检索结果-内蒙古大学图书馆

地理学报 2019年第11期74卷 2401-2410页

作者：宋爽王帅傅伯杰陈海滨刘焱序赵文武北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 西北农林科技大学经济管理学院杨凌712100

社会—生态系统(SES)由社会子系统、生态子系统及两者的交互作用构成,具有不同于社会系统或生态系统单独具有的结构、功能和复杂特征。社会—生态系统适应性治理旨在通过适应性的社会权利分配与行为决策机制,使社会—生态系统能够在动... 详细信息

社会—生态系统(SES)由社会子系统、生态子系统及两者的交互作用构成,具有不同于社会系统或生态系统单独具有的结构、功能和复杂特征。社会—生态系统适应性治理旨在通过适应性的社会权利分配与行为决策机制,使社会—生态系统能够在动态条件下可持续地保障人类福祉。适应性治理理论的形成受到“公共池塘资源管理”“韧性”和“治理”3方面理论的影响,并为“转型治理”与“协作治理”提供了建构基础。该理论具有以下3个主要目的:①理解和应对社会—生态系统多稳态、非线性、不确定性、整体性以及复杂性;②建立非对抗性的社会结构、权利分配制度以及行为决策体系,匹配社会子系统与自然子系统;③通过综合方法管理生态系统,使其可持续提供生态系统服务。因此,面对人类行为主导地表过程的“人类世”,实现适应性治理有助于应对社会—生态系统的复杂性与不确定性。鉴于中国的生态环境正处于迅速变化时期,且中国与世界各国间的相互影响日益复杂,未来研究可重点关注以下3个方面:①理解耦合系统的多元互动过程,增强适应能力;②强调社会—生态系统的整体性研究;③提高环境变化背景下理解和预测系统动态的能力。

关键词：适应性治理社会—生态系统自组织韧性管理可持续性

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遥感影像云检测网络泛化性能研究:以DeepLabv3+为例

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遥感学报 2021年第5期25卷 1169-1186页

作者：彭龙康刘励聪陈学泓陈晋曹鑫邱岳安北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心北京100875

近年来,深度学习算法得到了长足的发展,并开始应用于云检测。但是深度神经网络模型参数众多,依赖大量训练样本,因此理解其泛化性能对于深度学习在不同遥感影像的实际应用具有重要的参考价值。本文以深度语义分割算法DeepLabv3+为例,以... 详细信息

近年来,深度学习算法得到了长足的发展,并开始应用于云检测。但是深度神经网络模型参数众多,依赖大量训练样本,因此理解其泛化性能对于深度学习在不同遥感影像的实际应用具有重要的参考价值。本文以深度语义分割算法DeepLabv3+为例,以一组广泛使用的云标记数据集"L8 Biome"为验证数据,探讨该算法用于云检测时在不同的地表景观、空间分辨率和光谱波段组合的遥感影像上的泛化性能。云标记数据集"L8Biome"包含96景具有全球代表性的Landsat 8 OLI影像及相应的人工云掩膜,被广泛用于测试云和云阴影检测算法性能。首先,利用Landsat 8 OLI云标记数据集"L8 Biome",构建不同类型景观、不同空间分辨率、不同波段组合的训练影像集和测试影像集;其次基于不同训练样本集和测试集,评估了DeepLabv3+算法在不同情况下的云检测精度,并与Fmask算法作对比分析。研究结果表明:(1)使用全混合景观类型的训练集训练出来的云检测网络在总体检测精度(92.81%)与稳定度(标准差12.08%)上都优于使用单一景观类型的训练集训练得到的云检测网络,也优于Fmask的总体精度(88.75%)与稳定度(标准差17.34%),说明在构建深度学习算法的训练集时,应该尽可能包含多类型的地表景观;(2)将全混合景观训练集中剔除一类景观的样本(冰/雪景观除外)构建的"混合-1"训练集与全混合景观训练集训练的DeepLabv3+网络的云检测精度也相差不大,说明现有训练样本集已具备较强的景观泛化能力;(3)基于30 m空间分辨率的全混合景观训练样本集训练得到的DeepLabv3+云检测网络在不同分辨率(30 m、60 m、120 m、240 m)的测试集上云检测精度差异不大,都取得较好的效果,说明DeepLabv3+能够泛化应用于不同空间分辨率的遥感影像,相反Fmask直接应用于低分辨率影像时精度明显下降;(4)DeepLabv3+能充分自适应不同波段的信息用于云检测,总体来说更多的光谱波段输入能够提高DeepLabv3+的云检测的精度和稳定度,其中短波红外波段对于DeepLabv3+区分冰/雪与云具有重要价值,而热红外波段对DeepLabv3+云检测网络的性能提升很微小。以上结果说明利用现有数据集"L8 Biome"训练的DeepLabv3+云检测网络能够适用于多种类型的遥感影像,并优于Fmask算法。

