资源科学

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专栏:空气质量研究

空气污染对气候变化的影响与反馈研究

陈东升, 杜吴鹏, 付加锋, 高庆先, 吕连宏, 师华定, 张时煌

2012, 34(8): 1384-1391.

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本文总结了由中国环境科学研究院、中国科学院地理资源所、北京工业大学、北京市气候中心共同承担环保公益性行业科研专项“空气污染对气候变化的影响与反馈研究”课题有关研究成果。包括污染物和温室气体排放现状和趋势、空气质量模拟及应用、区域气候模拟及应用、未来气候变化情景及对污染物影响以及应对气候变化的污染物防控措施和效果的研究进展。主要阶段性成果包括:建立了基准年典型空气污染物和主要温室气体排放数据库,并分区域和行业综合评估了我国空气污染物和温室气体排放现状和趋势;利用区域气候模型对全国近十年气候状况进行了模拟分析,开展了典型地区的敏感性试验;分析了典型地区(京津冀、长三角和珠三角3个城市群)空气污染指数(API)与不同气象要素的相关性,揭示了气象因子对空气污染的影响机理;对比分析了典型发达国家或组织和典型发展中国家的污染物防控和应对气候变化的政策措施及效果,并对未来空气污染对气候变化的影响与反馈研究的方向和重点进行了展望。

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专栏:空气质量研究

京津石三市空气污染指数(API)的时空分布特征及其与气象要素的关系

高庆先, 李文杰, 张时煌, 赵凌美, 周兆媛

2012, 34(8): 1392-1400.

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依据2001年-2010年的空气污染指数(API)日报数据和相应时段的地面气象要素数据,从季节平均和月平均、空气污染等级和空气污染过程3个角度出发,分别研究北京、天津和石家庄3市的空气污染指数(API)与气象要素之间的相关关系,统计分析结果表明:①北京、天津、石家庄3市的空气污染状况在2001年-2010年期间逐步改善,夏季空气质量最好;北京春季受沙尘的影响、天津和石家庄冬季受取暖的影响导致对应季节的空气质量最差;②气象要素对空气污染的影响存在较大时空差异,北京、天津和石家庄3市的月均尺度的API与气温(平均、最高和最低)、最高气压、水汽压和最大风速4类气象要素存在一致的相关关系,大部分相关系数的绝对值天津>石家庄>北京;季均值尺度下,北京、天津和石家庄3市的API与气象要素的关系差异性较大,但3市的API与水汽压存在一致的相关关系;和季节与月份均值处理分析的相关性相比,基于空气污染不同级别分析的相关系数明显偏低,可能与较大的样本量和气象要素对空气污染影响机制的复杂性有关;基于空气污染过程的相关系数的绝对值介于均值和级别分析结果的中间,但是3个城市气象要素对空气污染的影响相关系数仍显不足;③根据不同风向上污染日数的分布统计分析,北京、天津和石家庄分别主要受西南和南西南、北西北和北以及东南和东东南方向上极大风速和最大风速的影响。为了使研究结果更具机理性和普适性,更好的服务于空气污染未来预报,仍需进一步开展包括上述多种方式的联合与深入研究。

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专栏:空气质量研究

2001 年至2010 年中国三大城市群中几个典型城市的API变化特征

杜吴鹏, 高庆先, 师华定, 孙丹, 轩春怡

2012, 34(8): 1401-1407.

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利用2001年-2010年京津冀、长三角和珠三角三大城市群9个代表城市近10年的每日API数据,研究了各个城市群和城市API年际和季节变化特征并统计了每年轻度污染及以上级别的天数,结果表明:近10年三大城市群代表城市的API总体呈下降趋势,其中京津冀城市群API最高,下降也最为明显,而珠三角城市群API最低,下降最不显著;各城市年均和季节API随纬度由北向南逐渐降低,城市群内部距离海洋近的城市API较低;三大城市群API呈现冬春季高、夏季低的季节变化特征;北京和石家庄近10年年均污染天数最多,珠海污染天数最少,2001年-2008年三大城市群城市间的污染天数差距较大,2008年之后污染天数差距明显缩小,API有趋于同步的变化趋势,大气污染呈现一定的区域同质化特征。在新的环境空气质量指数(AQI)实施之前系统分析三大城市群近10年API的变化特征可为日后科学评价和对比两种指数提供一定参考。

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专栏:空气质量研究

应用WRF-chem模式模拟京津冀地区气溶胶污染对夏季气象条件的影响

陈东升, 高庆先, 李悦, 马欣, 师华定, 温维, 周颖

2012, 34(8): 1408-1415.

