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[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘新安 于贵瑞 范辽生 李正泉 何洪林 郭学兵 任传友
利用国家气象局722个气象台站1971～2000年的气象资料,采用三维二次趋势面分析与空间插值相结合等方法,在ArcGIS平台上对气温、降水、空气湿度等气候要素进行空间化,生成国家尺度的1km×1km栅格各种要素气候图180多幅。经检验,平均绝对误差,平均气温和平均最高、最低气温为0.5℃左右,极端最高气温为1℃左右,极端最低气温为1.5℃左右,平均风速为0.4m·min-1;而平均相对误差,≥0℃、5℃、10℃、15℃的积温和平均相对湿度多在5%以下,降水量和饱和差在10%左右;其空间化的精度基本上达到了实用要求。为生态学、地学、资源与环境等学科的发展提供了重要的基础数据与研究平台。研究表明...
关键词：
气候要素 空间化 GIS 栅格图
[期刊] 自然资源学报
[作者]
何洪林 于贵瑞 刘新安 苏文 牛栋 岳燕珍
论文以MTCLIM模型为基础,根据中国的实际情况,对模型的参数进行了优化与调整,建立了适合我国的基于温度、降水和相对湿度等因子的太阳总辐射计算模式。提出了太阳总辐射空间化的模式,即先参数化,然后采用合适的空间插值方法(论文中采用地统计学方法)实现空间化。同时鉴于逐日太阳总辐射空间化工作量庞大,提出了在计算月均日结果的基础之上,采用线性插值技术快速得到逐日太阳辐射值。从而得到了中国太阳总辐射的空间分布结果。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
于贵瑞 何洪林 刘新安 牛栋
论文提出了构建中国陆地生态系统空间化信息系统的基本设想,并且在回顾国内外气象/气候信息空间化研究的现状基础上,评价了已有的气象/气候信息要素空间化技术的发展,探讨了中国陆地生态系统气象/气候信息空间化的技术途径,概要地介绍了研究小组在近年来的工作中所取得的阶段性研究成果,展望了这些成果的应用前景。我国陆地生态信息空间化技术研究和数据产品的开发是生态学、资源科学和环境科学发展的迫切需求。但建立一个适应于不同科学研究的精度、时空分辨率要求的陆地生态信息空间数据库需要较长期的努力和多学科领域的合作,也需要大量的作为科学研究基础数据平台建设的国家投资。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
薛少平 朱瑞祥 杨青 韩思明 韩文霆
为了寻求黄土台原旱地冬小麦的适宜耕作栽培技术,以传统耕作方式为对照,比较了留茬覆盖深松膜侧沟播技术与留茬免耕秸秆全程覆盖技术和留茬深松秸秆全程覆盖技术的蓄水增产效果。结果表明,在参试的各技术模式中,其农田效应、增产效果和水分利用效率,均以留茬覆盖深松膜侧沟播技术最好,其次是留茬深松秸秆全程覆盖技术和留茬免耕秸秆全程覆盖技术;留茬覆盖深松膜侧沟播技术能融“深松深层贮水效应”、“秸秆覆盖保水增肥效应”和“起垄覆膜沟播聚水、保水、增温、透光效应”于一身,可显著改善旱地麦田水、肥、气、热环境条件;与传统耕作比较,该模式在夏闲期可多贮水84.4 mm,蓄水率提高18.2%,小麦生育期水分利用效率达到15...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李飞 王春 赵军 郑佳佳
将海拔高度等反映区域特性的因子作为变量引入GIS空间化模型是提高气象数据估算精度的重要途径。根据聚类的思想,将研究区域进行聚类分区,使分区内积温分布特征一致性趋强。然后利用统计方法寻找各分区年积温随海拔变化的规律,以获得较高精度的估算结果。论文提出的基于分区DEM修正反距离空间化方法,与常用的空间化方法如克里格法、反距离平方法相比,解决了积温空间分布复杂性的问题,并一定程度上考虑了气象站点空间分布的稀疏性、不均匀性以及受海拔和区域差异等因素对积温分布的影响,具有较高的估算精度,适合于较大范围的年积温空间化。另外,由于气象台站分布在相对较低的区域,高海拔区域积温估算精度很低,利用此方法解决了高海...