关键词：深度学习云检测 DeepLabv3+ 泛化性能地表景观光谱波段组合空间分辨率

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内蒙古温带草原大针茅叶片光合生理特性对氮添加的响应

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生态学报 2023年第14期43卷 5994-6004页

作者：董姣姣龚吉蕊翟占伟张子荷矢佳昱张魏圆宋靓苑李颖张斯琦北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875

大气氮沉降增加生态系统氮有效性,优势种植物对不同水平氮输入的响应影响草原生态系统结构和功能。研究设置4个氮添加水平,分析内蒙古温带草原优势种大针茅(Stipa grandis)光合生理特性对不同梯度氮添加的响应。结果表明:低氮(0—2 g m^... 详细信息

大气氮沉降增加生态系统氮有效性,优势种植物对不同水平氮输入的响应影响草原生态系统结构和功能。研究设置4个氮添加水平,分析内蒙古温带草原优势种大针茅(Stipa grandis)光合生理特性对不同梯度氮添加的响应。结果表明:低氮(0—2 g m^(-2)a^(-1))处理时,大针茅叶片氮含量较低,叶绿素含量和1,5⁃二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性不高,光能利用效率低,导致光系统II出现过剩激发能,光合器官受到抑制,净光合速率相对较低。适量氮添加(5—10 g m^(-2)a^(-1))提高了大针茅叶片羧化系统和电子传递系统的氮分配,进而提高了1,5⁃二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性以及电子传递速率,净光合速率增大。高氮(25 g m^(-2)a^(-1))处理时,叶片氮含量较高,但光合氮分配比例下降,降低了光合氮利用效率。大针茅光抑制程度增大,叶绿素含量、1,5⁃二磷酸核酮糖羧化/加氧酶的活性下降,不利于生物量积累。研究结果有助于进一步了解全球变化背景下草原生态系统优势种的生理响应机制,并为草原的可持续发展提供一定的理论依据。

关键词：内蒙古温带草原氮添加光合作用光合氮分配碳代谢酶

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黑河流域高寒草甸生态系统水分收支及蒸散发拆分研究

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生态学报 2018年第20期38卷 7400-7411页

作者：童雅琴王佩李小雁张赐成白岩北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收... 详细信息

水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收支动态,并结合双源模型对高寒草甸生态系统蒸散发(植被蒸腾和土壤蒸发)进行拆分及评价。研究结果表明(1)在生长季(5—9月)植被蒸腾是高寒草甸生态系统主要的耗水形式,2014和2015年生长季平均蒸散比(T/ET)分别为0.74和0.79;(2)土壤水分的剧烈变化主要发生在0—40 cm处,且受冻融过程影响显著;(3)在降水较多的年份(2014)高寒草甸生态系统水分收支基本平衡,且不受冻融影响的月份(6—9)有地表径流产生约42 mm;在正常年份(2015),生态系统呈现水分亏缺,亏缺量约为134 mm,6—9月约亏缺26 mm;(4)模型估算蒸散发(ET)与实测蒸散发具有很好的一致性,相关系数可达0.90,敏感性分析表明模型输入变量对蒸散发(ET)及蒸散比(T/ET)产生的误差较小,双源模型可以很好地实现对高寒草甸生态系统蒸散发(ET)的拆分。

关键词：高寒草甸水分收支双源模型蒸散比(T/ET)

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退耕还林(草)政策下土地利用结构优化研究——以内蒙古太仆寺旗为例

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中国人口·资源与环境 2018年第S2期28卷 25-30页

作者：田晓宇徐霞江红蕾龚容关梦茜北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部资源学院北京100875

基于中国北方农牧交错带太仆寺旗1995、2000、2005和2008年四期土地利用现状和同时期社会经济统计数据,CLUE-S模型理论框架,结合土地利用适宜性评价和生态系统过程模型,设定生态效益最优、经济效益最优、综合效益最优、现状及预测五种情... 详细信息

