高寒区温度三因子的时间变化及其与水稻产量的关系研究

利用高寒区——黑龙江省44个气象观测站1980-2014年气象资料和水稻单产资料,以旬为时间单元将生长季(5-9月)划分为15个研究时段,引入日平均气温、最低气温、最高气温3个温度因子,采用数理统计方法,研究温度三因子的时间变化趋势和突变特征,并构建温度因子与水稻产量的相关关系。结果表明:(1)1980-2014年间,研究区作物生长季内各研究时段温度三因子随时间总体以升高为主,其中最低气温升温显著。5-6月是温度升高较快时期,升温形势表征为最低气温与最高气温升温显著不对称。(2)1980-2014年间,5月中旬至下旬、6月下旬至7月中旬、9月中旬至9月下旬有气温因子发生突变,突变主要发生在1980年代末至21世纪初,突变后升温剧烈,升幅为1.2~2.2℃。(3)研究期间,研究区水稻生长季内大部研究时段的温度因子与水稻单产相关显著(P0.01,P0.05),5-7月是温度三因子与水稻单产相关最显著的时间段,其中最低气温与水稻单产相关最显著。(4)1980-2014年间,在不同研究时段内,温度单因子均与水稻单产呈正相关,表明在一定温度范围内,温度对产量的影响为正效应。温度各因子每升高1℃,水稻单产升高幅度为307~722 kg/hm2。     

近年黑龙江省春旱频繁发生的研究分析

近年来,黑龙江省春旱连年发生,且具有持续时间长、范围广、受害程度严重的特点.利用30年来的气象资料分析了黑龙江省的降水特征,通过降水、春季湿润系数等分析了近几年的春旱情况,总结了近年春旱发生的特点、时空分布及其对农业生产的影响,为农业生产上减灾、抗灾提供科学的依据.     

东北主要城市的空气质量长期变化特征

利用2001—2012年沈阳、大连、长春和哈尔滨市及2005—2012年齐齐哈尔市和牡丹江市城市空气质量日报资料对空气质量变化特征和影响因素进行了分析.结果表明,东北地区城市空气质量与国内北京、天津、石家庄等地区相比,空气污染相对较轻,6个城市空气质量都以Ⅰ级(优)与Ⅱ级(良)为主;6个城市首要污染物均为可吸入颗粒物,占样本总数80%以上.沈阳、长春、哈尔滨市空气污染指数(API)年平均下降趋势显著,通过P0.01的显著性检验.大连、齐齐哈尔空气污染指数(API)年平均下降趋势显著通过P0.05的显著性检验.地理因素、污染源及沙尘天气对东北主要城市API分布的区域性特征和季节变化具有重要的影响.     

气候变暖对中国夏热冬冷地区居住建筑采暖降温年耗电量的影响

20世纪80年代中期以来的气候变暖,尤其是90年代中期以来的气候显著变暖带给社会经济发展的利与弊,一直以来受到广泛关注。气候变暖对于建筑耗能,尤其是对采暖和降温总耗能的影响很值得研究。论文以主要使用电能进行空间调节的中国夏热冬冷地区为对象,以《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JCJ134-2001》中所规定的采暖、降温耗电量限值为依据,研究了气候变暖对该区居住建筑单位面积采暖年耗电量、降温年耗电量及采暖降温年耗电总量的影响。结果表明,1986年以来的气候变暖,尤其是1996年以来的气候显著变暖,理论上使夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖年耗电量降低;同时增加了相当一部分地区居住建筑单位面积降温年耗电量;除个别地区外,气候变暖理论上使中国夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖降温耗电总量普遍下降。     

东北地区生长季潜在蒸散量的变化特征分析

采用1998年联合国粮农组织修订的Penman-Monteith模型计算了东北三省1960-2008年期间各地的潜在蒸散量。东北地区潜在蒸散量的基本分布特征为南多北少,随着纬度的增加,潜在蒸散量随纬度递减的特征越来越明显。近50年来东北地区生长季潜在蒸散量呈显著的增加趋势,东北北部增加趋势比南部更为显著,其中9月增加趋势最为显著。     

黑龙江省近年低温冷害特征再探

采用以生长季5-9月平均温度和的距平值作为低温冷害指标的方法,利用黑龙江省79个站点1971-2006年生长季气温及纬度、海拔高度等资料,计算了各站点的一般低温冷害指示值和严重低温冷害指示值,并分析了黑龙江省低温冷害的分布特征.分析结果显示:黑龙江省1971年以来的36a中出现大范围低温冷害9次;发生低温冷害的频率由南向北逐渐增加,大部地区在20%～40%之间;低温冷害主要出现在20世纪70年代、80年代和90年代前期,90年代中期以后的10a中,农区基本没有出现低温冷害.     

