基于MOD16的关中地区实际蒸散发时空特征分析

基于新型MOD16遥感数据集,在产品数据精度验证的基础上,利用GIS与RS技术统计分析关中地区2000—2012年间实际蒸散发(ET)时空演变特征及不同土地利用类型蒸散差异。结果表明:(1)MOD16-ET在关中地区数据精度良好,验证相对误差和相关系数分别为10.38%和0.69;(2)关中地区多年ET均值为520.05 mm·a-1,空间分布大致呈西南-东北递减的三级阶梯格局,四季ET空间分布与多年平均情况基本一致。(3)ET空间分布受地表覆盖类型影响显著,各地类蒸散强度排序依次为林地(623.67 mm·a-1)草地(504.51 mm·a-1)园地(460.86 mm·a-1)农田(448.89 mm·a-1)裸地(408.77 mm·a-1);(4)关中地区ET年际变化趋势以0.87 mm·a-1的速率增加,空间分布呈东部减小西部增加的趋势,其中春、夏季变化区域面积比例较大且以增加趋势为主,秋、冬季节绝大部分地区ET年际变化不甚明显。关中地区年内各月ET大致呈先升后降的变化趋势,且蒸散量主要集中于夏季。     

基于SPI的陕西关中地区气象干旱时空特征分析

采用标准化降水指数(SPI)作为研究干旱的指标,根据陕西关中地区30个气象站41 a的气象资料,在计算年、季和月不同时间尺度SPI的基础上,采用克里金插值法获取SPI空间栅格数据,分析关中地区气象干旱的时空特征.结果表明,总体上年均SPI呈下降趋势,气象干旱程度加剧.关中地区年内呈夏季气象干旱减少、秋季增加趋势,除6月...     

基于CWSI的汾河流域干旱时空变化特征

基于MOD16数据,计算作物缺水指数(Crop Water Stress Index, CWSI),结合汾河流域气象站点数据、植被指数数据和土地利用数据,采用差值法、线性趋势法和相关分析法,分析汾河流域2000—2021年干旱时空变化特征。结果表明：（1）CWSI能有效监测汾河流域旱情,其与10 cm土壤相对湿度呈显著负相关。（2）汾河流域CWSI空间分布差异明显,呈现出南湿北旱的特点。（3）汾河流域CWSI年际变化较为平稳,而月变化波动较大,5月CWSI达到年内峰值。（4）汾河流域不同生长期内干旱情况差异显著,生长季前期（4—5月）特旱区占汾河流域总面积的48.55%;生长季中期（6—8月)基本全域无旱;生长季后期（9—10月）,仅11.17%的地区发生干旱。（5）不同土地利用类型干旱程度不同,CWSI从小到大依次为：林地（0.686）<草地（0.749）<耕地（0.751）<未利用地（0.758）<城镇（0.765）。本研究结果可为汾河流域旱情监测和抗旱决策的制定提供科学数据支撑。     

贵州省干旱时空分布特征研究

为探究季节性干旱对贵州省农业生产造成的影响,基于贵州省9个气象站点1960~2010年逐日降雨资料计算的标准化降水指数(SPI),使用Mann-Kendall趋势检验和GIS克里金插值等方法,分析了该区域近51a以来的干旱时空分布特征。结果表明:近51a来贵州省内大部分站点的月尺度SPI值在4-5月和9-10月呈下降趋势;年尺度SPI值呈减小趋势,干旱影响站次比呈上升趋势,干旱范围和干旱程度有加大趋势;1年四季中干旱频率空间分布在不同地域上显示出了较大差异性。     

塔城地区干旱时空分布及变化特征

利用干旱Z指数对塔城地区1961~2005年旱涝等级进行划分,分析了塔城地区干旱时空分布及变化特征,得出以下结论:1)EOF第1、2特征向量分别反映了塔城地区干旱的一致变化及南北两气候区干旱气候的不同特点;2)20世纪60年代干旱指数围绕平均值小幅振荡,70年代为旱期,80年代前半期偏旱,后半期偏涝,振幅增大,90年代以后干旱有所缓解,但极端旱涝事件发生频率和强度增大;3)近45 a气象干旱的影响范围呈不显著减少的趋势;4)干旱Z指数序列存在着18 a、7~8 a、6 a、4 a、2-3 a的振荡周期;5)ENSO事件与塔城地区次年夏季降水存在着遥相关关系。     

