归一化差异水分指数在衡邵盆地干旱监测中的适用性研究

利用归一化差异水分指数（NDWI）对衡邵盆地进了干旱监测分析。结果表明,NDWI能很好地反映干旱发生发展的过程,NDWI监测的干旱发生时段和区域与降水量严重偏少的时段和区域有很好的吻合性。此外,NDWI监测的干旱发生区域主要集中在衡邵盆地中部的农业耕作区,能间接地反映农业干旱发生情况。     

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。     

荒漠绿洲区干旱遥感监测指数的对比分析

绿洲农业在南疆经济社会发展进程中意义非凡,及时获取荒漠绿洲区土壤相对湿度数据,对有限水资源合理分配、促进绿洲农业和生态环境的健康持续发展至关重要,选择适宜的干旱遥感监测指数是干旱监测面临的问题。基于Landsat 8和实测土壤相对湿度数据,对比分析NDWI、VSWI、TVDI、MEI在荒漠绿洲区的有效性。结果表明,受人类活动等各种因素影响,4种指数在农田区域（棉田、枣地）效果不理想;4种指数均能反映研究区荒漠土壤相对湿度的空间特征,最佳监测深度为0～10 cm;从相关系数分析,NDWI、MEI监测效果优于VSWI和TVDI。受水资源分布和人类活动影响,塔里木河两岸及农田周边荒漠土壤相对湿度较高。     

衡邵干旱走廊典型灌区水资源优化调度研究

年内干旱是干旱研究的重要方向,对农业灌溉具有非常重要的意义。由于地区不同,降水不同,农业种植结构不同,导致各个地区的年内干旱情势也各不相同。选取南方丰水地区的衡邵干旱走廊作为研究对象,通过对丰水年、平水年和枯水年进行水库群优化调度研究,揭示衡邵干旱走廊的干旱成因、干旱时间和短缺水量。结果发现:衡邵干旱走廊干旱成因是农业干旱,未来可能会出现社会经济干旱;干旱时间为每年7~9月,符合该走廊夏秋连旱的特点;水量短缺以龙溪桥水库最为显著,丰水年约为1 960万m~3,平水年约为2 383万m~3,枯水年约为4 302万m~3。因此,衡邵干旱走廊应积极发展高效节水灌溉、开展渠道防渗、适当调整农业种植结构和增加水源工程以应对未来的社会经济干旱。     

基于多源数据的河南省农业干旱时空变化特征分析

【目的】全球变化背景下,利用遥感手段实时获取区域农业干旱信息并分析其时空变化特征,是有效进行农业监测预警、保障区域粮食安全的有效途径。【方法】文章以河南省为研究区域,综合遥感、气象、土壤等多源数据,基于“金字塔”型多层级土壤水分估算模型框架反演土壤水分含量;利用土壤水分状态指数（SMCI）对2000—2020年河南省的农业干旱情况进行监测,分析其农业干旱发生的空间分布和时空变化特征。【结果】21年间,河南省农业干旱平均发生4.408 9次/年,主要发生在春季和夏季,集中在3月和6月,以轻度干旱和中度干旱为主;秋季和冬季农业干旱则有加剧的变化趋势。河南省SMCI年平均值呈总体上升趋势,其中2019年SMCI平均值最高,农业干旱情况加重;河南省近54%区域农业干旱程度表现出显著加剧的变化趋势,集中分布在东部和中部地区。【结论】河南省农业干旱情况呈现明显加重的趋势,应及时监测预警、科学应对,减轻其对农业生产的影响程度。     

标准化降水指数在干湿条件分析及旱涝监测中的应用——以衡邵干旱走廊为例

文章基于标准化降水指数(SPI)和M-K检验方法,研究了如何将标准化降水指数应用到衡邵干旱走廊地区干湿条件分析及旱涝监测中。研究结果表明:衡邵干旱走廊地区的降水量整体上呈增加趋势,且2008年之后增加趋势明显;径流序列的变化总体上呈下降趋势,径流突变特征较为明显,特别是2000年之后由于人类活动增强,水库调度和下垫面变化对径流变化影响显著,改变了自然状态下的水文响应关系,降低了地表径流量;洪水的月际分布特征显示,湘江干流和支流的洪峰时间及洪水期存在较长时间的延迟;资水流域的月际变化较为平缓,月际差异小;衡邵干旱走廊的气象干旱整体上处于缓解趋势。     

