基于标准化降水指数分析宁夏山区干旱演变特征

利用宁夏山区8个县站降水资料,采用标准化降水指数(SPI)比较分析了宁夏山区近38 a(1971-2008年)的各月干旱指数,并分析全年、月度干旱的站次比和干旱强度的年际变化。研究结果表明,宁夏山区年季干旱强度呈现降低趋势,但干旱发生频率和干旱面积增加,特别是2000年之后干旱频率和站次比呈增加趋势;宁夏山区以轻旱-中旱为主,特大干旱发生相对较少,近5 a来山区各县发生区域性干旱频率增加较明显;春旱和秋旱有加重的趋势,而夏旱和冬旱发生少,但春、夏、秋连旱在2000年之后发生频率和涉及的区域呈现增加的趋势;在当前气候变化背景下,宁夏山区干旱对农业生产的不利影响有加重的趋势。     

基于遥感资料的干旱监测研究

基于MODIS数据,对云南省2011年春季的干旱状况进行了监测,通过MODIS的植被指数和陆地表面温度数据建立了Ts-NDVI空间,并计算了温度植被干旱指数(TVDI)。TVDI指数可有效提高干旱监测的精度和效率,可以用来对大区域干旱进行检测。云南省旱情分布较广,受灾面积超过75%,仅西北角小片地区受干旱影响较小,在研究期间干旱区主要分布于云南省中部、东部和南部地区,并且随着时间的推移干旱区面积有增加的趋势。结果表明,利用MODIS卫星遥感数据进行干旱监测具有相当的可行性和适用性。     

基于EOF的渭河流域干旱时空分布特征研究

【目的】探究渭河流域气象干旱的时空分布特征及演变规律,为该流域社会经济的可持续发展提供支持。【方法】以渭河流域1960-2016年20个气象站逐月降水量和月平均气温数据为基础,基于标准化降水蒸散指数定量描述干旱,并运用经验函数正交分析法(EOF)对渭河流域各站点组成的历史干旱指数矩阵进行分解,分离干旱场的时空分布结构;采用具有一定物理意义的互不相关的典型分布模态代替原干旱场研究流域干旱空间分布规律,采用典型分布模态对应的时间系数研究流域干旱的时间分布规律。【结果】渭河流域气象干旱场干旱指数矩阵分解得到的前5个特征值的累积方差贡献率达到86.44%,但仅前2个特征值通过了North显著性检验,累积方差贡献率接近75%;模态一时间系数的线性趋势斜率小于0,且通过了0.01显著性水平检验;模态一时间系数于1984年、1986年、1989年发生3次突变,到1996年达到0.05显著性水平。【结论】渭河流域气象干旱场存在全流域一致型和东南-西北反位相型两种空间分布模态,两种空间分布模态对应全流域干旱少雨、湿润多雨、东南湿润西北干旱、东南干旱西北湿润4种干旱表现形式;模态一时间系数有显著减小趋势,反映流域干旱化趋势日益显著,而模态二时间系数无显著变化。     

云南省干旱灾害时空变化特征

利用云南省1956-2010年55年实测气象资料,对云南省的气温和降水量进行了小波周期分析,再计算16个代表站点历年逐日的综合气象干旱指数(Ci),统计近60年各站点出现的干旱过程,分析云南省各地区干旱发生的频率、不同等级干旱发生的多年平均天数,揭示云南省干旱发生的时空分布特征。结果表明:(1)云南省气温呈现冷暖年交替变化规律,存在明显的4年左右变化主周期,在1980年之后气温呈逐步上升的趋势;降水量变化呈现波动状态,相对稳定,存在2年左右的变化主周期。(2)空间变化上,全省大范围地区都有干旱发生,干旱分布整体呈现由西北向东南逐渐增强的特点;干旱天数最多区域出现在东南部地区,而西南地区干旱天数较少。(3)季节变化上,春旱较易发生,干旱频率的多年平均值达到60%以上,夏季和秋季干旱频率相对小些,而冬旱发生的频率最高,但对人类的影响较小。     