关键词：
积温 DEM 中国
[期刊] 资源科学
[作者]
李正泉 于贵瑞 刘新安 范辽生 王秋凤 任传友
应用地理信息系统和数据库等计算机技术 ,以东北地区DEM为基础 ,生成坡度、坡向及遮蔽度等小地形因子数据库和经度、纬度及海拔高度等大地形因子数据库。利用东北地区 1960年～ 1990年 3 0a平均的降水与湿度资料 ,采用趋势面分析、逐步回归、宏观地理因子模拟与小地形订正等方法 ,分区构筑了东北 3省降水和湿度空间分布的数学模型。进而利用GIS平台建立分辨率为 1km2 的东北地区 4月～ 10月份和全年降水与湿度的GRID格式专题地图 ,所得结果与东北地区实际降水和湿度分布较为吻合 ,可满足多方面的应用
关键词：
GIS 降水与湿度 栅格化
[期刊] 地理科学进展
[作者]
胡中民 于贵瑞 樊江文 温学发
在全球气候变化与生态系统研究领域中,干旱对生态系统水碳过程的影响越来越受到重视。在植物个体水平上,干旱会引起植物叶片气孔导度降低,溶质含量增加,叶片变厚、地下生物量比例增加等以减少水分损失。与此同时,植物叶片的光合速率也因气孔导度的降低而下降。适度的干旱通常会使植物利用效率得到提高。不同植物具有不同的水分利用策略,它们的生理和形态特征对干旱的响应表现出显著的差异性;在群落或生态系统水平上,干旱会影响群落冠层的生理特性以及群落的结构组成,从而引起生态系统的水碳循环过程的改变。主要体现为植被的光合速率、呼吸速率、蒸腾速率降低,而生态系统的水分利用效率在极端干旱条件下也可能降低。受干旱影响,植物群落耐旱植物所占比例增加,群落的物种多样性和生产力也会降低。尽管目前有关干旱对生态系统水碳过程影响在各个层面都已涉及,但这些研究内容多是彼此孤立的,为了深入认识生态系统对干旱的响应机理,还需要结合多种技术手段,综合考虑生态系统水循环、碳循环、氮循环等多过程间的耦合关系,并建立生态系统不同层次间和时间尺度间机理联系的理论体系。
[期刊] 资源科学
[作者]
陈斌 王绍强 刘荣高 宋婷
本研究利用基于光能利用率理论的区域尺度遥感参数模型(C-Fix模型)估算了2003年中国陆地生态系统NPP,并对其空间格局进行了分析。模型输入数据包括叶面积指数数据(LAI)、中国地面气象站的逐日气温数据、逐日降水数据和太阳总辐射数据、数字高程模型(DEM)等,模型输出数据的空间分辨率均为1km2,时间步长为1天。模拟结果表明:2003年中国陆地总NPP和平均NPP分别为4.37 Pg C和640.32 g C/(m2.年),NPP的主要分布趋势是:从东南沿海向西北逐渐减小;其中海南岛南部、云南西南部和南部、青藏高原东南部的热带雨林和季雨林地区年NPP最大,在1 800g~2 500g C/(...
关键词：
净初级生产力 C-Fix模型 遥感 中国
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李亚举 张明军 王圣杰 李忠勤 李小飞
本研究利用从WorldClim获得的高分辨率气象数据分析稳定同位素温度效应,研究发现最热季度的平均气温与中国62个站点同位素年平均值之间表现出很好的相关性(R2=0.79)。在此基础上利用地统计学方法,也就是采用温度作为辅助变量的空间插值算法——局部平均的简单克里金法(Simple Kriging with locally varying mean,SKlm),对中国降水中稳定同位素年平均值空间分布进行了模拟,得到了较高分辨率的中国降水中年均δ18O空间分布图,该图能够较好地表现区域同位素变化模式,能够反映如降水汽团的来源、性质等的气候环境背景,也能在一定程度上反映包括当地的纬度、地形、海拔高度等在内的局部地理因素。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
同小娟,陶波,曹明奎
土壤呼吸和氮矿化对气候变暖的响应是影响陆地生态系统碳收支的主要因素之一,也是当前全球变化研究的主要内容之一。短期内温度升高能明显提高土壤呼吸速率,随着温度的进一步升高和升温时间的延长,土壤呼吸速率对温度升高的敏感性可能逐渐降低。由于土壤呼吸的温度敏感性与土壤水分含量、气候、植被、凋落物等多种因素有关,并随时间和空间的变化而变化,因此,用一个固定的Q10(土壤呼吸的温度敏感系数)来计算土壤呼吸对温度升高响应的量,会给研究结果带来很大的不确定性。生态系统对气候变暖的响应除了直接的反应外,还具有复杂的适应性。尽管模拟研究表明未来气候变暖将使土壤呼吸增加,但是有关土壤呼吸对气候变化适应性的试验数据比较少.对未来气候变化背景下土壤呼吸的模拟仍有很大的不确定性。气候变暖将促进土壤氮素的矿化速率,其影响程度的强弱不仅与温度有关,而且与土壤基质的质量与数量、土壤水分、升温持续的时间等有关,这使目前有关研究结果出现了很大的不确定性。针对上述研究中存在的问题,今后应统一土壤呼吸的测定方法,区分土壤呼吸各组分对温度升高的响应,在研究土壤呼吸和氮矿化对温度升高的响应时结合考虑其它因素能在一定程度上减少研究结果的不确定性。
[期刊] 资源科学
[作者]
蔡福 于慧波 矫玲玲 唐凯 明惠青 刘兵
以1961年~2004年东北3省44年172个观测站的四季降水资料为数据源,采用反距离权重(IDW)(方法1)、趋势面模拟+残差内插(方法2)、ANUSPLIN软件插值(方法3)、空间化气候值+年际距平值(方法4)4种空间插值方法,以相同建模站不同检验站、相同检验站不同建模站以及不同检验站不同建模站3种形式分别对多年平均降水,单年丰水年和少水年的冬、夏、年降水数据进行空间插值精度比较,最终得出以下结论:无论是多年还是单年数据,方法3对降水数据空间插值相对误差都是最小的,是一种操作方便,易于批量运算的最优方法。对于每种插值方法,不同时间尺度夏季和年降水空间插值相对误差小于冬季,而夏季和年差异不大...
