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1. chinaXiv:202109.00022 [pdf]

乌鲁木齐市生态环境遥感评价及驱动因子分析

排日海·合力力
Subjects: Geosciences >> Geography

生态环境质量评估对于区域社会经济的可持续发展至关重要。以新疆乌鲁木齐市为研究区,通过对2000年、2010年和2019年3期Landsat系列数据进行预处理,利用主成分分析法构建遥感生态指数(Remote Sensing Eco?logical Index, RSEI),使用地理探测器中单因子分析和多因子交互作用分析法对RSEI的8个影响因子(人口密度、土地利用类型、海拔高度、经济密度、绿度、湿度、热度和干度)进行影响程度的定量探测,进而揭示出影响研究区生态环境质量的主导因素。结果表明:(1)2000年、2010年和2019年乌鲁木齐市RSEI均值分别为0.21、0.21、0.23呈增加趋势,研究期内乌鲁木齐市生态变好的面积大于变差的面积,说明乌鲁木齐市的生态环境质量处于转好的状态;(2)近20 a研究区8个影响因子中单因子热度指标对RSEI的空间分异特征解释力最强;(3)研究区生态环境的空间分布特征是多种影响因子共同交互作用的结果,在考虑多因子交互作用情景下人口密度,绿度指标和干度指标是区域生态环境质量状况的主要影响因素和关键驱动力。评价区域生态环境质量,了解生态环境状况及掌握其变化规律,不仅有利于促进区域经济可持续发展,而且对于城市生态文明建设具有重要的现实意义和参考价值。

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2. chinaXiv:202109.00024 [pdf]

哈萨克斯坦首都努尔苏丹人工林健康评价

闫晋升
Subjects: Geosciences >> Geography

通过分析努尔苏丹不同人工林,筛选健康综合评价指标,建立健康综合评价模型,为努尔苏丹及其周边人工林提供健康综合评价理论基础。调查努尔苏丹25块人工林样地和2块天然林样地,选取林下植物Shannon-Wie?ner指数(X1)、Pielou指数(X2)、Simpson指数(X3)、林分空间综合结构综合指数(X4)、土壤有机质(X5)、全氮(X6)、全磷(X7)、pH(X8)、质量含水量(X9)、林木平均株高(X10)、平均胸径(X11)、平均枝下高(X12)、平均冠幅(X13)和林下更新(X14)共14个指标,采用因子分析、聚类分析、判别分析和逐步回归分析等多元统计分析法,对努尔苏丹人工林健康状况开展综合评价。通过因子分析将14个单项指标转换为4个相互独立的综合指标,其贡献率分别为30.482%、24.374%、19.711%和8.646%,代表了全部数据83.212%的信息量。结合因子得分系数矩阵与各因子权重得到健康综合得分值。对健康综合得分值进行聚类分析,将选择的样地划分为5类,优质健康(Ⅰ)、良好健康(Ⅱ)、一般健康(Ⅲ)、亚健康(Ⅳ)和不健康(Ⅴ)。使用判别分析验证聚类分析的效果,其自身验证与交叉验证的准确率分别为100%、85.185%。采取逐步回归分析建立努尔苏丹人工林健康评价最优数学模型,H= 0 + 0.293X13 +0.186X5 + 0.079X3 + 0.100X2 + 0.038X7(R2=0.987),筛选出5个判断人工林健康状况的指标,分别为平均冠幅、土壤有机质、Simpson指数、Pielou指数和土壤全磷。平均冠幅、土壤有机质、Simpson指数、Pielou指数和土壤全磷可作为判断努尔苏丹人工林健康状况的指标,可在相同条件下测定这5项指标,计算健康综合评价值并预测其健康状况。

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3. chinaXiv:202109.00025 [pdf]

基于VSD的近20 a 来浑善达克沙地生态脆弱性变化研究

陈臻琦
Subjects: Geosciences >> Geography

如何协调区域社会经济和人口、资源环境发展,已成为生态环境建设面临的紧迫任务,识别特定地区的脆弱性则是实现有效生态系统管理的前提。以京津风沙源——浑善达克沙地为研究区,采用“暴露-敏感-适应”(VSD)模型建立评价指标体系,结合Moran’s I 指数与主成分分析,对2000—2019年该沙地生态脆弱性进行评价和驱动机制分析。结果表明:浑善达克沙地生态脆弱性20 a间呈现增加的趋势;其生态脆弱性空间上呈集聚现象,表现为西部高-高聚集、东部低-低聚集的分布格局,且具有明显的空间相关性;生态脆弱性的时空分布的异质性是由不同程度的人类活动与气候因素的叠加效应造成的。该研究为浑善达克沙地的生态建设和生态恢复提供理论依据,并提出因地制宜的治理建议和措施。