信阳地区冬小麦生育期水分供需及干旱特征

旱涝灾害是影响信阳地区农业经济发展的重要因素,分析信阳地区近50 a冬小麦生育期水分供需及干旱特征,可为冬小麦生产合理布局、合理用水以及防灾减灾政策的制定提供理论参考。基于信阳地区1962—2011年9个气象站点日尺度数据,通过估算冬小麦全生育期和各生育阶段有效降水量和需水量,计算水分盈亏指数,分析水分供需时空变化特征,并利用不同时间尺度标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)进行干旱特征研究。结果表明:冬小麦生育期需水量空间分布主要呈现西北部和东南部较高,而中部地区相对较低的特征,变化趋势以增加趋势为主;冬小麦生育期水分盈亏指数表明水分亏缺,西北部相对于中南部水分缺乏更为严重,变化趋势以减少趋势为主;冬小麦全生育期SPI值呈现不显著下降趋势,其变化幅度为0.125·10 a^-1,冬小麦冬前生长期、返青抽穗期和灌浆成熟期SPI值呈现不同程度的不显著减少趋势,而越冬期SPI值则呈现不显著的增加趋势;各生育阶段干旱发生状况存在差异,不同生育阶段轻旱发生频率和中旱发生频率亦存在差异,北部冬小麦生育期发生轻度以上干旱频率较高,西部和南部冬小麦生育期发生中度以上干旱频率较高。综上,信阳地区冬小麦生育期水分呈亏缺状态,各生育阶段的干旱状况存在差异。     

基于SPI的安徽省1961—2019年干旱演变特征分析

为分析标准化降水指数（SPI）在安徽省干旱监测评估中的适用性,基于SPI从干旱频率、站次比和干旱强度3个方面分析了1961—2019年该地区干旱时空演变特征。结果表明,1961—2019年安徽省各地区干旱频率总体呈南高北低分布,轻旱、中旱、重旱平均频率分别为31.7%、15.7%和6.1%;1961年以来安徽省轻旱以上平均站次比高达31.7%,有15年发生全域性干旱,1978年是干旱发生面积最广的年份,共发生18次全域性春旱、14次全域性夏旱、17次全域性秋旱和16次全域性冬旱;1961年以来安徽省干旱总体以轻旱到中旱为主,且呈微弱下降趋势,最强年份1978年为特旱级别,各季节干旱强度表现为夏旱>秋旱、春旱>冬旱,2011年的春旱、1978年的夏旱、2019年的秋旱和1968年的冬旱是1961年以来各季节性干旱最强年份。SPI可用于安徽省干旱监测评估。     

基于FY-3D＿TVDI的黑龙江省生长季干旱监测评估

基于FY-3D气象卫星数据构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数（TVDI）,分析2020年生长季内黑龙江省主要农区干旱时空分布变化,并结合高程、坡度以及气象数据,分析TVDI变化影响因子。结果表明,2020年生长季黑龙江省农区TVDI空间分布具有较强的区域性差异,呈现北部、东部较湿润,西部、中部、南部较干旱趋势;东部农区TVDI主要分布于0.2～0.6属于正常或偏涝,其他农区有2次典型干旱事件的发生,干旱峰值位于5月中旬和9月上旬。以400 m高程为分界点,小于400 m高程区域的TVDI与高程呈正相关关系,大于400 m高程区域的TVDI与高程呈负相关关系;坡度分界点为3.5°,小于3.5°区域TVDI随坡度的增加逐渐增大,大于3.5°区域TVDI随坡度的增加缓慢下降。旬平均气温对TVDI的影响大于旬累计降水量,且平均气温对TVDI存在持续性的影响,持续时间可达1～2旬。     

基于SPI和SPEI内江气象干旱变化特征的研究

基于内江1970—2022年逐日降水、气温资料,采用SPI和SPEI两种干旱指数和线性趋势法、小波分析等数学统计方法对内江年和四季气象干旱趋势性、干旱频率及周期性特征进行研究。研究表明:1)近53a,内江年、夏季、冬季干旱趋势性增强;春季、秋季干旱趋势性减弱。2)两种指数统计分析知,年尺度下干旱发生总频率一致;夏季两种指数干旱发生总频率一致,秋季两种指数干旱发生总频率一致且各干旱等级频率也一致,春季SPI指数统计的干旱总频率大于SPEI统计的;冬季SPEI统计的干旱总频率大于SPI统计的。3)研究相同时间尺度下,两种指数反映的干湿变化基本一致。研究结果为内江市农业生产和抗旱减灾工作提供理论依据。     

1965-2015年甘肃省干旱的时空变化特征

根据甘肃省境内35个气象台站自1965-2015年的逐日降水观测数据,通过统计春、夏、秋、冬及全年的累计降水量,计算出上述四季及全年的标准化降水指数（SPI）值,并采用EOF分析方法对SPI值分别进行时空分解,研究SPI值的空间分布特征和时间变化规律,从而分析甘肃省五十年来干旱的时空分布特征。结果表明:(1)整个区域范围内特征向量为一致的正值区,表面1965-2015年甘肃省旱涝变化整体同步,即一致性变涝或变旱。(2)时间系数演变来看,四季分布不均匀,极值相差较大,1965-2015年间春、秋、冬季气候向湿润转变,夏季有向干旱发展的趋势,干旱多发生在甘肃省的西北、东南地区,且夏季干旱范围最大。(3)1965-2015年间甘肃省全年干旱呈现由干旱到湿润,再由干旱到湿润的气候变化特征。     

