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。     

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。     

基于Z指数的聊城地区干旱时空特征分析

为了了解聊城市自然降水的亏缺状况,探索聊城区域内干旱规律。利用聊城地区8个气象站1970—2010年逐月降水资料,采用Z指数方法计算各站旱涝指标,在此基础上确定旱涝等级,从时间和空间2个方面对聊城地区40多年干旱特征进行分析。结果表明:年际变化中,旱涝交替发生,易发生连续性气象干旱,总体干旱多于涝,旱涝3年和7年周期显著。空间分布中,特旱东北地区高于西南地区,大旱东部地区高于西部地区,偏旱西部高于东部,总的干旱西北部地区最高。     

黑龙江省农业干旱灾害风险评价与区划研究

摘 要：本文运用降水距平公式对黑龙江省1971-2000年干旱程度进行划分,分析了不同时期干旱灾害的时间分布特征及规律,对黑龙江省74个站点,采用人类生存环境风险评价法,结合GIS软件对玉米干旱灾害风险指数DDRI进行研究与区划。结果表明：（1）黑龙江省一般干旱和强干旱的发生频率均表现为20世纪70年代最高,90年代次之,80年代最低;（2）黑龙江省玉米干旱灾害高风险区主要集中在西部齐齐哈尔和大庆地区,这一地区应该成为黑龙江省防御农业干旱的重点区域,低风险和轻微风险主要分布在中部地区及东部平原区。     

亚热带花生旱坡地的水分动态特征分析

为研究红壤旱坡地的水分动态特征,进行了2001—2003年田间实测。花生旱坡地水分状况随年降水周期和坡位不同变化。0~150cm土壤贮水量大致分为盈余期、消耗期和补充期三个阶段。土壤水势变化与贮水量三阶段相对应,总体由大变小再回升,只是土壤剖面空间从上而下,水势值增大,变幅减小,100cm土层以下近乎常年稳定。在四个水势段出现频率中,水势较高的水势段出现频率越大,顺序为饱和>湿润>亏缺>干旱。饱和－湿润段出现频率比例总体上底土>心土>表土,坡下>坡上;低水势干旱段主要出现在坡上、土壤上层和伏秋干旱季节。旱坡地在雨季有壤中流产生,坡下降雨后深层出现较长时间的饱和区,而坡上深层水势出现较短时间的饱和区或未出现变化;旱季降雨对坡地水分影响较小。     

辽宁西部地区玉米生产期降水与干旱分析

为了防灾减灾服务,确保粮食生产安全,采用朝阳、阜新、葫芦岛三市大气降水1953—2013年资料,运用变化趋势、变率、标准偏差、作物干旱指数等方法分析了辽西地区玉米生产期降水与需水的盈缺关系以及干旱发生频率。结果表明：1953—2013年玉米播种至拔节时段降水表现为弱增加,拔节至成熟时段呈明显减少,开花成熟期近10a降水减少62.0mm;播种至成熟近10a降水减少64.2mm。玉米全生育期需水量大于平均降水量,在61a里降水盈余占47.5%,亏缺占52.5%。辽西地区玉米全生育期属于半干旱气候类型,干旱年景占37.7%,其中,播种至出苗期干旱发生频率最高为55.7%,其次是拔节至开花期34.4%,开花至成熟期、出苗至拔节期则最少,分别为16.4%和13.1%。近10a作物干旱指数由半干旱升级为干旱,干旱发生频率增加明显。在农业干旱化日趋严重的状况下,应加快农作物结构调整,并充分利用好地下水资源补充降水不足,减轻干旱所带来的危害。     

4种干旱指标在河西走廊地区的适用性评估

为了对比4种干旱指标在河西走廊地区的适用性,利用中国气象局提供的河西地区12个气象站点1960—2013年地面观测数据,计算出该区4种干旱指标,并对照《中国气象灾害大典》的实况干旱记录资料,评估这4种干旱指标在河西走廊地区的适用性。结果显示：（1）在年际尺度上,Pa和MI所判定的干旱等级高于实测干旱等级,SPI和SPEI的模拟能力相对较好;在季节尺度上,SPEI的判断结果与实际情况更为接近;（2）Pa、SPI和MI在整个河西走廊的部分区域均呈现不同程度的变湿趋势,而SPEI的倾向率空间分布特征表明河西走廊地区以不同的速率变干;（3）Pa、SPI和SPEI的干旱频率一致;MI在降水更加稀少的干旱区域适应性和可靠性相对较差;（4）SPEI与MI的相关性在干旱的疏勒河流域较差;（5）通过与实际干旱记录的对比,发现4种指标的出现错误的频率为MI＞SPI和Pa＞SPEI。     