基于GIS下的旱地马铃薯干旱风险区划技术探讨

通过榆中县马铃薯逐年减产率与实测资料计算出的马铃薯不同生育时段的农田蒸散 量进行线性回归分析,建立干旱监测模型。以减产率农业干旱指标等级⑴为标准,通过干旱监 测模型计算出马铃薯的农田蒸散量农业干旱指数,用此指数统计马铃薯不同生育时段干旱等级 的发生概率,用Pearson-Ⅲ频次密度函数⑵统计出马铃薯全生育期不同重现期的各乡镇减产率, 最后利用GIS 空间分析模块绘制马铃薯干旱等级概率分布图、不同重现期下的减产率分布图、不 同干旱等级风险区划图。     

山东省遥感干旱指数的适用性及干旱对冬小麦产量的影响

针对遥感干旱指数对干旱监测的精度和适用性问题,以山东省为研究区,基于MODIS和TRMM卫星遥感数据,选取2002年典型干旱年,计算归一化水分指数(normalized difference water index,NDWI)、归一化植被供水指数(normalized vegetation supply water index,NVSWI)、归一化降水量距平百分率(normalized percentage of precipitation anomaly,NPA),并与10 cm土壤水分数据进行相关性分析,结果显示NVSWI与土壤水分的相关系数最高,能够较好地表征农业干旱的严重程度,是最适合山东省旱情监测的干旱指数。之后采用NVSWI对2001—2015年山东地区的干旱进行时空特征研究和分析,并进一步分析不同生育期干旱对冬小麦产量的影响,结果表明,2001—2015年山东省整体干旱程度减弱,受干旱影响的区域主要集中在鲁西和鲁南地区;4—5月份干旱对冬小麦产量的影响较大,因此,在抽穗期和灌浆期对水分进行管理至关重要。     

干旱内陆盆地绿洲种植业生态经济系统的能值分析——以新疆焉耆盆地为例

以新疆干旱内陆典型代表区域——焉耆盆地为研究对象,运用能值分析理论和方法对该区域种植业生态经济系统的能值投入和产出进行了分析。结果表明:(1)焉耆盆地绿洲2006种植业生态经济系统的能值投入以不可更新的工业辅助能为主。在不可更新工业辅助能中,化肥对农业的产出影响较大;(2)该区域的能值利用强度高于全国平均水平,说明农业的科技投入水平较高;(3)系统的净能值产出率高于全国平均水平和发达地区水平,表明系统具有较高的经济活力,农业系统整体功能较好,运转效率较高,能值回报率较高;(4)农业生产对整个区域生态系统的压力较轻,引起的生态环境破坏较小,农业环境资源还有进一步开发利用的潜力;(5)焉耆盆地种植业系统具有可持续发展的潜力。     

基于遥感的衡邵干旱走廊土地利用空间格局演变

衡邵干旱走廊是南方典型的干旱区,不合理的土地利用格局加剧了灾害的发生风险,因此,理清衡邵干旱走廊土地利用空间格局演变特征对深入理解干旱发生机理具有重要意义。利用衡邵干旱走廊2000—2017年3期遥感影像数据,应用GIS空间分析和土地利用变化指数模型,从土地利用变化速度、转移方向2个方面定量分析了衡邵干旱走廊2000—2017年土地利用空间分布特征,并结合气象观测数据分析了不同干旱程度下的土地利用演变规律。结果表明,农业用地面积随着城镇化进程的加快在不断减少,占比从2000年的52.63%下降到2017年38.89%,主要分布在主城区及周边县区,水体的面积由于干旱的加重也在继续缩小;林地、建设用地和未利用地(裸地)等面积不断扩大,建设用地在2009—2017年的土地单一动态度达到22.84%/年,前者的增加主要归因于国家退耕还林政策,后两者的增加则归因于快速城市化。     