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4. chinaXiv:202109.00026 [pdf]

巴尔喀什湖流域土地利用/覆被变化过程与趋势

刘婉如
Subjects: Geosciences >> Geography

巴尔喀什湖流域是跨越中国新疆(境内)和哈萨克斯坦(境外)的重要流域。利用1970s、2005年和2015年3期土地利用/土地覆被(Land Use and Land Cover, LULC)数据与马尔科夫模型等方法,分析1972年流域内最大的水利工程卡普恰盖水库建成和前苏联解体以来流域LULC变化过程和趋势,并对比流域境内外差异,为该地区土地资源管理及生态环境保护提供依据。结果表明:巴尔喀什湖流域LULC变化呈现出耕地和林地面积先减后增(总体增加)、水域和未利用地面积先增后减(总体减少)、草地和城乡建设用地面积持续增加的变化趋势。这表明后期LULC变化对整个研究期LULC变化影响更大。以上变化以双向转换为主,因此,整个研究期内全流域变化过程始终处于平衡状态。境内外LULC类型结构和变化过程均不相同,境内分配比境外均匀,单一类型和区域LULC变化趋势与状态指数均表明境内LULC类型变化过程比境外稳定,但由于境外面积占全流域86%,主导了全流域LULC类型结构和变化过程。全流域在研究期内始终处于平衡状态。

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5. chinaXiv:202109.00028 [pdf]

基于多源遥感数据的温度-土壤湿度-降水干旱指数(TMPDI)的构建与应用

满元伟
Subjects: Geosciences >> Geography

干旱在全球范围内产生了深远的社会和经济影响,可靠的干旱监测对防旱抗旱工作具有重要指导意义。由于在植被覆盖度和农作物种植率较低区域使用植被状态或单因子进行干旱监测时精度较低,故本文采用地表温度(LST)、降水量(P)和土壤湿度(SM)数据,基于三维欧氏几何空间中欧氏距离方法构建了一种新的干旱指数:温度-土壤湿度-降水干旱指数(TMPDI)用于干旱监测。并以甘肃省为研究区,利用SPI、SPEI、遥感数据以及小麦单位面积单产对TMPDI进行验证。结果表明:TMPDI与SPI、SPEI高度相关(R2>0.64),且在干旱监测中兼顾降水量与气温影响的同时,降低了使用降水量或地表温度进行干旱监测的不确定性,提高了土壤湿度在农业干旱监测中的准确性与有效性,能准确地描述干旱事件的时空演变特征,同时也能较好地反映出干旱强度与干旱面积率的变化对小麦产量造成的影响,说明TMPDI在农业干旱监测中具有较高的有效性和可靠性。

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6. chinaXiv:202109.00041 [pdf]

阴山北麓荒漠草原干旱气象因子分析

尉迟文思
Subjects: Geosciences >> Geography

草原是西部生态环境建设的关键部分,其生态系统极易受到破坏。近年来荒漠草原干旱灾害频发,以内蒙古阴山北麓荒漠草原生态水文国家野外科学观测研究站为试验区,通过监测不同坡位的降水变化,分析气象因子与干旱指标PA 值之间的联系与作用,并构建了回归模型。结果表明:(1)阴山北麓荒漠草原不同坡位的降水量为:下坡>中坡>上坡,对应的干旱指数PA 值为:上坡PA>中坡PA>下坡PA。(2)从各时间尺度观测可知:月尺度分析发现各坡位均出现不同程度的干旱现象,干旱频率较高;季尺度分析发现只在冬季出现轻旱现象;年尺度分析发现近5 a该区域未达到干旱阈值。说明该地区年均降水充足,未发生干旱灾害。(3)根据降水量、气温、风速等主要气象因子与干旱指数PA 值构建的多元回归模型为:YPA=78.799+0.255x1-3.395x2-1.831x3,R2为0.994,模型的拟合程度高,可以较好的反应出该区域的干旱情况。为进一步研究多气象因子与各类干旱指标之间的关系,以及构建旱情评价体系提供理论依据。

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7. chinaXiv:202109.00042 [pdf]