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本文利用WRF-chem空气质量模式,模拟研究2006年夏季代表月份7月的气溶胶污染对京津冀地区的温度、风速、PBL高度以及降水量等的影响。模拟结果表明,在气溶胶的直接和间接气候效应的作用下京津冀地区2006 年夏季区域平均温度下降了0.19℃、风速升高了0.089m/s、PBL 高度下降了34.42m、降水量增加了0.069mm。研究发现,对于污染较重的地区地面10m风速的下降程度显著,而地面2m温度和PBL高度则明显的下降,对于污染较轻的地区地面2m温度和PBL高度有明显的下降,地面10m风速则有明显的上升。此外,由于地形的作用,北京市平原地区的温度和PBL高度的下降量低于山地地区,而风速则相反。

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专栏:空气质量研究

气候变化与空气污染的互馈集成系统设计

师华定, 王占刚

2012, 34(8): 1416-1421.

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开展气候变化与空气污染之间的反馈响应研究对于有效控制大气污染与温室气体排放、应对气候变化具有十分重要的意义。本文将区域气候模型和空气质量模型有机结合,提出模型互馈集成框架结构,描述了集成中空间与时间尺度问题。将互馈集成系统总体逻辑结构划分为五个层次,即数据层、模型层、集成层、应用层和结果层。介绍了区域气候模型与空气质量模型之间的数据集成接口和功能集成接口。设计并开发了气候变化与空气污染的互馈集成系统,利用该系统可以有效模拟和预估未来区域气候变化的情况,发现空气污染与区域气候变化之间的关系。

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专栏:空气质量研究

RegCM3 不同分辨率对西北地区夏季温度和降水模拟结果的影响

陈跃浩, 杜吴鹏, 高庆先, 景元书

2012, 34(8): 1422-1429.

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我国西北地区是世界上气候变率较大的地区之一,其气候变化在中国、东亚及全球的气候变化中都占有重要地位。利用区域气候模式RegCM3,选取2种不同的水平分辨率30km和50km,对我国西北地区2001年夏季的温度和降水情况进行数值模拟,与同时段的实测资料进行对比,结果表明:模式基本能反映出西北地区温度和降水的变化情况,其中温度和降水的模拟效果均是在6月最差,并且在西北整个区域中,对于青海地区的模拟效果较差;在对气温的模拟中,分辨率的不同并没有对结果产生显著的影响,总体上模拟结果产生了系统性的冷偏差;对于降水的模拟中,模拟的不同区域对于分辨率的敏感程度不同,分辨率变化对于新疆地区的模拟影响最小,内蒙和宁夏地区所受影响较大,并且分辨率提高不一定会带来模拟结果的明显改善,不同区域在不同的月份对于分辨率改变引起的模拟偏差有所不同,内蒙7月,30km分辨率下模拟偏差为8.0%,50km的偏差为43.8%;宁夏8月,30km分辨率下模拟偏差为33.0%,50km的偏差为0.9%;在进行的西北地区夏季分辨率调整带来的温度和降水影响试验中,对于温度的模拟要优于对降水的模拟。

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专栏:空气质量研究

RegCM3 模式对中国近10 年来气温变化的模拟实验及检验

杜吴鹏, 房小怡, 高庆先, 师华定, 孙丹

2012, 34(8): 1430-1438.

