朔州市干旱特征及其对农作物产量的影响

旨在量化表征晋北半干旱地区的干旱强度及其时空特征以及对农作物产量的影响,基于朔州市6个气象站点1972—2017年的实测气象资料,分析该地区的降水、气温的变化趋势,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了朔州市不同时间尺度的干旱频率及强度的时空特征。结果表明：朔州市年均降水量变化趋势不显著,季节平均降水量规律中,春、秋、冬季的平均降水量呈现增加趋势,夏季平均降水量为减少趋势,其中仅有秋季平均降水量增加的趋势显著。平均气温方面,年均温呈现极为显著的上升趋势,春季平均气温增加的显著性最强。朔州市干旱频率在1992—2001年代表现最高,该年代也是极端干旱的高频率期。朔州市短时间尺度（3个月）的SPEI值(SPEI-3)在10年尺度上的干旱最长持续时间达8个月,发生在1992—2001年间。SPEI-12在10年尺度上呈现：在1982—1991年间的干旱最长持续时间达7个月。干旱特征影响了朔州市的农作物产量,朔州市干旱特征与农作物平均产量存在二次函数关系。研究结果可为该地区雨养农业的发展提供参考。     

2000—2017年内蒙古地区VCI对不同时间尺度SPEI的响应

为了深入了解内蒙古地区各植被类型对不同时间尺度气象干旱指数的响应情况。利用2000—2017年内蒙古地区82个气象站的监测资料和NASA的MOD13Q1植被监测产品,计算内蒙古地区VCI与30、60、90、120、150天时间尺度的SPEI的相关性。结果表明：5种不同时间尺度的SPEI在内蒙古地区的年均值变化基本保持一致,但年变化趋势并不显著。年平均VCI呈极显著上升趋势,其变化倾向率达0.129/10 a,植被状况转好显著。内蒙古地区4月下旬—5月中旬,各植被覆盖类型对气象干旱的影响均不敏感。5月下旬开始草原VCI与SPEI呈显著或极显著正相关。6月中旬开始耕地VCI与SPEI呈显著相关或极显著正相关。VCI与不同时间尺度SPEI的相关性分析表明,宜分别采用SPEI₆₀和SPEI₉₀对内蒙古地区的草原和耕地干旱开展监测和预警,而森林和荒漠的VCI与SPEI的相关性整体偏差,气象干旱对其影响并不显著。     

山东省干旱灾害风险评估与区划

山东省作为中国的农业大省，是最重要的粮食主产区之一，受季风气候影响，是干旱灾害的易发区和重灾区，因此对山东省干旱开展灾害风险评估与区划有助于更加科学地抵御干旱灾害，对于改善山东省干旱灾害风险管理、提高决策水平、减小经济损失具有一定的指导意义。利用山东省气象、土壤、地形等基本数据以及土地利用类型、归一化植被指数等高精度数据，同时基于自然灾害风险评估原理，运用加权综合评价法和层次分析法等方法，使用GIS空间分析技术对山东省干旱灾害进行风险性评估与区划。结果表明，山东省干旱危险性较高，中、高危险性地区占总面积的59.40%，高危险性地区主要分布在山东省西北部和胶东半岛东部；承灾体暴露性偏高，中、高暴露性地区占总面积的70.66%，高暴露性地区主要分布于山东省西部和南部，中部也有部分区域暴露性较高；承灾体脆弱性略高，中、高脆弱性地区占总面积的48.1%，高脆弱性地区主要分布在山东省西南部；防灾减灾能力较强，中、高防灾减灾能力地区占总面积的50.87%，高防灾减灾能力地区主要分布在胶东半岛和北部部分区域；山东省干旱综合风险性偏高，中、高综合风险地区占总面积的54.04%，主要分布在西部和中部，东...     

