级协调为主,中西部低级协调关系显著。城市规模越大,紧凑度和能源效率水平越高,且城市突出关系类型由低级协调变为高级协调。剔除紧凑度外其他可能影响能源效率的因素后的象限图再次印证提高紧凑度有利于改善城市能源效率的结论。为通过提升城市紧凑度来提高能源效率,需加大公共服务和基础设施投入,加强工业用地的集约使用,完善城市功能体系,实现经济、人文和生态的多功能复合利用。     

Urban development and resource endowments shape natural resource utilization efficiency in Chinese cities

Improving the efficiency with which natural resources are utilized is an indispensable for achieving sustainable development and carbon neutrality. By analyzing the utilization efficiency of energy, water, and land, we established a comprehensive natural resource utilization efficiency index (NRUEI). We then calculated the 2016 index for 165 cities in China, and investigated what caused it to vary. We found three main results: (1) the NRUEI varied greatly across China and there were significant positive correlations between urban energy utilization efficiency (EUE), water utilization efficiency (WUE) and land utilization efficiency (LUE); (2) the NRUEI showed a significant positive correlation with a city's population size, economy (Gross Domestic Product (GDP)), and the level of urban social development (GDP per capita); (3) cities in East China have the highest natural resource utilization efficiency, while cities in Northeast China have the lowest. These results indicate that China's increasing urban development is associated with rising natural resource utilization efficiency and that the city's endowment of natural resources is an important factor affecting that efficiency. Further, the results showed that the determinants of a city's NRUEI differed in large and small cities. Lastly, our results suggest that improving EUE is key for improving NRUEI in urban China, and different efficiencies can be improved intertwined. A major takeaway of this study is that there is great potential for improving natural resource utilization efficiency in Chinese cities and we include city-specific suggestions for efficiency improvements.     

横断山区季风期水分盈亏量时空变化特征及其与若干气候指数的相关性分析

基于横断山区27 个气象台站1961-2012 年的实测数据,应用Penman-Monteith 模型、气候倾向率空间插值、交叉小波和相干小波变换等方法分析横断山区季风期水分盈亏量的时空变化趋势及其与若干气候指数之间的相互关系。结果表明:近52 a 来,横断山区季风期水分盈亏量在波动中呈增加趋势,其增加速率为5.87 mm/10 a;且在整个时段内,横断山区季风期水分盈亏量均呈盈余状态。该区季风期水分盈亏量空间差异也较为明显,水分盈亏量从南到北逐渐降低,但其增加趋势却从南到北逐渐增大。季风期水分盈亏量与海拔呈现负相关,即水分盈亏量随着海拔的升高而降低;在海拔相对较低的区域,水分盈亏量较高;反之,水分盈亏量较低。此外,该区域季风期水分盈亏量与北极涛动(AO)、太平洋年代际振荡(PDO)和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)气候指数等存在多尺度的显著相关性。     

无定河流域1956—2009年径流量变化及其影响因素

黄河是中国的第二大河,近几十年,黄河的径流量发生明显变化,分析径流量变化及驱动力,对流域治理及水资源的开发利用、解决水资源的供需矛盾,促进社会、经济、生态可持续发展等具有重要作用,因此分析径流量的变化趋势及驱动力已成为国内学术界的热点话题。无定河是黄河中游重要的一级支流,也是中游区水土保持措施实施最早的流域,因此以无定河流域为例分析黄河中游径流量的变化趋势及原因。论文首先分析白家川站1956—2009年径流量的变化趋势,并采用7种时间序列突变检验方法分析序列的突变点;其次,通过估算不同时期气候变化对径流量的影响,从而分析人类活动对径流量的影响。结果显示:1956—2009年无定河流域径流量显著减少,气候干旱化加剧;径流量时间序列突变发生在1971年和1997年,这与20世纪70年代大规模实施的水保措施及1997年以来的退耕还林等生态修复措施有关;70年代以来人类活动影响是径流量减少的主要原因。     

A system dynamics urban water management model for Macau, China

Urban water resources have been facing significant pressure from population growth, urbanization, and climate change. A system dynamics urban water management model was proposed to simulate the dynamic interactions between urban water demands and society, economy, climate, and water conservation. The residents'' water conservation willingness was incorporated in the model and water-saving effects were quantified. The simulation results for Macau showed that population size was the main driving force for urban water demand. The change of temperature and precipitation has obvious effects on the landscape water demand. The water demand output is sensitive to the change in population, per capita demand, and temperature. Increased precipitation will reduce urban water demand and increased economic growth will increase water demand. By implementing integrated water conservation measures and improved water conservation willingness, water demand could be reduced by 17.5%.     

中国海滨旅游地气候适宜性评价

选定我国２５个滨海城市和１２个岛屿共计３７个测站的四项指标（气温、风速、相对湿度、日照时数的多年月平均值）３０多个系列年资料，对海滨城市和近岸岛屿的气候进行了系统分析。研究发现，我国的渤海湾沿岸海滨城市和海南南部城市有长达４～６个月的度假和休疗养的气候条件，它们在季节上有着较强的互补性，相比之下，其他海滨城市适宜旅游季节不长，且分成春、秋两个时段，综合条件不太理想。