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利用区域气候模式RegCM3模拟了2000年-2009年全国的气温及其变化,并通过地面气象观测资料对模拟结果进行了初步检验和分析。结果表明:模式总体上能模拟出全国的气温分布、梯度变化以及较为明显的高温中心,对中东部地区的模拟效果优于西部的青藏高原、新疆等地区。代表性气象站点2005年-2009年较2000年-2004年气温变化趋势的观测结果与模拟一致,模式具有一定的区域气候变化模拟能力。利用各区域气象站观测资料对模拟结果进行检验,进一步模拟出气温的年度和季节变化,对东北和华北的模拟效果优于其它地区,但模式对气温的模拟存在系统性偏低现象,特别是北方地区的高温季节、西南-长江流域一线的低温季节气温偏低较为明显。在全球气候变化背景下极端气候事件频繁发生,因此未来对模式模拟性能会有更高要求,在提高模式分辨率、改进模式物理化学机制,以及使用更多的地面观测资料等方面需要进一步深入研究。

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专栏:空气质量研究

世界主要国家温室气体与二氧化硫的协同减排及启示

付加锋, 宋飞

2012, 34(8): 1439-1444.

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本文以美国、日本和欧盟等世界主要国家或组织为研究对象,使用国际能源机构、世界银行、联合国、欧盟委员会以及中国国家统计局的相关能源消费、CO₂以及SO₂的排放数据,基于能源消费的视角,以火电行业为切入点,根据温室气体和SO₂主要由能源消费产生的,且CO₂为主要温室气体的特点,对能源消费与CO₂和SO₂的排放进行相关性分析,并对欧盟进行的CO₂与SO₂协同减排进行实证研究,对其所采取的减排措施或者在预设的减排情景下计算其减排量,分析协同减排的前景,为我国进一步有效地对温室气体和SO₂的协同减排提供经验和借鉴。研究结果表明:根据美国、欧盟、日本和中国的能源消费与CO₂排放的数据,计算得出能源消费与CO₂排放以及SO₂排放的相关系数分别为:0.9291、-0.2965、0.9357、0.9978;而根据中国能源消费与SO₂排放数据,计算得出能源消费与SO₂排放的相关系数为0.8738。表明能源消费与CO₂和SO₂排放高度线性相关,在进行CO₂减排的同时可以协同对SO₂进行减排。依据欧盟成员国首脑在2007年共同明确的减排目标,即到2020年至少实现减排温室气体20％的目标,计算得出2020年欧盟火力发电行业可在2007年的基础上减排4.92MtCO₂,与此同时SO₂可减排218.05kt。因此,根据欧盟等发达国家协同减排的经验,我国在温室气体与二氧化硫协同减排方面具有巨大潜力。

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专栏:空气质量研究

东北三省消费型碳排放的差异分析

付加锋, 耿丽敏, 宋玉祥

2012, 34(8): 1445-1451.

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当前,碳排放配额与碳排放责任划分是世界各国关注的焦点,消费型碳排放核算体系能够更好的解决国际贸易间的碳泄漏,更加具有公平性。中国作为一个贸易和碳排放大国,国内各省间贸易关系非常复杂。因而,基于消费视角研究各省的碳排放对各省准确把握碳排放量具有公平性和客观性。在总结国内外学者对消费型碳排放研究的基础上,构建了国内省际间消费型碳排放核算方法,并对东北三省碳排放空间的差异性进行剖析,揭示了消费型碳排放量和生产型碳排放量之间的差异。研究显示,黑吉辽三省的消费型碳排放的空间差异明显,并且出口和调出隐含碳排放量在各省生产活动所产生的碳排放总量中所占比例接近甚至高于50%。通过本研究以期对省级行政单位的碳排放核算和节能减排有一定的借鉴意义。

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专栏:空气质量研究

中国主要大气污染物和温室气体的排放特征与关联性

吕连宏, 罗宏, 王晓, 薛婕, 赵娟

2012, 34(8): 1452-1460.

