3种干旱指标在陕西黄土高原的应用对比分析

为了提高干旱监测的准确性,实现气象干旱国家标准提供的干旱监测指数在陕西黄土高原地区的应用,运用陕西黄土高原地区68个气象站1971—2010年逐月气温和降水资料,采用累积频率法对3种干旱指标的阈值进行修正,并利用历史上出现的旱灾实况进行了指标的对比分析。结果表明：3种干旱指标监测的年干旱演变趋势基本一致,干旱站次数出现多的年份与当地历史典型大旱年记录非常吻合。对同一次干旱过程,干旱监测结果基本一致。订正后的指标解决了SPI监测结果偏重,而Ci偏轻的不足,对Pa按照降水量的年内变化特征,分区域逐月给出订正指标,监测结果更加客观地反映旱情状况。     

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。     

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。     

1979—2014年汾河流域干旱时空特征

为全面分析近年来汾河流域的干旱特征,有效应对干旱风险,笔者采用汾河流域35个气象站1979—2014年的逐月降水数据,以标准化降水指数SPI为干旱评测指标,并采用Mann-Kendall检验等统计方法,获取流域在时间和空间尺度上的干旱分布特征。结果表明：36年来,流域年干旱强度和干旱范围呈减小趋势,四季的干旱强度减弱,夏、秋、冬季干旱范围减小;四季中冬季旱情最多且范围最广,夏季区域性干旱最多,秋冬春季发生连旱的可能性最高;多年平均下,干旱主要分布在流域北部,夏季南部干旱也分布较多,春、秋季局地干旱发生频率最高。SPI指数较好地反映了汾河流域近36年干旱的时空变化特征。     

基于标准化降水指数的1981—2013年西藏干旱时空特征分析

为了研究西藏干旱时空分布特征,利用西藏38个气象站点1980—2013年的月降水资料,采用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,分析了西藏旱季和雨季的干旱及重旱频率分布特点。结果表明:东南部旱季干旱频率较高,西部雨季干旱频率较高;而旱季和雨季的重旱频率高的地区都在中、东部;20世纪90年代旱季干旱和重旱发生频率最高,21世纪初雨季干旱和重旱频率最高。对西藏不同区域干旱强度演变情况分析表明,各区域1981—2013年旱季和雨季干旱强度变化都不一致,总体来说,沿江一线和东部地区变化相对稳定,南部边缘变化相对较剧烈。     

气候条件对气象干旱与农业干旱耦合关系的影响

以多时间尺度SPEI干旱指数代表气象干旱,农业气象观测站观测的多层土壤体积含水量历史数据作为农业干旱的代表因子,在中国东部亚热带季风气候区、中部大陆性季风气候区和西部中温带干旱气候区探究了气象干旱和农业干旱间的耦合关系,并结合时间延迟进行分析。结果显示：中部地区整体相关性最好,西部最差,其中高相关区域在不同气候区有所差异,越干旱的地区与土壤水分更相关的是越长时间尺度的SPEI,西、中、东部站点最优时间尺度分别为9月、6月、4月尺度。土壤表层的降水在一月内即可下渗至50 cm深度并储存在此深度附近,待干旱时补充表层土壤水分。气象干旱和农业干旱均是水分亏缺现象,但是响应时间并不相同,探究其耦合关系对于提升对干旱机理的认识、提高干旱监测水平、助力防旱抗旱具有重要意义。     

1961—2017年青海东部农业区春季第一场透雨变化特征分析

为了更好地服务于三农,本文利用1961—2017年青海东部农业区14个气象站点逐日降水资料,按照儒略日记录等方法分析了两种透雨指标的春季第一场透雨时空变化特征及周期,并进一步分析了透雨开始日期与干旱的关系。结果表明：（1）青海东部农业区第一场透雨呈提前趋势,具有明显的年代际变化特征,平均开始日期为5月6日—5月14日;（2）透雨开始日期自南向北逐渐提前,透雨量由东向西减少,开始日期与纬度及春季降水量呈显著的负相关,透雨量与经度有较好的正相关;（3）透雨开始日期存在准6年振荡周期;（4）东部农业区年及春、夏、秋季SPI指数不显著增大表明农业区整体向湿润方向发展,透雨开始日期与春季及年的SPI指数呈显著负相关,表明透雨开始日期越晚,发生春旱及导致全年干旱的可能性越大。春季首场透雨对半干旱地区作物的长势及年景丰歉等意义重大。     

天水市近50年干旱灾害变化特征及对夏、秋粮影响风险评估

干旱是影响天水市地区粮食生产的主要气象灾害。运用1961-2010年天水市7县（区）气象站降水资料及2001-2010年冬小麦、玉米播种面积及产量资料,建立了干旱影响粮食产量的风险评估指数,并对不同冬小麦、玉米在不同季节受不同等级干旱的影响风险进行了分析。结果表明,轻旱出现的频率为7.09次/年,中旱频率为2.52次/年,重旱出现频率为0.50次/年,特旱出现频率0.25次/年。各等级干旱春季出现频率较高,其次为初夏和伏期,初秋出现频率较低。轻、重、特旱渭北地区出现频率较高,中旱藉、渭河谷出现频率较高。冬小麦轻旱、中旱风险指数较高,重旱、特旱风险指数较低;玉米轻旱风险指数较高,其次为中旱,重、特旱对玉米产量影响风险较小。冬小麦在春季受干旱威胁的风险较大,玉米在初秋受干旱威胁的风险较大。渭北地区冬小麦全生育期受干旱威胁风险较大,藉、渭河谷地区及秦安、清水玉米全生育期受干旱威胁风险较大。冬小麦干旱风险指数大于玉米,秋粮生产气候优势大于夏粮。     