4种干旱指标在河西走廊地区的适用性评估

为了对比4种干旱指标在河西走廊地区的适用性,利用中国气象局提供的河西地区12个气象站点1960—2013年地面观测数据,计算出该区4种干旱指标,并对照《中国气象灾害大典》的实况干旱记录资料,评估这4种干旱指标在河西走廊地区的适用性。结果显示：（1）在年际尺度上,Pa和MI所判定的干旱等级高于实测干旱等级,SPI和SPEI的模拟能力相对较好;在季节尺度上,SPEI的判断结果与实际情况更为接近;（2）Pa、SPI和MI在整个河西走廊的部分区域均呈现不同程度的变湿趋势,而SPEI的倾向率空间分布特征表明河西走廊地区以不同的速率变干;（3）Pa、SPI和SPEI的干旱频率一致;MI在降水更加稀少的干旱区域适应性和可靠性相对较差;（4）SPEI与MI的相关性在干旱的疏勒河流域较差;（5）通过与实际干旱记录的对比,发现4种指标的出现错误的频率为MI＞SPI和Pa＞SPEI。     

樱桃园土壤水热变化特征及其对气象因子的响应

旨在为樱桃园灌溉管理和土壤水分预报提供参考依据。利用实测土壤含水量、土壤温度和气象资料,分析其土壤水热特征、相互关系以及与气象因子的统计关系。结果表明：樱桃园各层土壤水分在降水和蒸散共同作用下,呈波浪式补给与消耗且变化特征不一致;土壤温度年内变化大致呈倒"V"型。随土壤深度增加,土壤水分、土壤温度稳定性提高。土壤水分与土壤温度变化趋势同步,基本表现为水热同期现象。不同时间尺度下,旱、雨季影响土壤水分的主要气象因子不同;随时间尺度增大,土壤温度对气温响应越显著。土壤水热对气象因子的响应存在累积效应,为土壤水分挑选预报因子提供一种思路。     

基于气象和遥感的黄淮海平原干旱监测

为了更全面、系统的对黄淮海平原进行干旱监测。本研究采用标准化降水蒸散指数(SPEI)以及温度植被干旱指数(TVDI)多角度分析了黄淮海平原的干旱时空变化。结果表明：1960—2016 年,黄淮海平原有微弱的干旱化趋势,其中有12 年发生年尺度干旱,且各地区干旱分布不均匀。黄淮海平原发生轻度干旱的频率最大,其次是中度干旱;2001—2016 年冬小麦主要生长期TVDI均趋于干旱化。不同生长期干旱等级与分布范围不同,2 月干旱发生强度大范围广,主要集中在研究区的北部和东部地区,3—5 月干旱强度减弱且面积减少,主要集中在河北省南部以及山东省的中东部地区。研究结果可对黄淮海平原的旱情进行监测和评价,并为农业生产,防旱避灾提供参考依据。     

保山烟区降水及其干旱风险性评价区划

以保山各县区2015—2020年11个烤烟气象站点的逐日降水量和气温数据为基础资料,对云南保山烤烟生长发育过程中降雨风险指标及其时空分布特征进行分析,并构建干旱危险性评价模型,旨在为保山烤烟安全生产及风险防范策略制定提供依据。结合地理信息系统软件ArcGis和气候倾向率、趋势系数等相关数理统计方法分析保山烟区降水和干旱风险的时空分布特征。采用层次分析法和干旱危险性评价模型,借助GIS平台实现保山烟区的干旱灾害危险性评价区划。结果表明：洪涝高风险地区主要集中在保山西部的龙陵和腾冲地区,龙陵年降水量在1060～1865.6 mm,腾冲年降水量在804～1348.5 mm,均大于烤烟正常需水量的2倍,其中腾冲猴桥地区气候倾向率最大,通过了0.01显著性检验,逐年上升趋势十分显著。烤烟旺长期干旱风险主要发生在保山中部和东部。施甸旧城和隆阳区附近的干旱风险最高,达到严重风险以上;保山中部和东部大部分地区干旱危险性风险都在中等风险以下,利于烤烟种植。本文研究阐明了保山烟区的水分气候条件对烤烟种植的重要影响,有利于保山地区烤烟优质生产及当地政府气象防灾减灾策略制定。     

黑龙江省农业干旱灾害风险评价与区划研究

摘 要：本文运用降水距平公式对黑龙江省1971-2000年干旱程度进行划分,分析了不同时期干旱灾害的时间分布特征及规律,对黑龙江省74个站点,采用人类生存环境风险评价法,结合GIS软件对玉米干旱灾害风险指数DDRI进行研究与区划。结果表明：（1）黑龙江省一般干旱和强干旱的发生频率均表现为20世纪70年代最高,90年代次之,80年代最低;（2）黑龙江省玉米干旱灾害高风险区主要集中在西部齐齐哈尔和大庆地区,这一地区应该成为黑龙江省防御农业干旱的重点区域,低风险和轻微风险主要分布在中部地区及东部平原区。     