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摸清我国大气污染物和温室气体排放的特征和关系,对制定大气污染物与温室气体的协同控制的相关政策具有重要的现实指导意义。选取中国大陆30个省(市、自治区)1995年-2010年省际和行业面板数据,应用数理统计分析方法对中国SO₂和CO₂的排放特征及二者的关联性进行了研究。结果显示:SO₂、CO₂排放总量的年际变化趋势相似;SO₂排放总量地区排放特征为西部>东部>中部>东北地区,CO₂排放总量地区排放特征为东部>中部>西部>东北地区,但西部地区的排放强度远高于中东部和东北地区;绝大部分的SO₂和CO₂排放量来自电力、热力行业,黑色金属行业,非金属矿物制品业和化学原料及化学制品制造业4个行业,其中,电力、热力行业的排放量最大,2010年电力、热力行业排放的SO₂和CO₂分别占行业排放总量的53%和55%;我国SO₂和CO₂排放量的相关系数r为0.806,且r_西部>r_中部>r_东北>r_东部,各地区之间由于治理水平的差距导致相关性差异显著。

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土地资源

分家析产对耕地田坎系数的影响——以河西走廊地区永昌县为例

陈英, 赵佳琪

2012, 34(8): 1461-1468.

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农村土地实行均包制,从而导致土地被分割,农户承包地细碎化的趋势十分明显,耕地田埂系数逐年增加。本文针对河西走廊地区永昌县6个镇4个乡的109个行政村的农户,选取10个样区的调查数据为基础,运用AHP层次分析法分析得出影响耕地田坎系数各因素的权重,在此基础上,走访调查农户对分家析产的意愿及结合土地分等定级进行土地承包分配的意愿。结果表明,分家析产后大多数农户耕地中耕地田坎系数明显增加,实际耕作面积减少。最后结论认为,分家析产会影响耕地田坎系数,进而影响到实际耕作面积,最终制约土地利用集约化的发展。因分家行为在短期内不会改变,所以借助农用地分等定级方式分配土地,有效降低耕地田坎系数,减少零碎化,减低农业成本。同时研究数据显示农户选择该方法的意愿较高,希望政府从农户具体行为入手,促进农业规模化经营,促进土地流转改革,提高土地集约化程度。

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土地资源

不同体制下农户农田生产活动差异分析——新疆地方村庄与兵团连队的对比

胡晓江, 乔家君, 吴娜琳

2012, 34(8): 1469-1476.

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通过对52家地方村庄农户、82家兵团连队职工家庭1)的调查,分析了处于同一自然环境下、生产类型相似、生产技术水平相当的新疆地方村庄与兵团连队(简称地方和兵团)生产行为主体的农田生产活动。得出如下结论:①兵团与地方农户的农田生产要素投入差距较小,但投入结构差异较大;前者不受非直接投入性要素影响,而后者深受其影响;②兵团农户的农田产出资金额显著高于地方,二者受直接投入性要素的影响均强于非直接投入性要素,但影响因素结构不同;③兵团农户的农田生产效率显著高于地方,且差异显著。二者均与非直接投入性要素的相关性较强,影响因素亦不同。进一步分析发现,体制因素对农田投入及生产效率影响显著。最后提出,在农业生产方面,兵团连队与地方村庄应相互借鉴,加大体制改革与创新,为我国转变农业发展方式提供参照。

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土地资源

基于农户行为响应的农村居民点整合模式探析——以重庆市合川区兴坝村为例

蒋福霞, 李晓庆, 王成, 王利平, 赵帅华

2012, 34(8): 1477-1483.

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农村居民点整合作为合理组织和有效配置农村土地资源、改善农村人居环境、促进农业规模经营和提升土地价值的重要手段,对其进行研究具有重要实践意义和理论价值。本研究运用相关行为科学的理论,构建了一个模型对农村居民点整合中农户行为响应的决策过程进行模拟,运用参与式农村评估对模拟过程进行农户调研,结合农户自身资源特征、住房情况与生计发展意愿分析不同类型农户的响应程度,根据不同类型农户农村居民点响应程度的差异凝练出兴坝村农村居民点的4种整合模式:农业发展型整合方式、兼业型整合方式、非农发展型整合方式和保留型整合方式。

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土地资源

基于Logistic模型的失地农民土地征收意愿影响因素研究

高贵现, 郭玲霞, 彭开丽

2012, 34(8): 1484-1492.

