随着水资源以及水环境健康的恶化,河湖水系连通性作为河流健康以及提高水资源利用的一个重要指标在国家“十二五”战略规划中被着重提出。目前,中国对河湖水系连通特征及其对河流健康的影响缺乏足够的认识,本文主要对河湖水系连通的定义、分类、评判指标、影响因素及其对水环境健康的影响进行了一一阐述。分析表明：维持水系连通可以明显地改善湿地生态环境,维持湿地生态环境及生物多样性,保障防洪安全和水资源可持续利用。同时,河湖连通也会带来对生态环境的负面影响,主要包括：①原本水质好的河流和水质相对较差河流连通后降低原来河流的水质;②加剧连通河流中物种及鱼类等生命体的竞争;③水量充沛的河流支援水量不足的湖泊,将减少该河流的有效可利用水量;④导致水面蒸发量减少影响地表及陆地的水循环,影响地区的气候变化;⑤上游地区与下游地区河湖连通将导致下游地区河湖泥沙及淤积量急剧增加。

利用1960-2007 年月平均降水和年平均降水数据,采用墨西哥帽小波连续函数,对贵州省紫云县麦岗水库流域近48 年来降水时间序列的季节变化和年际变化进行多尺度分析,揭示了麦岗水库流域降水变化多时间尺度的结构特征,并提取各季节和年降水序列的周期变化及突变点。结果表明,不同季节和年降水存在不同时间尺度的变化周期。春季降水的变化周期为8 年和2 年,夏季降水的变化周期为8 年和1 年,秋季降水的变化周期为16 年和1 年,冬季降水的变化周期为3 年和12 年,年降水的变化周期为1 年和8 年。夏季降水和年降水均有1 年和8 年的变化周期。通过小波系数过程曲线可知,夏季降水与年降水的变化趋势一致,年降水变化在较大程度上受到夏季降水变化的影响。

利用安徽省70 个台站1961-2010 年逐日平均气温、风速和相对湿度,根据气候舒适度评价模型,计算得到安徽省气候舒适度时空分布特征,在此基础上通过GIS 空间插值对气候舒适度进行综合区划和评价。结果表明：安徽省气候舒适度有明显的季节变化和区域分布特征,季节上每年4-10 月气候总体舒适,而11 月-次年3 月气候相对不舒适;空间上南部地区气候较为舒适,而北部气候相对不舒适。在气候变暖的背景下,年气候舒适天数逐年增多,且在1986 年左右存在一次显著性增多的突变;年不舒适日数明显减少,并且在1997 年左右也发生一次显著性减少的突变。综合区划显示,全省气候最舒适区主要位于沿江地区和江南南部,而气候最不舒适区位于淮北东北部、大别山区和皖南山区。

本研究以曾发布台风警报和最大24 小时降雨量不小于50 mm为标准,分别在台湾东部的宜兰、花莲、成功、台东、大武、兰屿等6 处测候站1960-2009 年的观测资料中,界定出117～151 次不等的台风强降雨事件,并取最大24 小时降雨量和年次数为强度与频率指标,采用非母数统计验证方法,检视各测候站研究年期内台风强降雨事件之强度和频率序列的趋势变化与阶段变化。分析结果显示,整体而言研究区内台风强降雨事件的降雨强度无显著的变化,但发生频率在1980-1990 年间出现跃升之现象。由于晚近台风强降雨事件的发生频率较以往为高,致灾风险相对提升,未来台湾东部地区防灾意识的强化和因应能力的固实有其必要性。

在薄盘光滑样条插值中,高相关协变量的选取决定了插值结果的精确性。以2001-2009 年全国728 个气象站点日降水为数据源,提取年降水量数据,在分析多年平均降水量与两协变量高程(DEM)和距海岸线距离(DCL)的空间相关性基础上,利用ANUSPLIN软件,比较不同协变量下降水量插值结果精度在全国尺度以及区域尺度上的差异。以DEM、DCL及DEM-DCL分别为协变量对降水量数据进行空间插值发现：①在全国尺度上,DEM法的平均绝对误差(MAE)为47.79,略低于DEM-DCL法(48.90),但显著低于DCL法(55.54);且DEM法的平均相对误差和均方根误差也明显低于其它两种方法。②在区域尺度上,除西藏地区外的其他7 个区域,3 种方法的插值误差与全国尺度上相一致。西藏地区降水插值结果以DCL法的精度最高,而DEM法则较差。研究建议除在西藏地区的降水量插值研究中采用DCL法,在全国其他大部分区域采用DEM法。

适应度是气候变化下适应性研究的关键环节,本文提出气候变化适应度的概念及其定量评价方法,并对淮河南北的小麦适应度进行比较分析。结果表明,目前河南省境内的南北气候分界线并非淮河干流区,而是由原位置北移约300 km处的最大支流地带,冬小麦的适应度空间变化大致围绕该分界线呈经向分布。淮河分界线以南地域适应度为62.57%,高于以北地域的56.81%,研究结果表明,欲达到河南农业可持续发展,距离完全适应仍有较大空间需要人为调控,且北部相比较南部其调控压力更大。在年际变化上,随着20 世纪80 年代气候的突变,各地小麦温度适应度骤增,水分适应度骤减,之后随着气候的日趋稳定,各气候要素的适应度不断上升,但在21 世纪初上升速度下降,甚至有降低趋势,表明气候变暖的环境对小麦的负面影响日渐突出。