Risk Assessment and Zoning of Agricultural Drought Disaster in Heilongjiang Province

In this study,we first zoned the drought degree in the years from 1971 to 2000 in Heilongjiang Province by using precipitation anomaly equation as an indicator,and analyzed the temporal distribution characteristics and laws of arid disaster in different periods.Using the method of human being habitat risk assessment,we further studied and zoned the drought disaster risk index(DDRI)of maize cultivated in 74 stations in Heilongjiang Province via GIS software.The results showed that(1)the occurrence frequency of moderate and heavy drought in Heilongjiang Province was 1970s>1990s>1980s,and(2)the high risk area of drought disaster for maize production mainly assembled in Qiqihar and Daqing regions in west Heilongjiang Province,where agricultural drought should be highly concerned,while low risk and slight risk areas mainly distribute in middle areas and east plain areas in Heilongjiang Province.Our study provided basis for the defense of agricultural drought disaster.     

农业干旱程度概率分布的研究

分析了目前各种农业干旱评估指标的不足,建立了能反映干旱给农业造成损失大小的农业干旱评估指标量化模型。利用该农业干旱程度评估模型,通过模拟和非参数检验对农业干旱程度的概率分布进行了研究,并利用河南省濮阳市实际资料,计算了当地农业干旱程度的概率分布。     

基于landsat8的贵州省2015年农业干旱监测研究

在全球气候变暖背景下,干旱普遍发生,而农业干旱对国民经济发展的影响尤为明显,同时农业干旱还威胁着国家的粮食安全和生态安全。基于贵州省2015年不同季节的landsat8 OIL遥感数据,利用影像数据所获取的植被覆盖指数和地表温度数据,拟合植被指数(NDVI)和地表温度(LST)的特征空间,设计得到贵州省2015年春、夏、秋、冬四个不同季节的不同的土壤湿度,将TVDI作为监测农业干旱状况的指标,得到贵州省2015年的农业干旱时空分布图。结果表明,土壤含水率的高低与植被覆盖和地表温度有关,且TVDI更适宜中等植被覆盖的土壤湿度反演。贵州省2015年全年旱情较缓,各地区均不存在春旱或伏旱,只有冬季绝大部分地区土壤含水率较低,更有力地促进了农业干旱的发生。因此,对农业干旱的监测研究为贵州省农业干旱的监测管理提供有力依据,为今后减少农业干旱的影响和进一步促进农业社会经济可持续发展具有重要的现实意义。     

辽宁中部农作物生长季干旱风险度研究

掌握辽宁中部农作物生长季降水量变化与干旱风险度,为辽宁中部农业产业结构调整、规避干旱风险和农业生产管理提供参考。利用沈阳区域气象中心1961—2020年的降水和气温数据,采用气候诊断分析方法,选用积分湿润指数及其干湿指数研究降水量对农作物生长季的满足程度、干旱变化特征及干旱风险程度。结果表明：1961—2020年辽宁中部农作物生长季降水量呈减少趋势,线性减少40.5 mm;降水满足度和干湿指数呈下降趋势,分别线性下降14.5%和0.13;干旱风险度呈显著上升趋势,最大干旱风险度上升17.3%,2000—2020年平均上升11.0个百分点。播种苗期中旱+大旱约3 a一次;旺长期中旱+大旱概率约20 a一次;成熟期中旱+大旱约4 a一次。研究结果为掌握降水变化状态,干旱变化特征,认知干旱的严重程度,规避干旱风险,为“三农”及粮食生产安全以及农业结构调整和防旱减灾提供参考。     

基于风险预测的山地典型农业生长期干旱指标筛选——以贵州遵义为例

为探明适宜贵州的干旱指标,以便更准确的预报干旱,本文以遵义为例,统计分析了1961-2012年这52年的逐日降水气温数据。通过分析0、5、10、15和20℃5个典型农业生长期特征,分别构建了降水距平百分率(Pa)和干燥度(K)两种类型的干旱指标序列并进行旱涝状态的长期预报,根据旱涝风险预报的准确度来筛选典型农业生长期的干旱指标。分析得到了不同农业生长期内旱涝状态界限和两种类型干旱指标对应下的旱涝状态预测准确率,结果表明对于遵义地区来讲,除0℃生长期外,其余4个典型农业生长期内Pa指标作为干旱指标进行旱涝灾害预测时更准确。     