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通过对武汉市洪山区、江夏区、新洲区和东西湖区4区城乡结合部的28村近5年被征地的251户样本农户进行结构式访谈获取到失地农民征地意愿相关信息的第一手资料,以便了解武汉市城乡结合部失地农民的征地意愿并定量分析其征地意愿的影响因素。并主要采用二元Logistic回归模型对失地农民征地意愿的影响因素进行分析,发现:征地意愿主要与农户家庭征地前对耕地的依赖度、对征地前家庭居住条件的满意度、征地补偿合理性、征地对家庭经济的影响、征地对就业的影响等5个变量有关,其中前两个变量均对征地意愿有负影响,后三个变量对征地意愿有正面影响。应进一步提高失地农民的补偿标准,采用更合理的补偿方式; 尽可能降低征地对当地农村环境造成的污染或破坏;改善就业创业环境,引导失地农民走向可持续生计的道路,使其失地后生活水平仍能随着经济发展而逐渐提高。

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土地资源

基于多分类Logistic回归模型的张家口市农用地格局模拟

郭洪峰, 田媛, 吴艳芳, 许月卿

2012, 34(8): 1493-1499.

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区域土地利用空间格局的模拟与预测是土地利用变化研究的重要内容。本文基于张家口市第二次全国农村土地调查成果, 利用地形、降水、道路、人口密度以及城镇和农村居民点等数据,以草地为参照组,构建了张家口市农用地分布格局的多分类logistic回归模型,对其耕地、园地、林地和草地的空间分布格局进行了模拟,并采用ROC曲线对模拟结果进行了检验。结果表明:坡度、降雨量、高程、人口密度以及至村庄距离是影响张家口市农用地空间分布格局的重要因素,耕地、园地、林地、草地分布概率的ROC 曲线检验结果分别为0.7732、0.8800、0.7432、0.6750。模型模拟的耕地、园地、林地、草地空间分布格局与2009年相应地类的空间分布格局具有很好的一致性。该模拟很好地揭示了张家口市农用地格局形成的内在影响机制,研究结果为张家口市未来土地利用变化情景分析及其土地利用管理决策提供了科学依据。多分类logistic回归模型充分利用土地利用系统完整信息,实现多种地类的模拟和预测,为土地利用系统研究提供了一种有力工具。

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土地资源

2001 年至2010 年三峡库区重庆段植被活动时空特征及其影响因素

李建国, 李月臣, 刘金萍, 刘丽丽, 濮励杰

2012, 34(8): 1500-1507.

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利用2001年-2010年的MODIS陆地产品MOD13A3 NDVI数据对三峡库区重庆段近10年来的植被生长状况及其影响因素进行分析,结果表明:①三峡库区重庆段东部、中南部中高山区NDVI较高,西部川东平行岭谷区,长江干流及其支流谷地NDVI较低;地形和人类建设活动成为主要的影响因素;②近10年来三峡库区重庆段植被活动总体上呈逐渐增强的趋势;③研究区植被活动出现极化的趋势,植被稀疏的区域植被活动进一步减小,植被茂密的区域植被活动保持稳定或增强,夏季最为明显;④研究区6种植被类型中,阔叶林的NDVI最高,为0.6904;水生植被的NDVI最低,为0.5710。草甸和灌丛、灌草丛两种植被类型增长最为迅速,分别为0.6%和0.48%;⑤地形、坡度和地形起伏度是影响三峡库区重庆段植被生长状况最为重要的因素,三个因素从根本上决定了植被的空间分布与变化轨迹。其中,地形起伏是坡度与地形起伏度形成的充分条件,成为最根本的决定性影响因素,同时,人类活动已经成为该区植被退化的主要因素。

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土地资源

1990 年至2010 年农牧交错带冀蒙接壤区土地退化特点及影响因素分析

戴诚, 康慕谊, 王强

2012, 34(8): 1508-1517.