基于中国北方农牧交错带太仆寺旗1995、2000、2005和2008年四期土地利用现状和同时期社会经济统计数据,CLUE-S模型理论框架,结合土地利用适宜性评价和生态系统过程模型,设定生态效益最优、经济效益最优、综合效益最优、现状及预测五种情景,并基于五种情景,对太仆寺旗的土地利用数量需求和空间分布格局进行了优化配置。结果表明,退耕还林(草)政策的实施导致区域土地利用的剧烈变化,但其综合效益与生态效益变化趋势一致。从用地结构来看,太仆寺旗的土地利用现状还存在较大的优化空间,通过综合最优目标的优化,耕地、草地和其他用地在优化后的比例分别占土地总面积的30.34%、35.33%和12.48%,土地利用的生态效益、经济效益和综合效益分别提高了6.2%、2.1%和3.89%,并且向着更加生态与集约的方向发展。从土地利用空间格局上来看,其东北部受人类活动的影响显著,退耕还林(草)政策仍是导致其生态效益和经济效益发生变化的重要影响因子。今后,只有以综合效益最优为目标的土地利用结构优化,才能保证在现状土地利用效益不减少的情况下,最大程度地增加土地利用的生态效益、经济效益和社会效益,使土地利用既满足生态环境的要求,又能提高其经济产出,实现土地资源的可持续利用。

关键词：退耕还林(草) 土地利用结构优化土地利用空间配置太仆寺旗

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基于遥感识别误差校正面积的农作物种植面积抽样高效分层指标研究——以冬小麦为例

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中国农业科学 2018年第4期51卷 675-687页

作者：杨珺雯张锦水潘耀忠孙佩军朱爽北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京工业职业技术学院

【目的】在遥感与空间抽样相结合进行农作物面积调查中,由于传统的基于面积规模的分层指标设计中缺失对遥感识别结果分类误差的表达,一定程度上影响抽样效率,因此提出基于遥感分类误差校正面积的分层标志——误差校正面积,以期改进农作... 详细信息

【目的】在遥感与空间抽样相结合进行农作物面积调查中,由于传统的基于面积规模的分层指标设计中缺失对遥感识别结果分类误差的表达,一定程度上影响抽样效率,因此提出基于遥感分类误差校正面积的分层标志——误差校正面积,以期改进农作物种植面积抽样调查效率。【方法】选取北京市通州、大兴区为研究区域,以冬小麦为例,选择16 m分辨率GF-1号影像(获取时间2015年4月4日)为遥感数据源,进行抽样方案的设计。设计与计算高效分层指标,先从像元尺度判断像元相应的错入、错出方向并计算其对应的误差面积,再在抽样单元尺度上统计所有像元的误差面积,将其用于面积规模的校正,校正后结果即为所提出的分层抽样指标——误差校正面积(Scorrect);构建边长为90—300 m的规则正方形格网为抽样框,并完成设置分层层数、确定分层界限方法、样本量分配方式、总体估计方式等空间抽样方案设计。基于设计的抽样方案进行试验,进行研究区冬小麦的区域总量面积反推。以误差校正面积指标和传统分层指标——面积规模为分层指标,进行多次种植面积抽样推断后进行指标有效性分析和精度评价,通过对相关性、典型区域分类错误像元误差分布、总体方差、平均相对误差r、CV值等方面的对比分析,验证所提出指标的可行性与优势。【结果】(1)通过结合原始影像、目标真值分布、遥感分类结果图、分类错误像元误差分布图的对比分析,从像元尺度验证了该指标能校正分类错误像元,从而改善分类结果;在试验抽样框下,误差校正面积的相关系数相较于面积规模略有提高,且数值大于0.7,可保证其与真值较高且稳定的相关性。验证了该指标作为分层指标的有效性。(2)在试验抽样框下,使用误差校正面积作为分层指标进行多次外推面积得到的总体方差在1.70×1013—2.41×1013,面积规模的总体方差为2.05×1013—3.11×1013,误差校正面积在推断稳定性方面高于面积规模;采用误差校正面积作为分层指标得到的r为4.21%—5.00%,面积规模的r为4.87%—5.98%,误差校正面积指标能稳定提高近1%的精度;选择误差校正面积指标作为分层指标进行抽样估算结果的CV值在试验抽样框下始终低于面积规模的推断结果,能稳定减少近0.8%。因此误差校正面积指标在与目标真值相关性、抽样精度、推断稳定性等方面均优于传统面积规模分层指标。【结论】误差校正面积指标可在一定程度上提高种植面积抽样调查精度,保证推断的稳定性,验证了遥感识别误差校正面积指标作为分层标志的有效性,能够提高抽样效率,其相较面积规模指标更具有优势。