葡萄主产区干旱时空分布特征

以我国607个气象站1958—2019年逐日气象数据、葡萄生育期数据为基础,以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,明确研究区域内葡萄干旱空间分布特征及其时间变化趋势。结果表明：60年来,我国葡萄主产区不同生育阶段各干旱等级发生范围在新梢生长～开花坐果期和开花坐果～浆果成熟期,重旱和特旱呈下降趋势,轻旱和中旱呈上升趋势,但在浆果成熟～落叶期阶段,重旱呈上升趋势,特旱发生范围最大,发生频率达到65%～94%;葡萄主产区在不同生育阶段各干旱等级发生频率、平均强度以及干旱等级的空间分布基本符合北高南低的特征,高值区基本集中在西北产区和东北中北部产区,低值区主要集中在南方产区,而在浆果成熟～落叶期阶段发生频率则呈北低南高的空间分布特征,各等级干旱风险整体偏高,其中特旱地区发生频率介于61%～100%,轻旱、中旱以及重旱发生频率低的区域主要分布在西北产区及东北中北部产区,其发生频率小于30%。     

基于MOD16A2的毛乌素沙地实际蒸散量时空稳定性模拟

基于MOD16A2遥感数据产品,统计分析毛乌素沙地2000—2014年地表实际蒸散量(ET)多年年、月平均值,探讨不同时空尺度下ET的分布特征及变化趋势。结果表明:毛乌素沙地ET年际月均的时空分布规律总体呈现显著地带性和季节性。冬春季节,ET呈下降趋势,下降速率53.24%;夏秋季节,ET先增后减。沙地4月份ET最低最干旱,多年ET均值在10 mm以下,9月和12月出现2次峰值,其ET量约为20 mm和25 mm。多年ET年均值呈现东南部高于西北部的趋势。主要蒸散范围在17.5～22.5 mm之间。15 a间毛乌素沙地波动区间面积排序为:轻度(33.67%)>中度(32.04%)>强烈(18.46%)>微弱(15.83%)。ET总体表现为西南波动强烈,东北波动较缓,中部平稳。15 a间,毛乌素沙地ET增加趋势占34.38%,减少和不变趋势基本一致,各占28.49%和28.13%。沙地总体增加大于减少,说明沙地气候改善,干旱减轻。MOD16产品反演结果与多年气象、文献等研究结果一致,能够满足毛乌素沙地地表蒸散量时空变化分析的要求。     

基于作物缺水指数法的渭河流域干旱特征

选取作物缺水指数（CSWI）对渭河流域进行干旱监测,并利用监测数据对模拟结果进行验证,在此基础上分析渭河流域干旱状况。结果表明:① 模拟值和实测值的相关系数达到0.80,在一定程度上验证了模型的有效性。② 渭河流域2006、2007年和2009年均属于轻度干旱,2008年属于中度干旱;3-7月作物缺水指数逐渐减小;8-12月逐渐增大,1-3月又逐渐减小。③ 对于不同植被类型,林地的作物缺水指数最高,草地和农田的作物缺水指数相当,属于轻度干旱。      

近200年来关中地区干旱灾害时空变化研究

通过对历史文献资料的收集、统计和分析,对1800-2000年关中地区干旱灾害的等级序列、时间变化、空间变化和干旱变化趋势拟合进行了研究。结果表明:关中地区近200年共发生干旱灾害94次,平均2.14年发生一次;干旱灾害的等级序列可分为四级,其中发生轻旱灾24次,占旱灾总数的26.6%;中等旱灾47次,占旱灾总数的48.9%;大旱灾19次,占旱灾总数的20.2%;特大旱灾4次,占旱灾总数的4.3%;从1900年代开始,干旱灾害发生频率有明显的增加;旱灾以夏旱和春旱最多,占发生次数的32%和28.1%;关中地区中部和东部为旱灾的高发区,其中渭南地区干旱的发生次数远远高于其他地区;从19世纪至20世纪40年代,拟合曲线有增加趋势;40年代至今旱灾略有下降。     

基于多源遥感数据的河套灌区干旱时空演变特征

利用中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)验证了2015—2016年土壤水分主动-被动微波数据集(SMAP)在河套灌区的适用性,基于土壤水分亏缺指数(SWDI)和干旱周百分比(PDW)分析了作物生育期内灌区农业干旱时空演变规律,通过两个参考指标检验了SWDI在河套灌区的精度。结果表明:(1)SMAP在河套灌区的适用性较好;区域尺度上,SMAP和CLDAS的相关系数为0.65;栅格尺度上,约有69%的栅格表现良好(R>0.5),且多集中在灌区西南部和东北部。(2)严重干旱主要发生在4月下旬到5月中旬、7月下旬到8月下旬以及9月中旬到10月中旬,主要集中在灌区的西南部、中部和东部;2015—2016年PDW值略有增大,干旱事件的持续时间有所延长。(3)大气水分亏缺量(AWD)表征的气象干旱在时间上显示2 a内灌区干旱月份为5—8月;空间上,除去地形原因,SWDI和AWD的相关性较为显著,且有一半格点通过了显著性水平为0.01的显著检验,表明基于SWDI对河套灌区进行干旱状况分析具有较高的可信度。     