关键词：
东北地区 降水 空间插值 精度比较
[期刊] 地理科学进展
[作者]
曾红伟 李丽娟 张永萱 柳玉梅
以2009年全国2203个气象台站累积降水数据为例,采取逐步抽稀方法,定量分析大样本的数据样本量、样本空间分布、以及不同空间插值方法对插值结果的影响。研究表明:①在随机抽样中,总体而言,平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)随着插值样本量的减小而增加、相关系数递减,特别当抽样比<20%时,MAE、RMSE显著增加,R2显著减少;②以Thiessen多边形剖分的方式检验随机抽样、等间隔抽样、分区单站点控制面积约束抽样分布的均匀性,经交叉验证后知,样本空间分布对降水空间插值的结果影响比较复杂,并非越均匀越好;③对随机组中抽样比4%的数据和等间隔组,采用Kriging方法插值,插值结果优于IDW方法。以等间隔分布的(50%,50%)(、20%,80%)数据为例,采用IDW、Kriging方法,得到2009年全国降水空间分布图,降水空间分布规律与中国2009年实际降水量分布吻合。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
赵风华 于贵瑞
陆地生态系统的碳循环和水循环是当前全球变化研究的热点。大量的研究已经表明两者之间具有密切的耦合作用。但是目前对于两者的耦合关系和耦合机制还缺乏系统的分析和总结。本文在综合相关研究的基础上,对陆地生态系统碳-水耦合的基本过程和基本作用机制作了概括。我们认为陆地生态系统碳-水耦合过程共包括土壤-植被节点、植被-大气节点(气孔节点)、土壤-大气节点和生化节点4个碳-水耦合节点。碳-水间的生化反应、气孔对光合-蒸腾的共同控制和优化调控作用、生态系统对碳、水循环的同向驱动机制分别是陆地生态系统碳-水耦合的生物化学、生物物理学和生态学基础,共同构成了碳-水耦合的基本作用机制。我们还用水分利用效率(WUE)概念对碳-水耦合过程中的碳/水耦合比例关系作了探讨。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
周丹 张勃 李小亚 季定民 杨尚武
利用1961~2010年全国大陆地面468个气象台站的气温、降水和日照时数等资料,采用Jones等提出的计算区域平均气候时间序列的方法对全国数据进行加权平均处理,采用线性趋势、反距离加权插值、Morlet小波分析、Mann-Kendall法,分析了我国大陆地面近50a来各气候要素的变化特征。研究表明:年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温均呈显著上升趋势,年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数均呈显著减少趋势;年平均气温、年平均降水、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数分别存在14、2...
[期刊] 资源科学
[作者]
周伟东 史军 穆海振
利用中国东部1951年-2007年冬季气温、降水资料及NECP/NCAR再分析资料、NINO3-4区海温资料、欧亚纬向风指数和南方涛动指数,采用气候统计诊断方法,探讨了中国东部3个气候带(热带、副热带和温带)冬季气温和降水的变化特征及与大气环流和海温的关系。结果表明:过去57年间,中国东部热带、副热带和温带冬季平均气温、平均最高和最低气温均有不同程度的增加趋势,其中温带地区增温最为显著而热带地区增温幅度最小。3个气候带冬季降水量的变化趋势都不明显,但≥0.1mm降水日数呈下降趋势。副热带地区≥5.0mm降水日数显著增加,而热带和温带变化趋势不明显。3个气候带冬季平均气温、最高气温和最低气温与西...
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