衡邵盆地的干旱时空分布特征及其与土地类型的关系

利用湖南省97个气象站1975—2015年常规气象资料分析了湖南省降水特征和干旱特征,在此基础上结合衡邵盆地地形,对衡邵盆地2005—2015年的干旱进行时空分布特征分析,并重点研究了该时段干旱与土地利用之间的关系。结果表明,湖南省各地年降水量时空分布不均,大部分地区的降水量主要集中在4—6月,占全年总降雨量的42%,年降水量在地域分配上差异也较大,西、南、东三面山地降水多,中部丘陵和北部洞庭湖平原降水相对较少。湖南省绝大部分地区夏秋干旱日数占全年干旱日数的60%～80%,尤以湘中衡邵盆地干旱出现的频率最高,达70%以上,且区域内各县市干旱的时空分布差别较大,衡邵盆地因受地形性下沉气流影响,过程降雨量往往少于其他地方,干旱概率较其他地区高。对于大部分区域而言,耕地、林园地、草地所占比重与综合气象干旱指数(CI)呈负相关,城乡、工矿、居民用地所占比重与CI呈正相关。     

安徽省淮河流域农业旱灾风险正态云模型评估

为合理评估农业旱灾风险,文章从危险性、暴露性、灾损敏感性、抗旱能力四个方面分析安徽省各地区农业旱灾风险等级,建立正态云评估模型。结果表明,淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳农业旱灾风险为中险;淮南、合肥淮河流域、滁州淮河流域、六安淮河流域为轻险。评估模型可实现评语与评估指标值间不确定映射,体现旱灾评估随机性,为安徽省淮河流域农业旱灾防控提供科学决策参考。     

土壤干旱对冬小麦幼苗生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱条件下冬小麦幼苗生理特性进行了研究。结果表明,幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量,均随土壤水分的减少而呈降低趋势;叶片水分利用效率和根冠比均呈增加趋势。通过回归分析发现,冬小麦幼苗叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和WUE与土壤水分之间,均存在极显著线性关系。以上研究结果说明,土壤干旱对冬小麦幼苗光合特性、蒸腾特性、气孔导度、WUE及生长特征具有重要影响。     

脱甲河流域水体溶解有机碳时空分布特征

以亚热带脱甲河农业小流域为研究对象,利用高温催化氧化法和顶空平衡-气相色谱法对脱甲河水系4级河段(S1、S2、S3和S4)溶解有机碳(DOC)浓度与环境因子进行了1年周期(2014年12月至2015年11月)的连续观测,并初步探讨了DOC浓度与环境因子间的相关关系。结果表明:脱甲河DOC浓度范围在0.46~9.54 mg·L~(-1)之间,均值为3.09±0.01 mg·L~(-1);在季节变化上,DOC浓度表现为夏季春季冬季秋季;在空间分布上各级河段DOC浓度随河流级别的增加逐渐增大,变化范围为(1.36±0.07)~(4.25±0.21)mg·L~(-1),4级河段间DOC浓度出现了显著差异(P0.01),表明外源输入可能是不同河段DOC浓度变异的主要原因;DOC浓度与河水溶存二氧化碳(CO_2)浓度、盐度、温度、溶解总固体(TDS)及电导率(EC)呈极显著正相关(P0.01),与溶解氧(DO)呈显著负相关(P0.05),而与pH值变化无显著关系。研究表明,不同强度的水体理化性质及外源输入是造成DOC浓度差异的主要原因,研究结果可供亚热带其他农业小流域水系DOC浓度时空分布及影响因素研究参考。     

1961－2008年湖北省冷冬时空变化特征

利用湖北省70个气象站1960-2008年冬季逐日平均气温数据,采用湖北省地方标准《冷冬等级》和自定义的冷冬指数,详细分析了湖北省1961-2008年间单站、分区、全省性(强、弱)冷冬事件时空变化特征及其灾害性。结果表明:湖北省单站冷冬频率呈东西部高、中部低的经向分布特征,强冷冬频率则呈南少北多的纬向分布特征;全省大部单站冷冬指数呈显著下降趋势;以1986年为界,前期(1961-1985年)冷冬事件频率较高,后期(1986-2008年)冷冬频率显著下降;48a中全省性冷冬共发生13次(年),其中强冷冬(寒冬)共发生9次(年),集中出现在20世纪60至70年代,每次冷冬事件均对农业、交通、电力以及居民生活造成严重影响。     