基于历史文献记载的关中地区中世纪干旱过程

基于关中地区公元900-1199年的历史文献资料,采用旱涝等级和比值法对关中地区中世纪的降水变化进行了分析。研究结果表明:在400年间,不同程度的干旱事件共发生169次,占总年数的42.25%,水涝事件发生83次,占总年数的20.75%,干旱是该时期气候的大背景。除此之外,作者还对研究区公元800-1199年的旱涝等级序列进行线性拟合和10年滑动平均分析,结果表明本区的干旱化过程自10世纪初开始,而公元856年为湿润期向干旱期的转折点。这次干旱过程也得到了来自黄土地层记录和其他研究的支持。     

关中西部四灌区旱情规律分析

为给关中西部灌区水资源合理调控提供依据，在简述干旱及其分类的基础上，指出了关中西部各类干旱多源于气象干旱。对该区7个气象站的年降水进行分析表明，各气象站年降水量的变差系数均为0．25，偏态系数均为0．5。以兴平气象站作为代表站对不同历时的旱情进行了分析，结果显示11月到来年2月发生重旱和特旱的概率较大，在30％左右，特别是12月份，概率达54％，且以特旱为主；7、8月份以中旱和重旱为主；夏玉米播前发生特旱的概率较高，达27％，拔节孕穗和抽穗开花期以特旱为主，概率达33％；冬小麦的越冬和麦黄期以特旱为主，发生概率在30％左右。     

Spatial-temporal characteristics of drought detected from meteorological data with high resolution in Shaanxi Province,China

The spatial pattern of meteorological factors cannot be accurately simulated by using observations from meteorological stations (OMS) that are distributed sparsely in complex terrain. It is expected that the spatial-temporal characteristics of drought in regions with complex terrain can be better represented by meteorological data with the high spatial-temporal resolution and accuracy. In this study, Standard Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) calculated with meteorological factors extracted from ITPCAS (China Meteorological Forcing Dataset produced by the Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences) was applied to identify the spatial-temporal characteristics of drought in Shaanxi Province of China, during the period of 1979-2016. Drought areas detected by SPEI calculated with data from ITPCAS (SPEI-ITPCAS) on the seasonal scale were validated by historical drought records from the Chinese Meteorological Disaster Canon-Shaanxi, and compared with drought areas detected by SPEI calculated with data from OMS (SPEI-OMS). Drought intensity, trend and temporal ranges for mutations of SPEI-ITPCAS were analyzed by using the cumulative drought intensity (CDI) index and the Mann-Kendall test. The results indicated that drought areas detected from SPEI-ITPCAS were closer to the historical drought records than those detected from SPEI-OMS. Severe and exceptional drought events with SPEI-ITPCAS lower than -1.0 occurred most frequently in summer, followed by spring. There was a general drying trend in spring and summer in Shaanxi Province and a significant wetting trend in autumn and winter in northern Shaanxi Province. On seasonal and annual scales, the regional and temporal ranges for mutations of SPEI-ITPCAS were different and most mutations occurred before the year 1990 in most regions of Shaanxi Province. The results reflect the response of different regions of Shaanxi Province to climate change, which will help to manage regional water resources.     

渭河(陕西段)河道生态需水量估算

以河道生态系统为基点,考虑最原始的河道生态系统的结构和功能,结合渭河河道的水文特点,认为渭河河道的生态需水包括两方面:河流的基本生态基流量为3.579455亿m3;河流输沙需水量为38.1424亿m3。河流基本生态基流量以早期未遭到人类破坏的河流(渭河1963-1983年)最小月平均实测径流量的多年平均值作为基准;河流输沙需水量以多年平均输沙量与多年最大月平均含沙量的平均值的比值来计算。渭河河道的生态需水合计为41.711亿m3。     