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。     

陕西省降水特征及其对旱涝灾害的影响

为了简单分析陕西省降水特征及旱涝灾害的影响,依据陕西省18个气象站点近53年的降水资料,计算出各个站点Z指数及区域旱涝指数,然后通过线性倾向率、M-K突变检验、反距离加权插值法等方法,分析陕西省1961—2013年降水量的时空变化及旱涝频率的分布状态。结果表明:陕西省降水量整体呈降低趋势,并以"减少—增加—减少—增加"的模式发展;随着四季的变化,秋季降水以-58.71 mm/10 a的速率递减,夏季降水增幅最大达35.44 mm/10 a;由于受到自身地理位置及距海远近等因素,使降水量呈现出陕南、关中、陕北依次减少的空间分布状态。经Z指数统计所得,陕西省发生洪涝频率大于干旱频率,但强度弱于干旱;春夏秋冬四季均发生干旱,由各自频数显示冬季旱情最严重;陕西省涝情频率总体呈南多北少的形态,旱情总体分布不均匀且与降水量的空间分布相比二者恰恰相反,通过此次研究为陕西省旱涝灾害提供有效预防措施奠定了基础。     

洪洞县农业干旱灾害风险评价与区划研究

干旱是人类面临的主要自然灾害之一,笔者结合降水距平公式对洪洞县1980—2010年冬小麦的干旱情况进行了详细的划分,深入探讨了不同阶段冬小麦干旱的时间和空间特征,并总结了一定的规律。此外,对洪洞县的所有站点,运用人类生存环境风险评价法,结合GIS软件对冬小麦干旱灾害风险指数DDRI进行研究与区划。结果表明：（1）洪洞县一般干旱和强干旱的发生频率均表现为20世纪80年代最高,21世纪初次之,20世纪90年代最低;（2）洪洞县冬小麦干旱灾害高风险区主要集中在万安镇和曲亭镇,这2个乡镇是洪洞县防御冬小麦干旱的重点区域,低风险和轻微风险主要分布在北部地区及中南部地区。     

近43年西藏高原20cm地温对气温和降水变化的响应

为了全面了解西藏高原20cm耕作层地温受气候变暖的影响情况,为西藏生态环境保护及农牧业可持续发展提供科学依据。基于1971—2013年西藏8个气象站的地温、气温和降水资料,分析了地温与气温及降水的变化关系。发现各站年气温和地温均呈显著的增温趋势(P<0.05),季气温和地温升温率冬、春季明显大于夏、秋季;各地增温趋势藏西部和藏中部明显大于藏东部,且大部分站点和时段地温增温率大于气温增温率。年、季气温和地温的年代际变化表现为：20世纪70—80年代偏低;90年代正常;21世纪前10年明显偏高。各站年、湿季、干季地温与同期的气温均呈极显著正相关(P<0.01);湿季藏中部和藏东部各站地温与同期降水量呈显著负相关(P<0.05),且地温与气温及降水的相关程度湿季均大于干季。     

大同市气象干旱变化趋势分析

基于1955-2009年大同市年、月降水资料,利用降水距平百分率作为气象干旱指标,分析了大同气象干旱发生年、季特征时间演变及对农业的影响。研究表明,近55年来大同市年降水量以8.6 mm/10年速度递减;共出现了20个旱年,出现频率为36%,平均每2.8年出现1个旱年;大同四季干旱发生频率依次为春季32.7%、冬季30.9%、秋季25.4%、夏季21.8%;冬季重旱年最多,其次是夏季,春季、秋季重旱年较少。秋季向湿润化发展趋势不明显;春、夏、冬季干旱均有增强趋势,造成了大同干旱化增强的总趋势。以农作物关键期（4-9月）降水量分析,从1980年开始大同由总体偏涝转为偏旱。年、季干旱出现频率同样表明,20世纪80年代干旱出现频率明显增强,到90年代达到极值。结合农业旱灾资料,进一步分析气象干旱对农业的影响,并提出了抗旱对策和建议,旨在对当地防旱减灾起到积极的指导作用。     

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。     

纳帕海沼泽化草甸不同季节土壤真菌群落结构与理化性质的关系

为阐明纳帕海湿地沼泽化草甸土壤真菌群落结构的季节变化规律及其与理化性质的关系,采用稀释培养结合形态鉴定比较,分析旱季和雨季土壤真菌群落结构的季节变化,并探讨其与土壤理化性质的相互关系。结果表明：（1）土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和速效磷在0~20 cm土层为雨季>旱季;20~40 cm土层除全氮外,为旱季>雨季。土壤容重和自然含水率在0~20 cm土层和20~40 cm土层为雨季>旱季。（2）旱季和雨季土壤真菌多样性均具有明显季节变化,0~20 cm土层除均匀度指数JSW外,真菌数量、多样性指数H'和丰富度指数DMA为旱季>雨季。20~40 cm土层,多样性指数H'和丰富度指数DMA为旱季>雨季,真菌数量和均匀度指数JSW为雨季>旱季。（3）经形态鉴定,旱季和雨季分别分离到12 属和11 属真菌,群落结构组成相似性极高,但也表现出一定差异性。曲霉属和腐霉属同为旱季和雨季沼泽化草甸的优势类群;枝孢菌属和壳囊孢属是旱季特有属,链孢菌属是雨季特有属。（4）经Pearson 相关性分析：在旱季和雨季,土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾、速效磷、容重和自然含水率与土壤真菌群落结构组成相关性大。不同季节土壤真菌多样性和群落组成有明显的季节变化特征,土壤理化性质与真菌群落结构组成密切相关,为研究真菌群落对纳帕海湿地生态系统的影响提供参考依据。     