本文基于2010 年采自大别山地区黄山松、油松树轮资料分别建立了树轮宽度标准年表,利用相关函数检验了年表与附近的麻城气象站1959-2009 年月平均最高气温、月平均气温、月平均最低气温和月降水量之间关系,旨在探讨黄山松、油松树轮宽度的气候意义。研究结果显示,平均敏感度、标准差、信噪比等统计量黄山松年表均高于油松年表,表明黄山松年表较油松年表包含更多的气候信息,具有更高的树轮气候学研究价值。黄山松径向生长主要受当年2-7 月平均气温限制,任何月份及月份组合降水量对黄山松径向生长的限制作用均不显著;油松径向生长主要受当年5-6 月降水总量限制,任何月份及月份组合气温对油松径向生长的限制作用均不显著。研究表明,在中国亚热带暖湿地区,气候要素的年际变化亦可对部分树种径向生长具有较强的限制作用,树木年轮宽度的变化对气候具有指示意义。研究结果将进一步弥补中国亚热带暖湿地区树轮宽度年表的不足,为树轮气候重建研究提供参考和依据。

Priestley-Taylor 公式是无平流的假设条件下提出的，而实际情况很难满足。为了消除基本假设所带来的计算误差，原公式中引入修正系数α。但大量研究表明，修正系数α 具有很大的时空变异性，取值具有很大的不确定性。本文尝试直接引入平流项的方法来反映平流的影响作用。通过在乌江鸭池河流域进行实例验证分析，结果表明该方法具有一定的合理性，能够为冬季蒸散发的计算提供最小能量保证。相比原有的修正系数法，蒸散发的计算精度得到有效提高。特别是原有公式计算出现的冬季偏小、夏季偏大的情况得到了有效的改善。

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。

通过遥感获取地表温度(地温，LST)可以弥补气象站地温数据局地性的不足。但受某些因素影响，遥感MODIS LST标准产品中的影像存在“云污染”等噪音像元以及空缺值，影响了LST数据应用。本文在利用LST产品的质量标记信息(QA)和直方图极值去除法过滤低质量、不可靠LST像元的基础上，提出了一种基于DEM-LST回归关系的滑动窗口空间重建算法，对2008 年青藏高原东北部TERRA/AQUA 上共4 个温度通道的MODIS LST进行了重建，得到空间完整的LST 时间序列。将重建后的LST 与研究区11 个气象站地表温度数据(T)的比较表明，在8 day 合成序列上LST-T 一致性很好，平均相关系数达0.96，平均绝对误差为2.02℃；LST与T在月、年的尺度上更没有显著差异(平均绝对误差分别为1.55℃和0.60℃)。LST与T存在的差异与两者的时空定义的不一致性有必然的联系，但是仍然存在的低水平噪音表明若需要更高精度的LST数据需要更细致的去云处理。

多年冻土是一种热现象，地温是判断多年冻土特征的有效指标。通过对祁连山区东北部大通河源区多年冻土分布状况的野外考察与钻探等工作，借助于实测地温数据和地温曲线分析工具，对大通河源区39 个钻孔点的多年冻土地温特征进行了对比分析，对影响多年冻土地温的主要因素进行了概括和总结。结果表明，在大通河源区，高程、植被类型、地表覆盖特征、土壤水分条件等是影响多年冻土地温的主要因素。根据尺度性划分的结果，高程是影响区域多年冻土地温变化的一级因素；随着空间尺度的下降，植被类型和地表覆盖特征成为二级影响因素；在沼泽化草甸植被覆盖区，土壤水分条件又成为影响多年冻土地温的三级影响因素。对多年冻土地温特征及影响因素的分析不仅有助于了解区域多年冻土的稳定性、预测全球气候变暖背景下的多年冻土演变和退化，还可以为寒区气候变化、生态、水文等相关领域的发展提供基础，为各项工程设施的实施和维护提供建议和指导。