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本文以Landsat-TM影像、统计资料和野外调查数据为基础,借助PCC法和土地质量评价,分析冀蒙接壤区20年来土地利用状况及其生态变化,并探讨影响生态的主因。结果表明:①2000年是生态发生转折变化的分界点。2000年前生态持续退化,主要标志是林地、草地、地表水体萎缩;2000年后生态趋向恢复,主要特征是草地逐渐恢复。局部地区由于地表水体持续萎缩,生态退化较为严重;②土地退化区域较为集中:2000年前,发生于尚义县、张北县、太仆寺旗局部地区;2000年后,发生于张北县、尚义县、正蓝旗局部地区;③2000年前,退化主要发生于优等质量土地上;2000年后,优等质量土地的退化比例有所下降,中等质量土地的退化比例大幅增长;④种植业、工业用水过量是造成耕地、草地退化及水体萎缩的主因;⑤在继续坚持退耕还林(草)政策的同时,制定详细的水资源利用规划是有效遏制区域生态退化的必由之路。

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气候资源

基于Z指数的辽宁省气象干旱时空特性分析

曹永强, 路璐, 苏阳, 杨春祥, 张兰霞

2012, 34(8): 1518-1525.

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利用辽宁省21个气象站点1958年-2008年逐日降水观测资料,采用Z指数方法计算单站旱涝指标,在此基础上确定区域旱涝等级,从时间和空间两个方面对辽宁省近51年年际和春季气象干旱特征进行分析。研究结果表明:时间上,年际变化中,辽宁省旱涝交替发生,易发生连续性气象干旱,年际旱涝存在9年左右的显著周期,各个分区中辽西北地区干旱频次最大,辽南地区干旱频次最小;春季干旱变化与年际变化相似,春季旱涝存在3年左右的显著周期,各分区中辽西北与辽中地区春旱频次最大,而辽南地区春旱频次最小。空间上,年际干旱分布特征较集中,地域分布总体由西北向东南递减,其中重旱易发区为辽北和辽南,大旱易发区为辽西南部,偏旱易发区较分散;春旱分布特征较分散,其中重旱易发区为辽西北部,大旱易发区为辽北和辽南部分地区,而偏旱易发区较多且分散。研究结果与实际基本相符,可为辽宁省相关部门制定抗旱对策提供参考。

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气候资源

河南省历史水旱灾害危险性分析

李谢辉, 王磊

2012, 34(8): 1526-1532.

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河南省水旱灾害十分频繁。本文在1450年-1979年分区历史水旱灾年频率计算的基础上,结合由1980年-2009年数据得到的降雨量距平百分率旱年频次,以及由多年(1980年-2010年)平均汛期雨季(6月-9月)降水量和降水变率获得的综合降水量对洪水灾害危险性的影响度,根据频率越高,危险性越大的原则,利用GIS技术,从时空尺度上对河南省干旱灾害危险性、洪水灾害危险性、水旱灾害综合危险性进行分析。结果表明:在行政区划范围内,干旱灾害危险性的高风险区主要位于平顶山市、郑州市和许昌市的大部分地区,低风险区主要位于南阳市和信阳市;洪水灾害危险性的高风险区主要位于平顶山市南部、漯河市南部和周口市的西南部地区、以及商丘市东南部,和开封、周口、商丘三市的交界处,低风险区主要位于南阳市的大部分地区;水旱灾害综合危险性的高风险区主要位于平顶山市,低风险区主要位于南阳市。其结果可为河南省水旱灾害的风险评估、风险管理及防灾减灾预案等提供重要依据。

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气候资源

一种马铃薯叶面积校正系数的确定方法

方德彪, 贾建英, 李巧珍, 任华荣, 万信, 杨兴国

2012, 34(8): 1533-1537.

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目前比较常用的叶面积测定方法中,以叶面积仪、求积仪和计算纸法测量精度最高,而以校正系数法最为简便,易于大范围推广使用。马铃薯由于叶片多且规则程度较差等原因,尚未有简便易行的类似于小麦等作物的叶面积校正系数见报,造成了马铃薯叶面积测定实际操作时难度及误差较大。本文通过试验研究,以计算纸法测定值为标准,确定了马铃薯叶面积另外三种不同测定方法的校正系数:长宽积法叶面积校正系数K为0.76,该方法简单易行、便于推广;机械式求积仪叶面积测量结果为实际面积的92%,测量值需乘以1.09得到比较真实的面积,仪器操作过程繁琐,不便使用;SHY-150型扫描式活体面积仪测量值仅为实际面积的71%,测定值需乘以1.40得到实际面积,由于其价格昂贵、加之对操作过程要求较高容易产生人为误差等原因,影响普遍使用。

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气候资源

金沙江流域汛期径流量变化的气候特征分析

岑思弦, 李媛媛, 秦宁生

2012, 34(8): 1538-1545.