内蒙古大豆干旱灾害风险分析与区划

内蒙古地区是我国大豆主产区之一,同时也是干旱灾害的高发区,因此,加强内蒙古地区大豆干旱灾害风险分析与区划具有重要的现实意义。基于自然灾害风险理论,利用内蒙古地区119个站点的气象资料、地理信息、人口经济等指标,结合第二次土地调查数据,建立适用于内蒙古地区的大豆干旱风险区划模型,并利用GIS技术绘制风险区划图。结果表明：内蒙古地区大豆干旱综合风险高值区主要集中在岭西部分农区及西部大部,风险中值区主要分布在岭西大部及岭东南、东部偏南部分区域及西部偏东地区,风险低值区主要分布在兴安盟西部、通辽市偏西南、赤峰市大部、中部偏南大部分地区。针对各风险区提出了趋利避害的建议,且经验证发现区划结果精度较高,与内蒙古各地大豆减产率及旱灾的实际情况较吻合,可为大豆干旱灾害防御提供参考。     

我国五大粮食主产区农业抗旱能力评价的敏感性分析

为探讨我国五大粮食主产区对抗旱能力影响较显著的敏感性因素,对主产区农业抗旱能力进行综合评价,进而从指标选取、指标权重及指标合成方法3个方面对评价结果进行敏感性分析。结果表明,五大粮食主产区的农业抗旱能力由强到弱排序为黄淮海平原长江中游及江淮地区四川盆地松嫩平原三江平原。同一指标对不同区域的农业抗旱能力评价结果影响程度不同,耕地有效灌溉率、农机动力系数和人均GDP中的任何一个指标都会引起黄淮海平原区、长江中游及江淮地区以及四川盆地农业抗旱能力排名发生变动,而对三江平原和松嫩平原的排名却无影响。同时,不同区域影响农业抗旱能力的敏感性因素有所差异,除农业干旱程度、耕地有效灌溉率是各粮食主产区农业抗旱能力均最为敏感的影响因素之外,不同区域对人均GDP、农机动力系数等指标表现出不同的敏感性。相比于加法合成,本研究结果显示乘法合成对指标水平的差异反映更为敏感,区分各评价对象的灵敏度相对加法合成更高些。     

基于GIS技术的农业干旱监测与评估系统

[目的]简化制作农业干旱监测、评估产品的操作流程,提高监测评估图件的精细化水平。[方法]综合运用GIS和数学、气象学、管理学、计算机科学等技术手段和学科知识,以干旱监测、评估为核心,研发了基于GIS技术的农业干旱监测与评估系统。[结果]应用该系统对广西2006年11月4日的干旱进行监测,并用实际情况进行检验,证明取得了较好的监测效果。[结论]基于GIS的农业干旱监测与评估系统实现了GIS与专业监测、评估模型的有机结合,提供了灵活的人机交互界面和可视化表达,实现了农业干旱的监测、评估功能,具有较好的实用性和先进性。     

基于GIS技术的农业干旱监测与评估系统

[目的]简化制作农业干旱监测、评估产品的操作流程,提高监测评估图件的精细化水平。[方法]综合运用GIS和数学、气象学、管理学、计算机科学等技术手段和学科知识,以干旱监测、评估为核心,研发了基于GIS技术的农业干旱监测与评估系统。[结果]应用该系统对广西2006年11月4日的干旱进行监测,并用实际情况进行检验,证明取得了较好的监测效果。[结论]基于GIS的农业干旱监测与评估系统实现了GIS与专业监测、评估模型的有机结合,提供了灵活的人机交互界面和可视化表达,实现了农业干旱的监测、评估功能,具有较好的实用性和先进性。