江西省森林活动的时空变化及其对干旱的响应

基于江西省87个气象站1960~2014年实测资料计算的标准化降水蒸散指数(SPEI)和2000~2014年MODIS NDVI数据,结合线性趋势分析、最大相关系数等方法,分析了江西省近50年干旱和近10年来森林活动的时空变化特征,以及江西省森林活动对不同时间尺度干旱的响应特征。结果表明:进入21世纪后,江西省受旱程度较以前有所增加,从2009年开始,干旱与湿润年份交替存在;2000~2014年江西省森林NDVI在波动中呈微弱增加的趋势,自2008年以来森林NDVI明显增加,增速为0.03/10 a(P0.01)。森林年均NDVI的年际变化主要取决于春季平均NDVI的变化,两者间的相关系数高达0.92;在春季和秋季,干旱导致对应季节森林NDVI下降,而在夏季,轻度干旱会使森林NDVI呈现增加趋势;在海拔较高地区,干旱对森林NDVI的滞后影响多持续在6个月以上,而在其他地区一般少于3个月。     

基于SPEI的东北地区农作物生长季干旱特征分析

利用1968—2017年东北地区89个站点的月值数据,采用Penman-Monteith模型计算了潜在蒸散,进而计算出标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI).分析多尺度SPEI与作物因旱受灾面积的相关关系,结果表明,8月份的4个月尺度SPEI与受旱面积的关系最为密切,故以此代表东北地区农作物生长季干旱.对东北地区生长季SPEI进行突变和趋势分析,发现以1983年为突变点由干转湿,且总体上呈现出湿润化的趋势.月时间尺度的SPEI表明,除9月份出现干旱化趋势且不显著外,其他月份均呈现变湿趋势,其中4和10月份湿润化显著.空间上,大部分区域表现为SPEI增加的趋势,其中SPEI显著增加区域主要分布在东北中西部地区,SPEI减小的站点主要分布在南部区域,但均未通过0.05的显著性检验.生长季不同月份干旱的高发区各不相同.     

基于SPEI指数的甘肃河东地区近56年干旱时空变化分析

干旱在中国发生较为频繁,对农业以及社会经济的发展影响较大。以甘肃省河东地区作为研究区,基于1960~2015年20个气象站点的气温与降水数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),分析河东地区四季和年际的干旱时空分布变化特征,以及极端干旱和中度干旱的发生频次。结果表明,(1)随着时间尺度的不断增加,标准化降水蒸散指数的持续性在加强。(2)20世纪90年代以前,河东地区的SPEI数值处于波动状态,但总体偏向于湿润,从90年代后期,开始呈干旱化态势,虽出现干湿适中的年份,但为数不多。(3)20世纪60~80年代,春季和冬季SPEI指数波动比较频繁,变化趋势不显著。春季80年代中期至90年代初、秋季60年初代至70年代末、冬季80年代末至90年代中期是河东地区的相对湿润期,从春、夏季80年代中期,秋季70年代末期、冬季90年代末期至20世纪整体呈现干旱化特征。(4)空间年际变化南部和北部干旱趋势显著,西北部较弱;季节变化春季和夏季的干旱化趋势显著,秋季和冬季干旱趋势较弱。     

基于SPEI的陕北黄土丘陵区干旱特征及影响因素分析

为探讨陕北黄土丘陵区干旱特征及其影响因素,借助绥德2000-2014年逐日的气象数据,基于Hargreaves、Thornthwaite和Penman-Monteith蒸散模型及同一套降水资料计算,获得不同时间尺度(月、半年和年)3种标准化降水蒸散指数(SPEI),对比分析上述3种SPEI的差异并选取适宜于陕北黄土丘陵区的SPEI,而后采用SPEI分析干旱特征,并利用通径法分析气象因子对SPEI敏感性。结果表明:1)基于Penman-Monteith蒸散模型的SPEI(SPEI-PM)能够准确反映陕北黄土丘陵区干旱事件,与SPEI-PM相比,基于Hargreaves和Thornthwaite的SPEI值偏低,计算误差为0.26～0.38;2)干旱变化呈现减弱趋势,短时间尺度上(1和6个月)SPEI-PM值变化频繁,长时间尺度上(12、18和24个月)SPEI-PM值变化幅度小且变化周期长;3)在月、半年和年尺度上对SPEI-PM影响程度最大的气象因素分别为气温和相对湿度。     

基于SPEI干旱指数的西北地区干旱时空分布

基于中国西北地区145个国家基本气象站1960—2017年逐月降水量数据和逐月平均气温数据,通过计算不同时间尺度下的逐月标准化降水蒸散发指数(SPEI),分析了不同时间尺度下的西北地区的不同季节、年际以及年代际下的干旱时空分布,并采用Mann-Kendall检验、小波分析以及样条函数空间插值等方法对西北地区57a的干旱时空变化特点进行了探讨。结果发现,从年际变化来看,西北地区整体SPEI呈下降趋势,表明该地区干旱情况逐渐加重。从季节变化来看,西北地区四季极度干旱和重度干旱频率均随时间尺度的增加而有所增加,但随着时间尺度的增加,中度干旱频率除秋季干旱频率一直增加外,春、夏、冬3季干旱频率均呈现先下降后增加的趋势。由小波分析可知,西北地区在年际上存在着3～8a的周期的小尺度信号,在年代际上存在着12～15a和28～30a的大尺度信号,而7a和14a这2个周期在西北地区过去57a的干旱变化中起了主要作用。由Mann-Kendall检验法可知,西北地区SPEI值在1995年发生突然减小的变异点,说明西北地区在1995年后由湿润转变为干旱,西北地区SPEI值下降趋势在2000年附近达到0.05显著水平,表明西北地区在2000年后干旱化加重趋势明显。与历史资料对比发现SPEI干旱指数在表征西北地区干旱状况有较好的适用性。     