关键词：冬小麦种植面积分层抽样分层指标分类误差面积规模

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藏南羊卓雍错沉积物元素地球化学记录的过去2000年环境变化

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地理学报 2019年第7期74卷 1345-1362页

作者：郭超蒙红卫马玉贞李丹丹胡彩莉刘杰瑞雒聪文王凯北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 湖北文理学院资源环境与旅游学院襄阳441053 云南师范大学旅游与地理科学学院昆明650500

以青藏高原南部的羊卓雍错(简称羊湖)沉积岩芯为研究对象,以较可靠的年代数据(210Pb和AMS14C交叉定年)为框架,基于高分辨率的元素地球化学记录,通过数理统计分析方法提取环境信息,结合粒度和磁化率,重建该地区过去2000年来的环境变化。... 详细信息

以青藏高原南部的羊卓雍错(简称羊湖)沉积岩芯为研究对象,以较可靠的年代数据(210Pb和AMS14C交叉定年)为框架,基于高分辨率的元素地球化学记录,通过数理统计分析方法提取环境信息,结合粒度和磁化率,重建该地区过去2000年来的环境变化。结果显示,该区黑暗时代冷期(DCAP)和小冰期(LIA)气候较为寒冷,降水量较高;而中世纪暖期(MWP)和现代暖期(CWP)气候较为温暖,降水量较低,气候具有冷湿—暖干的特征。其中,重建的温度显示,中世纪暖期的温暖程度似乎持平甚至超过20世纪暖期;小冰期期间可能存在一次百年尺度的温暖事件,而17世纪和18世纪可能是过去2000中最寒冷的一段时期。分析发现,过去2000年以来青藏高原南部存在着冷湿—暖干的气候模式;过去2000年青藏高原南部地区温度的变化可能主要受到太阳辐射的影响,而小冰期期间西风环流的南移和增强可能是导致区域降水增加的重要因素。另外,该时期羊湖的湖泊水位的变化受温度和降水共同控制:当温度降低,降水增加时,湖泊水位上升,反之亦然。

关键词：元素地球化学青藏高原南部过去2000年中世纪暖期小冰期环境变化

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地表太阳辐射经验值对参考作物需水量计算的影响

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农业机械学报 2020年第2期51卷 254-266页

作者：夏兴生朱秀芳潘耀忠张锦水北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学遥感科学与工程研究院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 青海师范大学地理科学学院西宁810016

针对中国太阳辐射站点观测数据较少的客观条件,以联合国粮农组织(FAO)建议的通过Angstrom公式及其参数计算的地表太阳辐射(Rs-c)对中国九大农业区基于Penman-Monteith(PM)公式计算的参考作物需水量(ET0-PM)的影响为目标,利用中国地面气... 详细信息

针对中国太阳辐射站点观测数据较少的客观条件,以联合国粮农组织(FAO)建议的通过Angstrom公式及其参数计算的地表太阳辐射(Rs-c)对中国九大农业区基于Penman-Monteith(PM)公式计算的参考作物需水量(ET0-PM)的影响为目标,利用中国地面气候资料月值数据集和中国辐射月值数据集中的112个站点1957年1月—2017年3月的气象要素逐月有效观测日均值数据,通过对比分析和相关分析,讨论了站点Rs-c与观测的地表太阳辐射(Rs-o)的时空差异,以及二者分别输入PM公式获得的ET0-c和ET0-o的时空差异。结果表明:基于年内时空尺度的各农业区Rs-c和Rs-o存在显著且不稳定的差异,Rs-c直接替代Rs-o参与计算ET0-c可能出现较大的误差。基于Rs-c和Rs-o分别计算的ET0-c和ET0-o,无论是在全国,还是各个农业区,均存在显著的线性相关性,R2超过0.67,ET0-c平均值只有0.06~0.26 mm/d的误差。考虑中国的农业地域类型,应对北方地区的“春旱”灌溉需求,可以直接以Rs-c计算获得ET0-c,而在全国范围内的夏季“伏旱”期,输入Rs-c计算的ET0-c比输入Rs-o计算的ET0-o偏大。在高精度的节水农业应用中,建议研究相应的校正模型对夏季ET0-c进行校准。

