基于1960-2014年65个气象站点逐日最高、最低气温和平均气温资料,分析了长江三角洲地区极端气温事件的变化规律和ENSO事件强度对极端气温指数变化趋势的影响.结果表明:近55年长江三角洲地区夏季日数(SU)、热夜日数(TR)、暖昼日数(TX90)、暖夜日数(TN90)、异常暖昼持续指数(WSDI)、生长期(GSL)均呈增加趋势,其中暖夜日数(TN90)增加幅度最大,增幅为8.55d/10a;极值指数也呈上升趋势,其中月最低气温极小值(TNn)上升幅度最大为(0.53℃/10a);冰冻日数(ID)、霜冻日数(FD)、冷昼日数(TX10)、冷夜日数(TN10)、异常冷昼持续指数(CSDI)均呈减少趋势,其中冷夜日数(TN10)减少幅度最大(-6.06d/10a);月平均日较差(DTR)以0.11℃/10a的速率呈下降趋势.空间上,所有站点SU、TXn、TNx呈增加趋势;TR、TX90、TN90、TNn、TXx、WSDI、GSL分别有97％、85％、98％、95％、78％、92％、94％的站点呈增加趋势;所有站点ID、FD、TX10、TN10呈减少趋势;CSDI、DTR分别有87％、77％的站点呈减少趋势.多数极端气温指数与纬度、经度、海拔显著相关.气候变暖突变后,极端暖指数明显增加,极端冷指数明显减少.总体上,厄尔尼诺对极端气温指数的影响大于拉尼娜的影响.

气候变化已明显影响到陆地植被的活动,但在不同生态系统间存在差异,研究不同陆地生态系统归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征,不仅可揭示各生态系统植被活动对气候变化的响应规律,而且可为我国不同生态区制定应对气候变化的策略和生态文明建设提供科学依据.基于1982-2012年GIMMS NDVI3g和中国陆地生态系统类型数据,利用一元线性回归、集合经验模态分解和相关分析等方法,研究了近30年中国各陆地生态系统NDVI的时空变化特征,分析了其与气候事件的关系.结果表明,近30年中国植被活动显著上升,年平均归一化植被指数(ANDVI)的上升幅度为0.0029/10a(P＜0.05),年最大归一化植被指数(MNDVI)的上升幅度为0.0076/10a(P＜0.01);植被活动显著增强的区域主要是分布在东部季风区的农田和森林生态系统,显著下降的区域主要是分布于西北的荒漠生态系统和东北的森林生态系统;尽管ANDVI和MNDVI线性趋势的显著性有所差异,但农田、森林、草地和水体与湿地生态系统的NDVI总体呈非稳定的上升趋势,上升过程中伴随着较大波动,荒漠生态系统的NDVI呈下降趋势,植被退化显著;与线性趋势不同,各生态系统植被活动的残差趋势包含“上升—下降”两个阶段,并相继于20世纪90年代到21世纪初发生转折;上述5类生态系统的植被活动存在不同尺度的周期特征,年际周期波动特征(1.9—7.6a)比较显著,而年代际周期(10.7a和22.2a)的显著性相对较差;各生态系统的空间异质性在趋强过程中存在2.1-7.1a的年际周期节律;海洋与大气环流的短周期脉动与各生态系统植被活动的周期性节律有着明显关联,ENSO事件和太阳活动是推动植被活动周期性振荡的重要因素.

基于长江中下游流域1961-2015年129个气象站点的逐日气温和降水数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),对长江中下游流域近55年年尺度及各季节干旱变化趋势、站次比、强度和频率进行了分析,并探讨了干旱和区域气温、降水变化及ENSO的关系.结果表明:(1)在区域尺度,近55年长江中下游流域年尺度、春季和秋季呈干旱化趋势,春季干旱化趋势显著;夏季和冬季呈湿润化趋势.空间变化上,对于年尺度,汉江流域、中游干流区及洞庭湖流域以干旱化趋势为主,鄱阳湖流域、下游干流区和太湖流域以湿润化趋势为主;春季和秋季分别有96.90％和92.25％的站点呈干旱化趋势;夏季和冬季分别有82.95％和72.87％的站点呈湿润化趋势.(2)年尺度、春季和秋季干旱站次比及强度均呈增加趋势,春旱站次比与强度增加趋势显著;夏季和冬季干旱站次比和强度均呈下降趋势.(3)年尺度和春季干旱频率在21世纪初均达到最高,年尺度、春季和夏季干旱频率从20世纪90年代到21世纪初均呈增加趋势.(4)春、秋季干旱化趋势与降水量的减少及气温的上升相关,夏、冬季降水量的增加使得夏、冬季呈湿润化趋势.冬季SOl和次年春季干旱相关性极显著,冬季发生拉尼娜事件时,次年春季更易发生干旱.