岷江上游干旱河谷区林-农-草地土壤水分特征与数值模拟

岷江上游干旱河谷土壤水分是农业生产和生态修复的关键因子。以干旱河谷典型区生态林、经果林、农地和荒草地4类土壤含水量为研究对象,通过对4类土壤含水量的变化分析和数值模拟,揭示土壤水分与土层深度的关系。结果表明:(1)土壤平均含水量依次为:农地(18.62%)生态林(17.47%)经果林(16.53%)荒草地(11.25%);(2)从干旱河谷(1500 m)到天然林下线(2500 m)的山地垂直方向上,林地土壤含水量呈浅U型分布;海拔2100~2500 m土壤含水量均值为19.77%,海拔1900~2100 m为13.72%,海拔1500~1900 m为16.00%;(3)土壤水分随土层深度的增加而减少,生态林土壤水分垂直变化最为显著,农地土壤水分垂直变化则相对稳定;(4)土壤水分多水平贝叶斯模型能够较好地说明4种土地利用类型下土壤含水量的变化和剖面分布特征;(5)林地与荒草地土壤含水量差异表明,土壤平均含水量14%是界定林-草地的分界值。研究结果可为岷江上游干旱河谷生态修复提供数据支撑。     

内蒙古马铃薯苗期干旱灾害风险区划

利用内蒙古73个旗县站点1979-2013年的气象站点资料、历史干旱灾害资料、马铃薯产量数据和社会属性数据等, 通过建立的内蒙古中西部和东部地区苗期的降水距平干旱指标,确定了干旱致灾因子的危险性分布,结合承灾体的脆弱性、孕灾环境的暴露性和防灾减灾能力的评价指标体系,利用GIS的空间分析功能,对内蒙古马铃薯苗期干旱灾害的风险性进行评估与区划。研究结果表明：高风险区主要分布在鄂尔多斯东北部、包头北部、呼和浩特市南部、乌兰察布市大部和锡林郭勒盟南部地区,所占面积比例为16.0%;中风险区主要分布在在鄂尔多斯准格尔旗、呼和浩特市北部、赤峰市西部、通辽市西北部、兴安盟西部部分地区和呼伦贝尔市北部地区,所占面积比例为17.9%;干旱较低风险区主要分布在我区东部农业种植的大部地区,分布区域面积最大,所占比例为46.3%;低风险区主要分布在灌溉区域,包括河套灌区和辽河流域,所占面积比例为19.8%。     

东北地区玉米干旱业务指标体系及其适用性

为提升农业和气象部门玉米干旱监测、预测、评估和防御服务业务能力,归纳了7种适合于东北地区的玉米干旱指标,主要有滑动旬雨量、旬土壤湿度、旬雨量盈亏率、不同生长期土壤湿度、各发育阶段水分亏缺指数和玉米植株形态指标等,指出不同指标适用性特点,并在东北地区玉米干旱气候风险分区中应用;最后讨论构建和使用作物干旱指标应注意的问题,指出作物干旱指标应有鲜明的农业气象意义、机理清晰、时空尺度适宜、业务适用,切忌指标混淆和盲目的时、空平均。     

温度植被干旱指数(TVDI)在农业干旱监测中的应用

准确及时地监测作物干旱情况可为应对作物受灾减产提供策略,进而降低经济损失。研究基于重建的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)数据构建旱地作物生育期内LST-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),结合研究区实地观测数据对TVDI指数进行定量验证。结果表明,构建的NDVI-T_s特征空间散点图符合三角形关系,与前人研究结果相符;旱地作物不同生育阶段TVDI与土壤湿度均呈负相关性,表明TVDI具备反映研究区土壤湿润条件的能力;2017年黑龙江旱地作物生育期内各时段均有干旱状况发生,其中西部地区干旱发生频率和范围整体大于东部地区;TVDI与土壤相对湿度干旱等级判对率一致性达到90%以上。综上所述,基于MODIS数据构建的TVDI指数可以反映黑龙江省旱地作物干旱情况,研究可为作物生育期多时段干旱监测的业务化运行及为黑龙江省制定抗旱减灾策略提供科学参考依据。     