关键词：参考作物需水量太阳辐射 Penman-Monteith公式差异性分析中国农业区

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农业分区框架下Hargreaves-Samani公式的逐月回归修正

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农业机械学报 2020年第3期51卷 258-267页

作者：夏兴生潘耀忠朱秀芳张锦水北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学遥感科学与工程研究院北京100875 青海师范大学地理科学学院西宁810016 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

为验证中国农业综合分区框架下Hargreaves-Samani(HS)公式线性回归修正方案的适用性,利用中国气象数据网发布的124个站点1957—2016年的逐月有效日平均气压、平均最低气温、平均最高气温、平均风速、平均水汽压、月总太阳辐射数据及站... 详细信息

为验证中国农业综合分区框架下Hargreaves-Samani(HS)公式线性回归修正方案的适用性,利用中国气象数据网发布的124个站点1957—2016年的逐月有效日平均气压、平均最低气温、平均最高气温、平均风速、平均水汽压、月总太阳辐射数据及站点经纬度数据,首先,分别基于Penman-Monteith(PM)公式和HS公式计算了各站点多年逐月的参考作物需水量ET0-PM和ET0-HS。然后,以ET0-PM为真值,基于1957—2010年的逐月ET0-PM和ET0-HS,利用线性回归分析方法获取了中国38个农业管理子区的HS公式校正系数a、b,并以2011—2016年为验证年份,通过比较ET0-HS校正前后的相对误差变化,验证了HS公式线性回归校正方法在中国农业区的适用性,并结合验证年份的具体误差结果,确定了各农业区HS公式校正系数a、b的逐月最优取值。结果表明:大部分农业区的大部分月份ET0-PM与ET0-HS的相关系数超过0.6,可以进行ET0-HS的回归校正;回归校正得到的系数a存在显著的季节变化规律,系数b则表现较为平稳;系数a、b的大小及变化说明了ET0-PM和ET0-HS彼此之间存在差异,且季节性明显;校正前后的ET0-HS均存在不同程度的相对误差,但校正后的ET0-HS的误差范围已经显著缩小;在具体的验证应用中,校正后的ET0-HS并不完全是最优结果,实践中系数a、b的优选使用才是最佳方案。本研究验证的HS公式线性回归校正方法是实践中简便、可行的方案,对大尺度区域快速获得较高精度的参考作物需水量具有实际意义和推广价值。

关键词：参考作物需水量 Hargreaves-Samani公式线性回归校正 Penman-Monteith公式中国

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近60 a内蒙古不同草原类型区极端气温和干旱事件特征分析

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干旱区地理 2018年第4期41卷 701-711页

作者：薛海丽张钦唐海萍北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

基于相对湿润度指数和非参数百分法,结合线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法和累积距平检验法,分析了1955—2015年内蒙古4个草原类型区(多伦、锡林浩特、海拉尔和四子王旗)温度和降水,以及极端气候事件变化特征。结果表明:(1)4个区... 详细信息

基于相对湿润度指数和非参数百分法,结合线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法和累积距平检验法,分析了1955—2015年内蒙古4个草原类型区(多伦、锡林浩特、海拉尔和四子王旗)温度和降水,以及极端气候事件变化特征。结果表明:(1)4个区域年平均气温均显著升高,升高速率约为0.40~0.47℃·(10 a)^(-1),气温变化存在非对称性升温特征,多伦、锡林浩特、海拉尔和四子王旗最低气温上升速率分别为最高气温上升速率的1.61倍、1.86倍、2.73倍和1.65倍,春冬季气温增加速率高于夏秋季。(2)多伦、海拉尔、四子王旗和锡林浩特年降水量分别为381.6 mm、350.5 mm、318.6 mm和283.6 mm;降水天数显著增加,而降水量无显著变化,但多伦和锡林浩特降水量呈现略微降低的趋势,其它两个区域呈现略微增加的趋势。(3)4个区域极端高温事件频率显著增加,突变点均出现在1990 s,极端低温事件频率显著减少,突变点均出现在1970s末。(4)4个区域均呈现暖干化的趋势,锡林浩特干旱事件发生最为突出,四子王旗以中度干旱为主,海拉尔和多伦以无旱为主,2000年后,4个区域干旱事件发生频率均明显增加。降水量变化不显著,而气温和潜在蒸散量显著升高可能是导致4个区域不断干旱化的主要原因。

关键词：气温非对称性极端高温极端低温极端强降水干旱事件

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