为了研究江苏高邮局地水循环特征,应对气候变化和减缓洪涝灾害.本研究采集江苏高邮自2015年7月-2017年10月的121个大气降水样品及环境因子数据,分析该区大气降水氢氧同位素特征,揭示不同季节水汽来源及影响因素.结果表明:大气降水δD(δ18O)季节变化明显,冬半年偏正,夏半年偏负;过量氘值亦呈现冬高夏低;年尺度上,大气降水中δD(δ18O)与温度和降水量皆为负相关关系,呈现“反温度效应”和“降水量效应”;季节尺度上,均未呈现出“温度效应”,秋冬两季呈现出“降水量效应”;HYSPLIT气团轨迹模型结果进一步表明,江苏高邮夏季水汽主要来源于我国南海、印度洋及太平洋,而春、秋、冬季水汽主要来源于亚欧大陆、大西洋、北冰洋水汽混合及局地蒸发.大气降水δD(δ18O)值的季节变化主要受到季风活动以及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的影响,降水中氢氧同位素值清晰地记录了厄尔尼诺向拉尼拉之间的过渡.

ENSO事件影响中国的气候和森林火险天气,研究ENSO事件对中国各植被区火险天气的影响对于提高森林火险预报准确性有科学和实践意义.利用1951-2016年中国地面国际交换站气候资料的日值数据集(V3.0)数据计算每日的森林火险天气指数(FWI),根据MODIS过火区产品计算各植被区2001-2016年的森林过火面积,分别按事件情景(弱、中、强和超强厄尔尼诺事件以及弱、中和强拉尼娜事件)统计各植被区对应的火险期气温、降水、FWI和过火面积.结果 表明:1950-2016年,共发生19次厄尔尼诺事件和14次拉尼娜事件.受强或超强厄尔尼诺事件影响,西北地区春季火险期的日均最高气温明显升高,而中温带半干旱草原区春季火险期的日均最高气温在中厄尔尼诺年显著降低.厄尔尼诺年,南方和西南林区火险期的降水量一般会增加,中、低强度的拉尼娜事件会减少大部分区域的火险期降水量,但强拉尼娜事件导致大部分林区火险期的降水量增加.弱厄尔尼诺事件导致南方林区FWI降低;强或超强厄尔尼诺事件导致南方和西南林区的FWI有所降低,而北方林区的FWI有所升高.ENSO事件对各植被区FWI的影响存在显著的空间差异性.2001-2016年,当火险期的季节火险严重程度(SSR)显著变化时,暖温带湿润/半湿润地区落叶阔叶林区、中北亚热带湿润地区阔叶林区和热带南亚热带湿润地区阔叶林区的过火面积与SSR的变化一致,其他区域的过火面积受ENSO事件的影响不明显.

Based on histological analyses and field studies,this research describes the reproductive ecology of a population of Ninia atrata snakes inhabiting an oil palm plantation.Furthermore,through a multivariate approach,we explored the main drivers of reproductive output in N.atrata.Results showed that prey abundance and food intake were crucial variables contributing to reproductive output.Multiple linear regression models showed that neonates had high sensitivity (R2=55.29％) to extreme changes in climate,which was strongly related to slug and snail abundance variability and microhabitat quality.Reproductive cycles were markedly different between the sexes,being continuous in males and cyclical in females.Despite this variation,reproductive cycles at the population level were seasonal semi-synchronous.Constant recruitment of neonates all year,multiple clutches,high mating frequency,and continuous sperm production characterized the reproductive phenology of N.atrata.In addition,a significant number of previtellogenic females presented oviductal sperm as well as uterine scars,suggesting a high precocity in the species.The main drivers of reproductive output also differed between the sexes.In females,clutch size and secondary follicle variability were highly related to stomach bolus volume,fat body area,and body mass.In males,height of piles of palm leaves and body mass,rather than intrinsic reproductive traits,were the main drivers of sperm production.Nevertheless,in both cases,the relationship between body mass,prey abundance,and food intake suggests that N.atrata follows the income breeding strategy to compensate for reproductive costs and to maximize fitness.

基于建立的河南尧山地区油松树轮宽度标准年表,分析了油松径向生长与该地区气温、降水等气候因子之间的关系以及气温升高前后树木生长与平均最高气温间的相关性,结果表明:4-7月平均最高气温与树轮年表的相关系数高达-0.64,是该地区油松径向生长的主要限制因子;气候变暖后树轮年表与9、10月份平均最高气温显著正相关,与2、3月降水显著正相关,与4-7月平均最高气温间的相关性较为稳定.因此,重建了尧山地区1801年来4-7月平均最高气温,其方差解释量达40％(调整自由度后为38.9％).过去216年的高温重建历史中经历了6个较暖的时期:1801-1825,1845-1853,1876-1889,1922-1944,1957-1975,1996-2013年和5个较冷的时期:1826-1844,1854-1875,1890-1921,1945-1956,1978-1995年,其结果与过去伏牛山龙池曼地区5-7月温度重建序列具有很好的一致性.周期分析结果发现该地区4-7月平均最高气温变化存在着2-4年(ENSO周期)和35.23-48.47年的主要变化周期,小波分析发现在1920年前后气候由长周期变为短周期变化;空间相关分析显示重建的高温序列很好地代表了豫东平原地区的温度变化,同时也发现与北太平洋副热带高压850 hPa上空的温度有非常高的正相关关系,表明豫东高温的波动可能与北太平洋海气振荡有关,这一研究结果为山区森林管理及平原区农业生产提供基础服务数据.