腾格里沙漠南缘昌岭山1872 年以来干湿变化研究

祁京
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

选取腾格里沙漠南缘对气候变化敏感的昌岭山为研究区,通过分析昌岭山优势树种青海云杉树轮宽度年表与气候因子的相关关系,得出5—7月PDSI(帕默尔干旱指数)与树轮宽度年表的相关性较强(r=0.621,P<0.001),干旱是影响树木径向生长的主控气候因子;通过建立树轮宽度年表和PDSI的线性回归方程,重建了研究区过去146 a以来的PDSI干旱变化;同时基于重建的PDSI的年际变化表明:研究区在过去146 a间共经历了4个干旱期(1882—1894年,1915—1936年,1966—1978年,1989—2015年)。周期分析结果显示重建序列存在2 a、2.6~3 a、11 a左右的变化周期,说明研究区气候变化主要受厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和太阳黑子活动的驱动。研究结论对于探讨中国西北干湿变化规律及预测未来气候变化条件下该区域亚高山森林生态系统的变化提供了科学依据。

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8. chinaXiv:202109.00043 [pdf]

和田地区沙尘暴时间分布及变化特征

买买提阿布都拉·依米尔
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

采用4个气象站1961—2018年的沙尘暴监测资料,分析了和田地区沙尘暴频次和持续时间的分布特征和变化趋势,并探讨了沙尘暴长时间变化原因。结果表明:(1)和田地区年平均沙尘暴日数20.4 d,是我国沙尘暴最多的地区之一。(2)和田地区在春夏季沙尘暴频次最多,峰值在5月;冬季12月的沙尘暴过程持续时间最长,夏季6月的持续时间最短;持续时间在1~30 min的沙尘暴频率最多。(3)和田地区24 h都有可能出现沙尘暴,在18:00—23:00出现沙尘暴频次最多,后半夜至上午开始的沙尘暴持续时间最长。(4)和田地区在16个风向方位都会出现沙尘暴,来自西方路径沙尘暴的风速和频率大(多)于其余路径沙尘暴。(5)在和田地区,最大风速达3.0 m·s-1就可能会引发沙尘暴,有87.5%的沙尘暴发生时极大风速未达到大风标准。(6)近58 a来,和田地区的年沙尘暴日数显著减少,年大风日数和最大风速也显著减少;沙尘暴频次20世纪60年代最多,从90年代开始明显减少,沙尘暴过程持续时间20世纪70—80年代最长,从21世纪00年代开始明显缩短。

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9. chinaXiv:202109.00044 [pdf]

基于地区线性矩法的陕西省极端降水时空特征

罗志文
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

基于1971—2015年陕西省无缺测情况、分布较均匀的58个气象站点的逐日降水数据,采用最大1日、3日、5日和7日的降水量代表极端降水,应用地区线性矩法研究区域极端降水的时空特征。结果表明:(1)陕西省可划分为6个水文气象一致区,其中广义极值分布(GEV)在各一致区的模拟效果最好,各一致区最优频率估计值与同频率的实测值较为吻合。(2)地区分析法计算的极端降水频率估计值较单站分析法具有更好的稳健性和准确性,尤其是在计算较长时段的极端降水情况下更显著。(3)重现期为2 a一遇时,陕南的地区增长因子大于陕北;重现期达到5 a一遇时则相反,且随着重现期的增长,地区增长因子及其在陕南、陕北的差异也在增大。(4)在100 a和50 a一遇重现期下,极端降水在陕西省南部较大,东部居中,中部的咸阳至商洛地区、西部的延安西北和榆林西部较小;极端降水的分布特征与陕西省独特的地理特征有关,尤其是东西向分布的秦岭阻挡了水汽向北输送,造成了极端降水的南北差异。

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10. chinaXiv:202109.00045 [pdf]

宁夏夏季极端高温变化特征及其与北极海冰的关系

王岱
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

选取近57 宁夏20个气象站夏季逐日最高气温、NCEP/NCR再分析及北极海冰资料,利用气候统计诊断方法,分析了宁夏夏季极端高温的气候异常特征及其与北极海冰的联系。结果表明:宁夏夏季极端高温总强度、事件频次及最长持续日数自1961年以来总体呈增加趋势,尤其1990s后期至2000s中期是年代际增加最快的时段;极端高温总强度偏强年,宁夏处于500 hP位势高度场正中心的南边,北边冷空气不易入侵,有利于宁夏夏季极端高温偏强;前期春季格陵兰海、巴伦支海、喀拉海地区海冰密集度偏高时,激发500 hP位势高度距平场上出现正负相间的波列自北向南、自西向东往欧亚地区稳定传播,造成乌拉尔山高压脊减弱,使得欧亚中高纬地区以纬向环流为主,导致宁夏夏季极端高温强度偏强。本研究结果旨在为宁夏夏季极端高温预测提供理论依据。

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