辽宁省旱灾的分布特征及其成因分析

为了研究辽宁省旱灾分布特征及其形成的主要原因,以便采取相应的对策建议。利用辽宁省1949—2009年的基本气象数据和干旱灾情资料,分析了旱灾发生的主要原因、旱灾的区域和季节分布特征。结果表明,从时间分布上看,旱灾发生的时间相对集中,多发生在春夏季,且连续发生。春旱发生的频率最高,夏旱次之,季节连旱发生的频率最低;从空间分布上看,旱灾成片发生,带状分布明显,区域性较强,辽西旱灾发生次数最多,辽南次之,中部平原区最少。降水量季节分布特征是发生干旱的主要原因。     

中国农业干旱灾害特征及成因分析

以1949—2019年受灾率、成灾率和因旱粮食损失率3个指标系列,分析了中国干旱灾害的时空分布特征及其变化趋势。统计结果表明,1949—2000年,中国农业受灾率、成灾率、因旱粮食损失率增加速率分别为1.72%/10 a、1.26%/10 a和0.61%/10 a,2001—2019年,农业干旱灾害呈逐步减缓的趋势;从代际间的变化过程来看,20世纪50年代的受灾率、成灾率和因旱粮食损失率分别为7.4%、2.4%和2.3%;到21世纪初分别增加到16.1%、9.3%和6.8%。空间分布上,东北、西北和黄淮海地区受旱成灾较为严重,受灾率和成灾率均超过15%和10%;华南、西南和长江中下游地区受旱成灾相对较缓,受灾率和成灾率低于10%和5%。其中,山西、陕西、辽宁、吉林、内蒙古、河北、甘肃和宁夏等是受旱成灾较为严重的省区。由农业综合干旱指数分析可得,1949—2019年全国发生重旱以上的年份为26年,发生特旱的年份有13年,反映出中国是一个农业干旱灾害频发的国家。气候变暖、水土资源不平衡及人类活动导致下垫面改变是农业干旱灾害加剧的主要原因。     

昌吉地区作物生长季潜在蒸散量变化特征及影响因子

本文探究昌吉地区1963—2020年作物生长季蒸散量变化特征,为该地区水资源优化管理、作物合理布局、农业灌溉规划以及水资源开发利用提供依据。根据昌吉地区8个气象站点1963—2020年的气象数据,采用Thornthwaite法、气候倾向法、M-K检验法、小波分析法分析潜在蒸散量的时空变化特征,结合相关分析探讨气候因子对其影响。结果表明：（1）在时间尺度上,昌吉地区作物生长季潜在蒸散量增加趋势显著,变化率为2.3 mm/10 a,多年平均值为876 mm;8个气象站点潜在蒸散量都呈现增加趋势;（2）在空间尺度上,昌吉地区作物生长季内潜在蒸散量由西向东呈递减趋势。整体呈先减少后增加的变化趋势;（3）西部在2009年、中部在1994年、东部在2013年发生突变,昌吉地区突变发生在1997年,中部和昌吉地区突变早于西部和东部;周期变化显示,昌吉地区作物生长季潜在蒸散量有3.7~4.2年变化周期;（4）影响昌吉地区作物生长季潜在蒸散量主要因素是气温,其中最低气温逐年升高导致潜在蒸散量逐年增加的贡献最大,其他气候因子的变化对潜在蒸散量起着削弱作用。     

近60年农业生产期干旱发生风险分析

采用叶柏寿、朝阳气象站1953—2012 年气象资料,运用积分湿度指数、水平衡和干湿指数,评价辽西地区农业生产期大气降水及农业耗水、农业需水的满足度及不同时期旱涝频率。结果表明：1953—2012 年农业生产期大气降水减少,气候变化率为-9.343 mm/10 a;农业耗水量在增加,气候变化率为6.966 mm/10 a;农业生产期水分平均亏缺-136 mm。降水资源农业满足度为76.3%,缺水概率为90.0%。辽西地区农业生产期属于半湿润半干旱气候类型,重旱及以上年景占5.0%;干旱发生风险近10年增加约10%。总之,辽西地区降水在减少、耗水在增加、农业需水满足度在下降、干旱发生风险在增强。近10年随着气候变暖辽西地区农业生长期从半干旱半湿润气候类型升级为半干旱气候类型。