通过分析新疆阿尔泰山中段西伯利亚落叶松树轮宽度年表与气候因子的相关关系证明6-7月平均最低气温是研究区树木径向生长的主控气候因子(r=0.649,P＜0.001).利用线性回归方法构建了阿尔泰山中段1798-2017年6-7月平均最低气温方程,通过计算重建方程方差解释量(41.1％)和利用逐一剔除法对重建方程各项参数进行了稳定性检验,证明了重建方程是稳定可靠的.分析重建的平均最低气温年际变化表明,研究区经历了4个暖期(1906-1919年、1922-1935年、1945-1960年和1997-2017年)和4个冷期(1816-1831年、1840-1867年、1869-1886年和1888-1905年),并且与相邻地区平均气温重建序列冷暖变化阶段一致.基于多窗谱分析结果发现重建6-7月平均最低气温序列存在2a、2.4a、2.8-3a、11a、20-22a左右的变化周期,表明研究区气候变化主要受厄尔尼诺一南方涛动(ENSO)、太阳黑子活动和全球海温变化(SST)驱动.本研究为系统掌握阿尔泰山气候变化规律和科学预测未来气候变化提供了依据.

通过黄土高原地区52个气象站点1961-2017年的气象资料,利用不同尺度的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)对该区57年来干旱的时空变化特征进行了分析,并利用交叉小波变换探讨了干旱指标与大气环流的遥相关分析,得到了以下结论:(1)时间变化上,黄土高原57年来不同干旱指标均呈下降趋势,整体逐渐变干旱.但SPEI6指标较SPI6指标相比,干旱年份更多,干旱特征更明显,说明SPEI的计算由于考虑了蒸散发输入因此结果偏重.不同指标均显示,1999年以来,黄土高原地区干旱时有发生,但整体有降低的趋势.(2)SPEI6和SPI6的站次比和干旱强度最高点都出现在1999年,但SPEI6的站次比和干旱强度的变化幅度更剧烈,且出现全域性干旱的年份(5年)也多于SPI6(3年);SPEI12相较于SPI12,站次比和干旱强度较为相似,都在1966年达到顶峰,虽然出现全域性干旱的年份SPEI12(9年)多于SPI12(3年),但SPI12的干旱强度更高.(3)平原区的汾渭平原是轻旱多发区,河套平原、宁夏平原易发生中旱,同时宁夏平原还是重旱多发区.丘陵区西部的中宁、同心两地易发生重旱,乌审旗出现特旱.山地区干旱频率普遍较高,尤其是西部山地区的乌鞘岭重旱、特旱频发.(4)SPEI指数对环流指数的变化更敏感.AMO对区域各干旱指标的影响较小,ENSO、WPI对SPI6、SPEI6有显著的响应;而PNA对6个月尺度的干旱指标(SPI6、SPEI6)影响较小,对12个月尺度的干旱指标(SPI12、SPEI12)影响较大.区域干旱是一个复杂的自然现象,为了进一步探索不同干旱指标在不同区域的运用,必要时可采用多种指标,从不同角度比较多种干旱指标的相似性,从而避免单一指标对结果的局限性.

利用采集自青藏高原东南地区察隅县低海拔河谷澜沧黄杉建立树轮宽度差值年表.将树轮宽度差值年表与气候因子进行皮尔逊相关分析,利用线性回归方法重建了青藏高原东南地区1812-2016年4-5月帕尔默干旱指数(PDSI)变化(方差解释量为47％).结果表明:树轮宽度指数与PDSI指数有良好相关性(r=0.69,P＜0.01).PDSI重建序列存在4个偏湿阶段(1831-1844年、1853-1863年、1938-1948年和 1988-2002年)、3个偏干阶段(1864-1876年、1908-1926年和2003-2016年).与其他序列和历史记录对比分析表明,该重建序列能够较好地指示研究区历史时期干湿变化.空间分析显示,重建序列与青藏高原东南地区PDSI指数的变化趋势较为一致,具有很强的空间代表性.多窗谱分析表明,PDSI重建序列具有19～20、3.9、3.2、2.4和2.1年准周期变化特征,这些周期性干湿变化与亚洲夏季风和ENSO活动相关.