扎龙湿地NPP时空格局及其对气候因子变化的响应

植被净初级生产力(NPP)是表征陆地生态系统对气候变化响应的重要指标,扎龙湿地是全球气候变化敏感区域湿地生态系统的典型代表,基于遥感资料和气候资料,借助GIS、RS技术和地理探测器方法,估算了2000-2017年扎龙湿地植被NPP时空分布特征,探索了植被NPP空间异质性及气候因素对其动态变化的影响,为研究气候变化背景下湿地碳循环的响应过程与驱动机制提供参考。结果表明,2000-2017年,扎龙湿地植被NPP年平均值为478.30 g·m~(-2)·a~(-1)(以C计,下同),其中有水草甸为483.33 g·m~(-2)·a~(-1),无水草甸为485.99 g·m~(-2)·a~(-1),农作物为448.70 g·m~(-2)·a~(-1),有水草甸和农作物的NPP年平均值均呈显著增加趋势。扎龙湿地核心区NPP年平均值最高,为513.75 g·m~(-2)·a~(-1);试验区NPP平均值最低,为422.80 g·m~(-2)·a~(-1)。水分因子对植被NPP的总体影响力大于温度因子,对水分的依赖程度由大到小排序依次为无水草甸、农作物、有水草甸,对温度的依赖程度由大到小排序依次为无水草甸、有水草甸、农作物。气候因子两两交互作用对自然植被NPP动态变化的总体影响显著大于农作物,其中4-10月EI和年平均气温的协同作用对无水草甸NPP动态变化的贡献率达37.85%,4-10月日较差和年平均气温的协同作用对有水草甸NPP动态变化的贡献率达31.14%,年平均气温和无霜期的协同作用对农作物NPP动态变化的贡献率达29.00%。     

基于决策树的黑龙江省旱耕地分类

基于决策树和EOS/MODIS数据,参考黑龙江省的农事活动和农作物发育期数据,对该省旱耕地进行了分类。结果表明,利用MODIS较高时间分辨率的特点,提取该省植被物候信息,可以在较短时间内实现对旱耕地分布及面积的定量描述;由于黑龙江省的干湿冷暖差异较大,按气候特征分区进行旱耕地判识的效果较好,总体精度可达到85.27%,Kappa系数0.8415。该项研究可为黑龙江省旱耕地面积数据的及时获取提供参考。     

东亚季风活动对黑龙江省夏季旱涝灾害的影响

用１９５１年１月到１９９７年７月间海平面气压值计算了夏季风（４～９月）和冬季风（１０月到次年３月）的季风指数。夏季风指数为负（正）值,表示季风强（弱）;冬季风指数为正（负）值,表示季风强（弱）。季风活动具有２３．３年和１１．７年长周期和２．６个月短周期的振荡特性。６,７,８月季风指数与同期黑龙江省降水关系密切,季风活动越强降水越大,雨涝严重。这种季风与降水的天气形势在前２个月,即４,５月份就已显示出明显的相似特征和季风指数增强的特征,这可以作为黑龙江省夏季将有较大降水的强信号。     

东北地区采暖气候条件变化特征及预测

东北地区是我国采暖期最长、采暖需求最高的地区。冬季供暖耗能的多少主要取决于室外温度。论文利用1957-2011 年东北地区88 个气象台站的逐日平均气温资料,采用趋势系数、变化速率、Mann-Kendall 突变分析、一元线性回归等方法,对东北全区、北区和南区的采暖气候条件进行了分析。得出：东北全区采暖期平均气温为-8.2℃,54 a 来的变化速率为0.17℃/10 a,升温趋势通过了0.05 显著性检验,在1982-1983 年发生了突变;采暖期天数平均为186 d,变化速率为-2.0 d/10 a,通过了0.001 显著性检验,在1990 年发生了突变;采暖强度平均为4 959℃·d,采暖耗能变化率为-17.7%/10 a,通过了0.001 显著性检验,在1980 年代中期发生了突变。东北地区采暖期平均气温升高1℃,采暖强度将减少210℃·d,采暖耗能将减少4.4%。另外,论文根据前期环流指数构建了采暖强度预测模型。