黄淮海平原土地利用/覆盖变化对地表气温的影响

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土地利用/覆盖变化在不同时空尺度上,对全球、区域以及局地环境产生影响,日益受到学者的广泛重视。IPCCAR4指出土地利用/覆盖变化是人类活动影响气候系统的重要途径之一。国内外关于土地利用/覆盖变化对气候影响的研究很多,而相对于我国农业开发程度较高、经济发展迅猛、土地利用/覆盖变化明显的黄淮海平原的研究较少。因此,本文利用近30年来黄淮海平原土地利用/覆盖数据、植被覆盖度和叶面积指数数据,使用区域气候模式WRF(Weather Research Forecast)对土地利用/覆盖变化引起的气候效应进行了数值模拟和初步研究,揭示黄淮海平原土地利用/覆盖变化对地表气温的影响,对区域土地合理利用及政策调整具有指导意义。主要结论如下:(1)黄淮海平原作为我国重要农业生产基地,耕地占总面积的70%左右,其中旱地占65%左右,水田占4%左右。建设用地是该地区第二大土地利用类型,占总面积的14%左右,并有持续增加的趋势。从总量上看,1985年至2005年,除建设用地面积持续增加、旱地持续减少外,黄淮海平原的其他土地利用/覆盖类型面积比例在稳定中有微小变化。(2)以区域城市化为主要特征的黄淮海平原土地利用/覆盖变化直接导致近地层的大气温度发生变化,使区域地面温度上升了0.03℃/年。气温变化的空间格局与土地利用/覆盖变化的空间格局基本对应,表现为城市和建筑用地增加的区域,其气温升高明显,且在不同季节的影响的程度和范围不同。总体来看,黄淮海平原各种土地利用/覆盖类型中,城市和建筑用地的气温变化最大(0.1℃/年),草原的气温变化最小(0.01℃/年)。土地利用/覆盖变化对气温的影响中,旱地转为林地和建设用地后使地表气温升高0.13℃/年,旱地转为草地后导致近地面气温下降0.1℃/年,其余转变类型使得气温升高0.01-0.04℃/年。(3)黄淮海平原的植被覆盖度变化和叶面积指数变化造成了区域地面温度下降了0.06℃/年。其中,除了六月、十一月和十二月以升温为主要特征外,其他月份均以降温为主要特征。黄淮海平原春、夏、秋、冬四个季节的近地表气温均表现为下降,尤以春季的降温幅度最大,为0.15℃,夏季降温幅度最小,为0.008℃。对比春、夏、秋、冬四个季节空间尺度的近地表气温,春季降温显著,几乎整个黄淮海平原的气温均下降(大多数在0.3℃上下);秋季和冬季的降温空间格局大体一致,表现为燕山山脉、太行山山脉南部、河南东北部和安徽北部等地区降温超过了0.6℃;夏季除了黄淮海平原南部边界以降温为主,其余地区均表现为升温。
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