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利用金沙江流域的直门达、石鼓、小得石以及屏山4个站的径流量,以及NCEP/NCAR再分析资料和我国地面观测站逐日降水资料,研究了金沙江流域汛期(7月-9月)径流量变化的气候特征,结果表明:汛期金沙江流域径流量的年际变化趋势并不显著;直门达站径流量以2～4a时间尺度为主要振荡周期;而石鼓、屏山以及小得石站径流量在1970年前后存在显著突变,这种突变主要体现为变率突变,1970年以前振荡周期以2～4a时间尺度为主,1970年以后振荡周期则转变为以8～16a时间尺度为主;当伊朗高原至青藏高原中西部地区上空的西风水汽输送加强(减弱)时,三江源地区的降水增加(减少),有利于金沙江流域源头径流量增加(减少);当沿青藏高原南侧边缘西风水汽输送以及中国东部至日本附近地区气旋性水汽输送环流西侧的东北水汽输送加强(减弱)时,金沙江上游及雅砻江中下游沿岸降水偏多(偏少),导致金沙江中下游径流量增多(减少)。

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水资源

中国水资源与经济发展要素的时空匹配分析

李健, 唐燕, 张吉辉

2012, 34(8): 1546-1555.

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水资源相对短缺已经成为影响区域社会、经济和生态可持续发展的重要因素。本文以2004年-2009年我国31个省市水资源分布、水资源配置相关数据为基础,计算各地区水资源与人口、面积、GDP等经济发展要素的基尼系数,对我国水资源分布、配置与经济发展要素匹配关系的时间演变规律进行研究。结果表明:我国水资源分布与人口、GDP的匹配关系处于波动均衡状态,而与土地面积之间处于极不匹配状态;水资源配置与GDP、人口、土地面积分别表现为比较匹配、不匹配和极不匹配关系,且不匹配程度有缓慢加剧的趋势。另一方面,按照空间维度分析需要,将全国划分为七大地区,并以2009年为例,计算了各地区水资源-经济发展要素的不平衡指数,借此阐释水资源分布、配置与经济发展要素在空间维度上的协调规律,找出主要影响地区。最后,提出了相应的调整措施,以期为缓解区域水资源短缺、调节水资源分布和配置的失衡提供依据。

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水资源

天山地区冬季降雪量及其集中度和集中期的变化特征

李效收, 汪宝龙, 王圣杰, 王媛媛, 张明军

2012, 34(8): 1556-1564.

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利用1961年-2010年天山地区21站的冬季降雪资料,采用线性倾向估计法、反距离加权法和Morlet小波分析等方法,研究了天山地区近50a冬季降雪量及降雪的集中度与集中期的时空变化特征,并在此基础上应用Rescaled Range Analysis分析方法尝试预测了未来该地区冬季降雪量变化的情形。结果表明:天山地区冬季降雪量呈明显上升趋势,未来天山地区冬季降雪量的变化趋势与过去50a冬季降雪量的变化趋势相同,仍将持续上升,冬季降雪的集中度和集中期也呈上升趋势,但空间差异明显;冬季降雪量及降雪的集中度和集中期在一定的时间序列中存在不同周期变化,且周期反映比较明显;此外研究还发现,天山地区南(北)坡冬季降雪量及降雪的集中度和集中期的年际变化也不尽相同。

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水资源

天山乌鲁木齐河源区夏季径流量与0℃层高度的关系

黄小燕, 李小飞, 潘淑坤, 王圣杰, 张明军

2012, 34(8): 1565-1573.