中国农村宅基地资源时空分布及利用特征

为了解目前中国农村宅基地资源基本状况,以2009年来可获得的农村居民点面积、村庄现状用地面积等官方统计数据为基础,构建农村宅基地总量估算方法,测算分析2009—2019年中国农村宅基地资源空间分布、变化趋势及利用特征等。结果表明:1)中国农村宅基地总量在933.98万～1 194.13万hm~2,其中,村庄集镇,东部西部中部东北,且省(自治区、市)间差异明显;2)宅基地总量呈现先增后降趋势,其中,集镇增速村庄,西部增速东部中部东北,省(自治区、市)差异显著,未来在经济因素、管理因素和规划因素多重影响下,预计将保持下降态势;3)超占和闲置是现有农村宅基地利用的明显特征,农民认知不清晰、规划与管理不到位、农村人口流动加剧等是其主因。未来可通过构建完善的宅基地统计与监测体系等,加强对农村宅基地资源监控与管理,为宅基地制度改革目标的实现提供基础数据支撑。     

Spatial interpretation of plant parameters in winter wheat

A methodology is described for the spatial interpretation of plant parameters (SIOPP), which was used to diagnose the nutritional status of winter wheat. The data used in this study were collected in 2010 throughout the monitoring of two fields (52 and 38 ha) with uniform and conventional agricultural management, located in the Czech Republic. The survey was carried out at BBCH 30 phenological stage in a regular sampling grid with 150 m of distance between grid points (27 and 18 samples). The plant height and the chlorophyll concentration (Yara N-Tester) were recorded. Plant and soil samples were taken to analyse the nutrient concentrations (N, P, K, Mg, Ca, and S). A crop development index (CDI) was developed combining plant height and N-Tester values to quantify the growth of the plant (biomass and vigour). The relationship between this index and the concentration of nutrients were studied and confirmed by cross-validation and spatial analysis; the aim was to determine the factors that limit plant growth. The method revealed the limiting factors in field #1 were potassium, calcium (pH problems) and nitrogen (in descending order of relevance). In field #2, CDI was only related to the soil moisture. In all cases, it was found that the spatial variability of the indices and the limiting factors followed a pattern result of the combination of the gradients in climate, topography and soils of each field. This allowed the interpolation of the maps for variable-rate application using only 0.5 samples per hectare arranged in regular mesh, which was insufficient for the use of geostatistics. All diagnoses were consistent with the crop yield, the soil sampling and the DRIS diagnoses. The results showed that if leaf analyses are complemented with a few additional measures, instantaneous and with a minimal cost, it is possible to deduce the diagnosis using statistical and spatial analysis.     

滴灌次数对冬小麦根系生长及时空分布的影响

以新冬18号为材料,利用双管分根管栽法,模拟田间试验研究了拔节期后不同滴灌次数W₁（6次）、W₂（7次）、W₃（9次）、W₄（11次）（每次内、外管分别滴30 mm）对0～100 cm土层含水量,0～100 cm土层初、次生根干重和长度、根系活性分布及产量的影响。结果表明,随滴灌次数及总滴灌量的增加,0～40 cm土层的含水量增加,并延缓该土层的初生根干重和根长的衰减、促进次生根干重和根长增长,增加孕穗期至花后20 d初、次生根干重密度、根长密度及根系活性,而对40～100 cm土层根系的生长影响较小。小麦产量和水分利用效率均以W₄最高,分别为25.5 g·管^-1和1.36 kg·m^-3 。当滴灌量少、湿润土层浅时,小麦深层初、次生根生长易受严重抑制,且根系分布浅,初生根提前衰老,导致千粒重降低而减产。     

钱塘江地表水多环芳烃的时空分布特征研究

用固相萃取法富集,高效液相色谱(HPLC)测定了钱塘江地表水中15种多环芳烃(PAHs)的浓度,研究了PAHs的时空分布,并与国内外其他河流水中PAHs浓度进行了比较:结果表明,钱塘江水中15种PAHs总浓度范围为70.3～1 844.4 ng/L.平均总浓度为288.2 ng/L,其中萘和菲的浓度最大,分别占总量的48.9%和15.6%.2～6环PAHs分别占总浓度的48.9%、30.6%、15.3%、2.5%、2.7%.2006年4月和7月钱塘江15种PAHs的总平均浓度是2005年同期PAHs总平均浓度的2.48、2.11倍.PAHs总体污染呈加重趋势城区江段PAHs浓度高于农村江段.