关中地区猕猴桃树体周年磷素需量动态规律研究

以10年生"秦美"猕猴桃树为试材,研究了猕猴桃树体生物量和各器官及茎和根的皮层、木质部的磷含量和累积动态,以期探讨猕猴桃树磷素吸收、转运和分配规律。结果表明,猕猴桃树整株生物量从萌芽期到果实生长始期增加缓慢,在整个果实生长期快速增加,果实的收获和落叶使整株生物量大幅下降,根系生物量年周期内增加较少。磷在猕猴桃树的根、茎、叶、果及皮层和木质部的分布表现为:根、叶、果实>茎;根和茎的皮层>木质部。萌芽期到果实生长始期猕猴桃叶生长所需的磷素78.89%来自于土壤,4.44%来自根的上年贮藏,16.67%来自茎的上年贮存。果实生长始期到果实迅速膨大末期猕猴桃树吸磷量为全年总吸磷的55.39%,是磷素营养最大效率期。年周期猕猴桃树体吸收磷素的总量为36.95 kg/hm2(猕猴桃产量以40.16 t/hm2计)。进入果实收获期以后和结果前共吸收磷量10.92 kg/hm2,整个果实生长期吸收26.03 kg/hm2,分别占总吸收量的29.55%和70.45%。     

基于MOD16数据的焉耆盆地蒸散量变化研究

蒸散量是水资源转化中非常关键的变量,特别是对当前变化环境下干旱区作物耗水量的时空变化与预测具有重要的作用.基于2001—2019年MOD16数据产品,通过遥感反演蒸散量数据,对焉耆盆地实际蒸散量(AET)和潜在蒸散量(PET)的时空变化进行分析,结果表明:(1)MOD16蒸散产品和小型蒸发皿实测数据较为一致(R2=0....     

黑龙江省大豆生长季干旱时空格局

为精细化诊断大豆生长季干旱,提高干旱评估的准确性,采用连续无有效降水日数指标来表征干旱,以累积的干旱持续天数将干旱分为5个等级,即无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱;并以干旱强度、干旱频率和干旱范围三因子分析1971-2016年间大豆生长季的干旱时空特征。研究表明,1971-2016年间,在大豆生长季,松嫩平原西部的平均干旱强度最强,其中松嫩平原西南部干旱日数超过了90 d,但三江平原东北角和黑河中部干旱强度气候倾向率高于2.5 d·10a^-1,有明显的增强趋势,而牡丹江东南部干旱强度气候倾向率低于-2.5 d·10a^-1,有较强的减少趋势;松嫩平原西部中度以上干旱频率超过90%,松嫩平原西南部重度以上干旱频率超过50%。1971-2016年中,1976年、1979年、1982年、1989年、1999年、2001年、2004年和2007年约56%~77%的气象观测站点表现为重度以上干旱,长达3个月的时间大豆处于干旱缺水状态,且2007年干旱范围和强度表现最典型。大豆生长季逐日干旱频率动态变化均以“V”形为主要特征,逐日干旱频率从大豆播种出苗期约60%~90%降低至开花结荚期40%以下,但鼓粒-成熟期又上升至40%~80%;从大豆安全性种植角度来评价地域差异,黑龙江省中部好于东部,东部好于西部,西部的北部好于西部的南部。     

陕西关中地区植被指数变化多尺度分析

以关中地区遥感影像、数字高程(DEM)、地貌类型等资料为依据,运用地学信息图谱理论和方法,在RS和GIS的支持下生成关中地区1986-2007年NDVI变化图谱,并从栅格、地貌单元、坡度带及行政区划等多个尺度上,分析该区近22 a来NDVI的时空变化特征。研究表明：1986-2007年,关中地区年度NDVI]增加了20.91%,2000-2007年年均增幅约为1986-2000年的2.31倍;各地貌单元NDVI增幅表现为：黄土台塬＞黄土墚峁＞山地＞平原＞黄土塬;各坡度带NDVI]基本随坡度的增加而加大,且均呈增大态势;各地市年度NDVI增速为：渭南市>铜川市>宝鸡市>西安市>咸阳市。关中地区NDVI的时空变化是土地利用/覆被变化的结果,“退耕还林”政策的实施,促使了植被覆盖状况的改善。     

唐代关中旱灾及其影响初探

根据地方灾害史料记载,统计出唐代关中旱灾的发生规律。结果表明:唐代290年的时间内,共发生旱灾112年次,可以按照旱灾发生的频率将唐代划分为五个阶段。关中旱灾的连续性特征非常明显,连续三年以上的干旱链现象突出。旱灾在月份和季节中的分布极不均匀,季节性连续干旱偏多。唐代关中旱灾灾情较为严重。频繁的旱灾给唐代关中地区的社会生活和自然环境带来了极大的影响。