2种干旱指标在柳州的应用对比分析

为了找到一种较适合柳州当地的干旱指标,以便更好地开展柳州干旱的研究工作,基于逐日降水资料和实际旱情资料,分别运用EDP指数和降水量距平百分率对柳州1961—2014 年各季节的干旱年份进行划分,并与实际旱情发生情况进行对比分析。结果表明：（1）用降水量距平百分率划分柳州的干旱频数和季节连旱频数均比用EDP指数划分结果偏多,但二者存在50%的重合率;（2）柳州各季节的EDP指数和降水量存在着较好的相关性,其时间和空间变化均具有较好的一致性,用二者分析柳州的干旱均具有一定的合理性;（3）降水量距平百分率划分的干旱年份比EDP指数划分的干旱年份与实际旱情发生重合率更高,相关性更好,相比较而言,用降水量距平百分率分析柳州的干旱更为科学合理。     

1961～2015年滁州干旱特征分析

为更好地开展防灾减灾气象服务,利用1961～2015年逐日降水资料,采用数理统计、Z指数和Mann-Kendall等方法研究了滁州近55年干旱变化特征。结果表明：滁州年降雨气候呈湿化趋势,春、秋季呈干旱化趋势,春季干旱化明显,夏季、冬季呈湿润化趋势,冬季近10年以干旱化为主,值得关注。年及春季大旱、季节连旱皆5年1遇;大旱冬季5年2遇,夏季7年1遇,秋季8年1遇。     

上海市青浦区1968—2018年蓝莓主要生育期气候变化特征

采用青浦国家气象站1968—2018年气象资料,选取标准化降水蒸散指数(SPEI),对青浦区蓝莓花期、果期和成熟期不同等级旱涝发生频率和变化特征进行分析。结果表明：（1）青浦区多年平均气温为16.2℃,气温上升明显,降水量存在明显的波动变化。蓝莓不同生育期气温均呈上升趋势,降水量仅在果期有减少趋势,其余生育期均增加。（2）青浦区旱涝的年际变化明显。20世纪80年代、90年代和21世纪10年代总体较为湿润,20世纪70年代和21世纪00年代相对偏旱。不同季节的旱涝变化也呈现出阶段性特点,20世纪70年代各季有一定的干湿交替状态;20世纪80年代,春冬仍呈干湿交替,夏秋总体较为湿润;20世纪90年代至21世纪00年代,春夏秋由湿润化向干旱化转变,冬季则由干旱化向湿润化发展;20世纪10年代,夏秋冬三季呈湿润化趋势,春季多干湿交替。（3）蓝莓3个主要生育期花期、果期和成熟期发生的干旱频率分别为27.5%、25.5%和21.6%,湿润频率分别为29.4%、27.5%和27.5%。研究认为,青浦区蓝莓花期和果期有干旱化发展趋势,成熟期则向湿润化发展,整体上湿润发生频率多于干旱发生频率。     

岩溶区板栗树下旱季和雨季土壤CO2浓度的研究

为了研究岩溶区种植板栗树以后土壤CO2浓度的变化,以广西隆安县岩溶区板栗树下和相同地质条件下非板栗树下（草地）为研究对象,分别测定了旱季与雨季时10 cm、20 cm、40 cm、60 cm、80 cm的土壤pH和CO2浓度等,并且做了比较分析。结果表明：在相同的条件下板栗树下的土壤pH比非板栗树下的低且显弱酸性;雨季土壤pH比旱季土壤低;板栗树下的土壤CO2浓度比非板栗树高,而雨季比旱季CO2浓度高。土壤pH与土壤CO2浓度相关性分析表明,土壤CO2的浓度与土壤的pH成显著负相关关系,土壤CO2浓度与降雨量、温度等有很大的关系。     

1971-2017年羌塘国家级自然保护区持续干旱日数的时空变化特征

为全面分析羌塘国家级自然保护区的干旱变化特征,有效应对干旱风险和生态环境保护。本文采用利用5个气象站点1971－2016 年逐日降水量资料,以持续干旱日数(CDD)为干旱评价指标,采用线性回归、Mann-Kendall非参数检验和R/S分析等方法,分析了自然保护区CDD的时空变化特征。结果表明：多年平均下,自然保护区各站CDD为78～162 d,总体呈自西向东递减分布;CDD偏多概率为51.1%。近47年保护区CDD呈减少趋势,平均每10年减少3.4 d;20世纪90年代以来,CDD趋于增加。70年代CDD明显偏多,为近40年最多的10年;80年代至21世纪前10年基本正常。CDD异常特多年份出现过2次,均发生20世纪90年代;未出现异常特少年份。在时间转折上,保护区CDD的突变点出现在1980年, 从一个相对偏多期跃变为一个相对偏少期。根据R/S分析,保护区CDD的Hurst指数大于0.5,说明未来仍将趋于减少。