基于MODIS数据的宝鸡地区植被覆盖时空变化及影响因素分析

基于MODIS NDVI和NPP数据,选取包括气温和降水量的宝鸡11个气象站点的气候指标,分析了宝鸡地区2001²013年植被覆盖规律的时空变化。运用趋势分析方法探讨了13 a宝鸡地区年均NDVI空间变化趋势;采用相关分析法进一步对宝鸡地区年均NDVI、NPP与年均温和年降水量的相互关系进行了分析。结果表明:20012013年植被覆盖规律的时空变化。运用趋势分析方法探讨了13 a宝鸡地区年均NDVI空间变化趋势;采用相关分析法进一步对宝鸡地区年均NDVI、NPP与年均温和年降水量的相互关系进行了分析。结果表明:2001²013年宝鸡地区年均NDVI以0.032/10 a的速度上升,较快于三北防护林工程区19822013年宝鸡地区年均NDVI以0.032/10 a的速度上升,较快于三北防护林工程区1982²006年植被覆盖的增速(0.007/10 a),且20012006年植被覆盖的增速(0.007/10 a),且2001²002、20032002、2003²004年两个年份段为年均NDVI值的两次高恢复期;植被覆盖以轻度改善为主,基本不变和中度改善次之,严重退化和中度退化最弱。除个别地区外,植被覆盖恢复状况整体上呈稳中上升的较好趋势;宝鸡全区植被覆盖与气温和降水量相关性均较好,大部分地区呈现正相关;退耕后10 a,NDVI与NPP具有同步增减的变化趋势。     

河南省耕地面积空间集聚格局及影响因素分析

对河南省2000²014年耕地面积的变化进行了分析,采用空间自回归对其驱动力进行了研究。研究结果表明:20002014年耕地面积的变化进行了分析,采用空间自回归对其驱动力进行了研究。研究结果表明:2000²014年河南省耕地面积先增加后减少,集聚程度呈上升趋势,高值集聚区位于驻马店市和信阳市。空间回归分析表明,劳动力、经济水平、技术水平和耕作条件对耕地面积有显著影响。     

内蒙古中部区干旱指数演变及其对马铃薯产量的影响

为了解内蒙古中部马铃薯主产区干旱发生程度对马铃薯产量的影响，选用内蒙古中部马铃薯主产区23个气象站1961—2017年逐日降水量数据，统计分析了近50年的降水集中度（PCD）、降水集中期（PCP）、标准化降水指数（SPI）和标准化降水蒸散指数（SPEI）的时空特征及其与马铃薯产量变化的响应关系。结果表明，从年际变化来看，PCD呈下降趋势，突变年份为1998年，表明研究区区域降水量年度内的分配更趋近于均匀；PCP、SPI和SPEI无明显趋势变化。从区域变化来看，PCD与马铃薯生长季的降水量呈负相关关系，即降水越少的地区降水越集中；东部的PCP要早于西部，平均值出现在6月25—30日之间；SPI和SPEI低值区主要位于中部。SPI和SPEI气候倾向率的空间分布表征西北部地区干旱程度有所缓解，东南部地区有所增强。PCD>0.37、PCP>39 候、SPI<0.13或SPEI指<0.34的年景马铃薯产量可能因干旱出现减产；PCD>0.48、PCP>41 候、SPI<-0.54或SPEI<-0.29的年份可能因干旱成灾。研究结果为内蒙古马铃薯干旱的防灾减灾提供了科学的决策依据。     

3种遥感产品检测黄土高原森林变化及差异比较

基于Landsat Vegetation Continuous Fields（LVCF）、MODIS Vegetation Continuous Fields（MVCF）和MODIS Land Cover（MODLC）等遥感产品和森林清查数据（NFI）检测2000-2015年黄土高原森林分布及变化。结果表明:1）2000-2015年黄土高原森林覆盖度升高,基于LVCF和MVCF的全区森林覆盖度均值分别由2000年的7.8%和9.6%增加到2015年的9.7%和13.2%。2）遥感产品估算的森林分布空间格局和面积差异较大,基于LVCF、MVCF和MODLC估算的黄土高原森林面积在2000年分别为726.6×10⁴、604.7×10⁴ hm²和325.1×10⁴ hm²,2015年分别为926.2×10⁴、998.3×10⁴ hm²和400.1×10⁴ hm²。3）遥感产品估算的省级尺度上森林面积与NFI的不一致性因省份和年份而异,LVCF与NFI一致性整体略优于MVCF,MODLC与NFI差异最大且估算的森林面积远低于LVCF、MVCF和NFI。4）遥感产品检测的陕西和山西2省的森林面积增加值与NFI一致性高于宁夏;基于遥感产品估算的宁夏森林面积及增加幅度均远低于NFI。     

华北平原植被动态对气象干旱的响应特征

基于中国华北平原1982—2012年NDVI和不同时间尺度SPI/SPEI数据,分析了植被绿度年际波动对气象干旱时间尺度的响应特征。结果表明:华北平原干旱对春季植被绿度的影响强于夏季,对北部的影响强于南部;植被绿度对长期干旱的响应更明显,但局部和季节差异非常明显,北部植被响应干旱的时间尺度较南部短;生长季水分亏缺是其植被干旱脆弱性的主导因素。