利用1958-2008 年高低空气象观测资料以及山西省气象信息中心归档的109 站原始气象记录月报表及其信息化产品资料，分别以最高气温≥35℃、≥37℃、≥40℃为指标, 研究山西高温日的时空分布、变化趋势及环流特征，结果表明：①山西高温日最早出现在4 月中旬，最晚出现在9 月中旬，≥35℃、≥37℃和≥40℃的高温日均是6月下旬最多。②高温日数具有随纬度、随海拔的升高而减少，西部多于东部、南部多于北部、盆地多于山区的空间分布特征。≥40℃的高温区域主要集中在运城和临汾地区。③1984-2008 年，35℃以上的高温日数整体呈上升趋势；1979-2008 年，30a 间高温站次以153 站次/10a 的趋势增多；进入90 年代以后，不仅高温日数增多，而且高温持续时间、强度、范围都有增强趋势。④影响山西高温的500 hPa 环流形势主要有：副高纬向性、副高经向型以及大陆高压(脊)控制型3 类。在特定的流型配置下，T₈₅₀≥25℃、T₇₀₀≥13℃，T₈₅₀≥26℃、T₇₀₀≥14℃，T₈₅₀≥28℃、T₇₀₀≥15℃，T₈₅₀≥32℃、T₇₀₀≥16℃是山西省不同区域、不同风向影响时，≥35℃、≥37℃、≥40℃高温天气预报的临界值。

8.2 ka B.P.、5.5 ka B.P.和4.0 ka B.P.事件为全新世3 次典型的气候突变事件。本文以海岱文化区的主体——山东作为研究区域，综合分析全新世古气候变化、新石器考古文化等方面的资料，研究认为3 次气候事件在研究区具有不同的响应方式，对海岱文明的影响也各不相同。其中，8.2 ka B.P.和5.5 ka B.P.事件均以干冷为特征，分别对研究区后李文化的产生和大汶口文化的发展起到了促进作用；4.0 ka B.P.事件是一次洪水与干冷事件前后接踵的组合事件，它通过不同的影响机制导致了研究区各个区域的史前文明在4.0 ka B.P.事件前后普遍发生衰退。

基于2010 年汛期与非汛期太湖流域西部宜溧河及西苕溪22 个断面水样实测分析数据，选取高锰酸盐指数(COD_Mn)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)为主要研究指标，利用单因子评价法和综合评价法对两条典型河流汛期与非汛期水质状况及差异，以及两者间不同时期及沿程水质变化进行了对比分析，并从社会经济、自然地理等角度探讨了其产生的原因。结果表明：宜溧河流域平均水体污染程度总体高于西苕溪流域，污染程度更差。宜溧河非汛期各断面的COD_Mn、TN、NH₃-N 及TP含量均明显高于汛期的含量，水质状况更为恶劣，而西苕溪汛期的平均水质状况基本劣于非汛期。受流域内城镇空间布局以及工业污染企业的空间分布等因素的影响，河道水体水质状况的空间差异性比较显著。宜溧河段入湖河流水质污染主要来源于点源，汛期下游受到一定程度的非点源污染。西苕溪水质污染主要来源于面源污染，汛期污染物主要是由降雨径流带入河中，下游受到一定程度的点源排放影响。

为了研究滦河流域未来百年(2010-2100 年)不同排放情景下气候变化对径流的影响，利用ECHAM5/MPI-OM模式在3 种排放情景下(A2 高排放、A1B中排放、B1 低排放)下所做的21 世纪未来百年气候变化预估实验得到的数据，应用HBV模型对滦河流域进行了模拟研究，模型率定期和验证期的结果表明HBV模型在滦河流域具有很好的适用性。结合HBV模型和ECHAM5/MPI-OM模式在3 种排放情景下的百年气候变化预估数据，结果显示在3 种排放情景下滦河流域百年平均径流深度相差不大，但变化趋势有较大不同，年际变化突出。整体而言，未来百年在3 种情景下滦河流域的径流深度都将有不同程度的增加趋势，其中在B1 低排放情景下，增加趋势显著；在周期方面，A2 和A1B情景下，2-9 年的年际变化周期较为明显，而在B1情景下周期不太明显。

为探究玉龙雪山地区地-气-水-人之间的相互作用机理，于2005 年7 月22-28 日在云南省丽江市玉龙雪山地区采集不同水体样品，在探讨不同水体水文联系的基础上，对该区域不同水体的无机离子浓度和特征进行了分析。结果表明玉龙雪山地区不同水体无机离子浓度存在较为明显的差距，无机离子浓度较大的是低海拔地区的湖水和地下水，浓度较小的是冰舌融水和融水径流；水体主要无机离子是HCO₃^-，Ca²⁺，Mg²⁺，SO₄^2-，Na⁺，K⁺，Cl^-，其中Ca²⁺占整个阳离子的53.27%，是最大优势阳离子，阴离子中HCO₃^-是优势阴离子，占阴离子总量的70.35%左右，优势离子与非优势离子之间浓度差距较大。海拔4270 m以上，受局地岩石岩性的影响无机离子浓度较高；海拔4270 ~ 3180 m，由于新鲜融水未充分溶解基岩的离子和水体本身的沉积作用，离子浓度较低；海拔3046 ~ 2400 m，水岩作用导致水体HCO₃^-，Mg²⁺，Ca²⁺，K⁺，Na⁺浓度较高，季风输送和近源人类活动导致NO₃^-、SO₄^2-，K⁺浓度也较高；相关性分析表明阳离子的来源、存在方式和反应机理的相似性比阴离子强；SO₄^2-对区域水岩反应有较强的加速作用；Mg²⁺和Ca²⁺同源。