河西走廊荒漠化及其防治对策探讨

河西走廊是中国荒漠化最为严重的地区之一。特殊的自然地理环境、干旱的气候因素是区域土地荒漠化发展的自然背景,不合理的人为的活动及人地关系矛盾的突出是土地荒漠化加剧扩展的内在根源。通过对河西走廊荒漠化现状的分析,可知应当把河西走廊3大流域作为3个生态经济系统来考虑,进行统一规划、系统治理;调整区域产业结构,发展节水型农业,建立生态经济模式;加强荒漠化防治的科技支撑,广泛开展相关领域科学研究,提高荒漠化防治效益。同时要提高人口素质、改善人民生活条件,解决好区域经济、社会发展的突出问题,消除人为因素对荒漠化的影响。     

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。     

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。     

基于SPI指数的惠州市干季干旱趋势分析

本研究依据 1971—2017年 10月到次年 3月惠州市气象观测站降水资料, 运用标准化降水指数(SPI)、 M-K突变检验和小波分析等指标分析了惠州市干季的干旱趋势。结果表明： 1971—2017年, 惠州市干季总降水量在 1971—2004年呈下降趋势, 而 2004—2017年呈显著的增加趋势; 干季干旱情况以正常为主, 而季节性干旱表现为以轻微干旱为主, 中等干旱次之, 并未出现严重干旱以及极端干旱的情况;干季干湿转换表现为突变现象, 1975年为湿润到干旱转变的突变年, 而 2015年为干旱到湿润转变的突变年; 惠州干季干湿震荡主周期为 15~32年和 5~15年, 近 46年 10年左右的时间尺度上存在着 7次干湿交替, 且小波系数大于 0的等值线到 2017年并未完全闭合, 表明未来几年惠州干季仍处于湿润化趋势阶段。     

近50年湖北省多时间尺度干旱演变特征

干旱对水文循环、生态系统、工农业生产及社会生活具有重要影响。为此,基于标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了湖北省近50年不同时间尺度干旱演变特征。结果表明：不同时间尺度干湿变化频率、持续时间、干旱强度、发生范围存在明显差异,但其年际变化特征基本一致,程度略有差异。在6个月及更长时间尺度上,20世纪60年代前期、70年代前期及80年代至90年代前期是湖北省较为湿润的时期,90年代后期以来尤其是21世纪初的10年湿期明显减少,干期明显增加;在季节尺度上,近50年湖北省春、秋季呈干旱化趋势,夏、冬季呈湿润化趋势,其中秋季干旱化趋势最为显著;1个月时间尺度干湿变化阶段性、趋势性特征最不明显。各时间尺度干旱发生强度均有加重趋势,最严重干旱事件集中发生在近20年。干旱发生范围时间序列变化与干期阶段变化的特征非常一致,其中极端干旱在近10年大范围发生的频率显著高于过去40年。     

3种豆科藤本植物抗旱性研究

以3种豆科藤本植物（厚果鸡血藤、喙果鸡血藤、常春油麻藤）为试验材料,采取PEG6000溶液对其根系进行渗透处理,探讨3种藤本植物的抗旱特性,以期为3种藤本植物今后的相关研究及应用提供理论依据。结果表明：随着PEG6000的浓度增大,3种藤本植物叶片细胞膜透性、可溶性总糖含量、MDA含量呈现不同程度的增加,叶绿素含量呈现下降趋势。3种藤本植物抗旱性强弱为：常春油麻藤＞喙果鸡血藤＞厚果鸡血藤。     

四种暖季型禾草对水分胁迫的生理响应

为筛选出西南地区适宜种植的暖季型禾草种类,以毛花雀稗（Paspalum dilatatum Poir）、小毛花雀稗（Paspalum urville S.）、柳枝稷（Panicum. virgatum L.）和非洲狗尾草（Setaria anceps）为材料,采用盆栽控水方法,研究干旱胁迫对植物叶片相对含水量、光合参数、游离脯氨酸含量和丙二醛含量等生理生化指标的影响。结果表明,随干旱时间的延长,几种暖季型禾草都表现出相对含水量下降、光合速率和蒸腾速率下降、气孔导度下降、游离脯氨酸含量上升、丙二醛含量上升等特征,但几种暖季型禾草的反应及复水后各指标的恢复能力各不相同。通过上述6项指标综合评价后初步认为,几种暖季型禾草的抗旱性顺序为柳枝稷＞小毛花雀稗＞非洲狗尾草＞毛花雀稗。     

Response Characteristics of Climate in the Shiyang River Basin to Global Warming

Meteorological data of 5 weather stations in the Shiyang River Basin on the eastern section of Hexi Corridor from 1961 to 2014 were analyzed using statistical analysis techniques such as linear trend and variance signifi cance test. The results showed that as the low temperature rose generally, temperature in stations nearby desert showed higher increase rate; annual extreme maximum temperature in stations nearby mountains showed more signifi cant increase, and annual extreme minimum temperature in stations nearby desert showed more signifi cant increase, and the increase tendency of extreme minimum temperature was more obvious than that of extreme maximum temperature; annual extreme maximum temperature in stations in desert showed higher instability; instability of annual extreme minimum temperature in all sampling points increased, and showed no obvious regularity between desert and mountain.