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采用1985年-2006年夏季天山乌鲁木齐河源区3个水文监测点(乌源1号冰川水文点、空冰斗水文点与总控制水文点)的日平均径流资料和乌鲁木齐探空站逐日高空大气0℃高度资料,应用统计方法定性与定量相结合地分析了22年来该区域夏季0℃层平均高度变化和日平均径流变化趋势及其相关性。研究表明:1号冰川水文点的0℃层高度和日平均径流的相关性最好,且日平均径流的变化趋势滞后0℃层高度变化,其次是总控制水文点,空冰斗水文点的相关性最差;日平均径流与超前2~3 d、持续3~4 d的0℃层高度累积值之间的相关系数最大。最后选取1号冰川水文点相关系数最高的序列进行回归分析,日平均径流与0℃层高度之间呈指数函数关系,以0℃层高度为因子,建立了日平均径流的非线性一元回归模型。

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水资源

近10 年黑河流域上游积雪时空分布特征及变化趋势

党素珍, 刘昌明, 王中根, 吴梦莹

2012, 34(8): 1574-1581.

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基于黑河流域上游1960年-2011年降水、气温数据及2000年-2011年MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)积雪产品,采用Mann-Kendall非参数检验和累积距平曲线,研究了降水、气温序列的变化趋势和突变点,分析了黑河流域上游积雪面积的年内分布过程和年际变化趋势,探讨了近10a来降水、气温变化对积雪覆盖面积的影响。结果表明:①黑河流域上游年平均气温呈显著的上升趋势,年降水量也呈微弱增加趋势;②黑河流域上游积雪面积年内分布呈双峰型,峰值分别出现在秋季和春季,夏季积雪面积最小;③2000年-2011年积雪面积呈微弱上升趋势,但各季变化不同。春、秋季积雪面积呈上升趋势,夏季为减少趋势,冬季没有明显的变化;④积雪频率有3个高值区,分布在黑河流域上游西岔札马什克水文站周围及以上区域。积雪频率与流域内高程存在显著的相关性;⑤各个季节积雪面积与气温呈负相关的关系;除秋季外,与降水呈正相关的关系。也即较大的降水在较低的气温条件下,有利于积雪的增加,温度的升高则使积雪面积减少。

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水资源

基于MODIS数据的伊洛河流域地表蒸散空间和年内变化特征

钱乐祥, 王万同

2012, 34(8): 1582-1590.

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MODIS数据具备较好的时间分辨率,是目前模拟监测区域尺度地表能量与水分变化比较理想的数据源。SEBS模型理论基础坚实、区域应用限制低、反演结果较为合理准确,因此得到广泛应用。利用伊洛河流域2002年、2008年四季典型日(8d)的MODIS数据,采用结合DEM数据改进后的SEBS模型,对伊洛河流域地表蒸散进行了估算,分析了地表蒸散的空间格局和年内变化特征。结果表明:研究区地表蒸散空间分布具有明显的地域性差异,呈现出南部高、北部低,山区高、河谷低,南北梯度大的空间分布特点,区域分布不均衡;年内蒸散量的变化呈单峰趋势,季节性变化显著,下游平原区受供水条件影响差异较大。

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水资源

基于DPSIR概念的城市水资源安全评价及调控

曹琦, 陈兴鹏, 师满江

2012, 34(8): 1591-1599.

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城市水资源安全对保障城市和地区的可持续发展起着至关重要的作用,是城市生态安全研究的重要内容之一。文章利用环境系统评价中广泛使用的“驱动力-压力-状态-影响-响应”概念框架(DPSIR),结合内陆河流域水资源供需调配、水质污染控制以及水资源安全管理理论,从系统动力学的角度出发,构建了流域水资源安全评价DPSIR框架,并以黑河流域中游张掖市甘州区为例,建立水资源系统变化的驱动因素、压力、影响以及人类活动的数学模型,定量分析水资源系统人口-经济-水资源之间的相互作用和反馈机制。结果显示:从2002年到2007张掖市甘州区水资源系统总体趋于良性循环;人口增长、社会经济发展、工、农业用水量的增长是引起城市水资源系统压力的主要因素;工业污水、生活污水是造成水资源系统恶化的主要因素。文章最后依据DPSIR模型中关键性控制指标,提取了影响城市水资源系统的主要可调控参数,以期为城市水资源的管理提供理论依据。

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