基于帕默尔干旱指数的中国春季区域干旱特征比较研究

利用全国515个站(1957-2000年)气象资料,修正计算帕默尔干旱指数(Palmer drought severy index),进行干旱区划和研究春季区域演变特征.结果表明:中国干旱变化全区一致性程度低,干旱演变的区域差别大,存在着以内蒙古高原、南岭、华北北部及长白山脉、长江中下游、黄土高原、黄淮地区、天山北部、东北平原、河西走廊、云贵高原、塔里木盆地、青藏高原等为代表的12个干旱特征区.内蒙古高原区、华北北部及长白山脉区、黄土高原区、天山北部区域、东北平原区、河西走廊及其沙漠戈壁区春季干旱指数趋势变化呈下降趋势.南岭区、长江中下游区、黄淮区域、云贵高原区、塔里木盆地区、青藏高原区春季干旱指数趋势变化呈上升趋势.中国春季干旱指数大多存在5～8年的短周期年际周期变化,12～13年、15～16年的长周年际周期变化存在于部分区域,个别区域还存在20年长周期年际周期变化.中国干旱的区域特征差别显著.     

中国戈壁综合自然区划研究

中国戈壁广泛分布于北方的干旱与极干旱区域,直至目前尚未系统地开展戈壁分区研究。本文在综合分析戈壁特征与形成发生机制关系后认为,我国戈壁的最主要特征是地表砾质覆盖;表层具孔状漆漠结皮,其下具棕红色紧实层及石膏层;植物覆盖度极低,生长旱生极旱生灌木—半灌木。戈壁形成发生的区域仅限于干燥度4以上的干旱、极干旱区域。根据戈壁特征及发生条件的区域分异,选取干温指标、区域地质地貌建造指标、地表物质成因形态指标,将中国戈壁分布区划分为温性干旱极干旱戈壁区、暖性干旱极干旱戈壁区和青藏高原北部亚寒干旱极干旱戈壁区3个一级区(区),其下按区域地质地貌建造特征划分出9个二级区(地区),再按戈壁地表物质成因与形态差异划分出19个三级区(亚地区)。还可根据土壤和植被的地域分异进一步划分出若干个四级区(小区)。     

中国干旱预警系统研究

通过分析我国干旱预警现状,结合国家社会预警体系建设,提出我国4级干旱预警应急等级、预警管理和综合预警标准,并将全国划分为特旱、重旱、干旱3类预警区。文章重点探讨了干旱预警系统建设的目标,行动计划,以及干旱预警5大系统建设内容等。研究认为加强国际合作与交流,开展跨学科干旱预警研究,建立国家干旱监测预警和评估标准体系,组建中国干旱监测预警和研究中心是提高我国干旱监测、预测预警和减灾能力建设的重要途径。     

基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

京津风沙源区干旱时空特征及对植被变化的影响

本文基于京津风沙源区27个站点1960—2014年逐月气温和降水数据,采用标准降水蒸散指数(SPEI),从干旱趋势、干旱面积和干旱频率等方面分析了研究区干旱的时空变化特征;在此基础上,利用SPEI和NDVI指数,分析了干旱对区域植被变化的影响。结果表明:(1)1960—2014京津风沙源区SPEI呈显著下降的趋势,多次严重干旱均出现工程实施的近15年。过去55年京津风沙源区大部分区域SPEI呈下降趋势,显著下降的区域主要集中在内蒙古草原地区。(2)1960—2014年轻度干旱、中度干旱和严重干旱的面积均呈上升的趋势。2001年和2009年严重干旱面积分别占整个研究区的49.00%和41.10%。(3)1960—2014年干旱频率从西北向东南呈递减趋势。1996—2014年干旱频率比1978—1995年和1960—1977年分别增长了7.59%和9.09%。京津风沙源区最长干旱持续时间都接近或超过半年。(4)1982—2014年研究区92.52%的区域SPEI和NDVI呈正相关关系,表明干旱会对区域植被产生重要影响。干旱趋势、干旱面积和干旱频率均表明,京津风沙源区干旱情况加重,尤其治理工程实施的近15年干旱程度更加严重。本文研究结果对京津风沙源区植被恢复重建具有重要的指导意义。     

中国黄土高原地区干旱特征

利用黄土高原51站40年气象观测资料及修正palmer干旱指数,主要采用EEOF(扩展经验正交分解函数)等分解方法,研究黄土高原土壤干旱演变。结果表明:40年来干旱趋于加重;1973年、1989年为Petitt变点,1973年之前旱年相对较少,1989年之后干旱年份明显增多干旱加重;干旱最敏感区(变化大值区)在高原腹地,高原周边地区干旱变幅较小;干旱变化振荡周期以2~4年为主;干旱准2年振荡的空间演变清晰,干旱移动方向和强度变化比较明显,在5个月之内强度、范围加大,大值区数值增大并向周围扩展旱情加重,再经过5个月后干旱大值区的数值下降快于周围,从敏感区向高原四周扩散;干旱变化强度、位相等具有区域差异,主要存在高原西部、晋中盆地、高原东北部、关中平原、渭河上游区等5个次区域。     

陇中黄土高原区旱地春小麦产量对干旱胁迫响应的模拟研究

为进一步探明陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成对不同干旱胁迫的响应机制,依据甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2016—2018年大田控水试验数据以及定西市安定区1971—2018年气象数据,验证农业生产系统模拟(Agricultural production systems simulation,APSIM)模型模拟不同干旱胁迫旱地春小麦产量及产量构成要素的适宜性,基于APSIM模型分析不同生育期、不同程度干旱胁迫对旱地春小麦籽粒数、千粒重和产量的影响,利用多元逐步回归方程确定陇中黄土高原区旱地春小麦最佳灌水时间和灌水量。结果表明:(1)APSIM模型模拟陇中黄土高原区旱地春小麦生育期、籽粒数、千粒重和产量的均方根误差(Root mean square error,RMSE)均小于3.67 d、300.52个·m^-2、2.56 g、267.43 kg·hm^-2,归一化均方根误差(Normalized root mean square error,NRMSE)均小于3.89%、2.86%、9.71%、11.58%,模型有效性指数(Model effectiveness index,ME)均大于0.62、0.78、0.60、0.66,表明APSIM模型对模拟干旱胁迫条件下陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成具有较好的适应性。(2)不同生育期干旱胁迫下,拔节期干旱胁迫对小麦籽粒数影响最大,其次由大到小依次为出苗期、分蘖期、无胁迫、抽穗期、开花期和灌浆期;灌浆期干旱胁迫对小麦千粒重影响最大,其次由大到小依次为开花期、抽穗期、无胁迫、拔节期、出苗期和分蘖期;拔节期干旱胁迫对小麦产量影响最大,其次由大到小依次为灌浆期、抽穗期、开花期、出苗期、无胁迫和分蘖期。(3)不同程度干旱胁迫下,灌水量300.00 mm旱地春小麦产量最大为4866.19 kg·hm^-2,与其他4种灌水相比产量分别增加283.53%、39.65%、0.46%和15.58%。(4)出苗后第1 d、47 d、60 d、82 d、86 d灌水,且灌水量达到343.09 mm时,旱地春小麦产量最大为5578.91 kg·hm^-2。干旱胁迫发生时间和程度对研究区小麦产量形成具有明显的交互作用,分蘖期适度干旱胁迫有利于提高陇中黄土高原区旱地春小麦产量,而拔节期和灌浆期为旱地春小麦田间水分管理的关键生育期,小麦生长发育过程中应加强该生育期的水分管理以提高陇中黄土高原区粮食产量。     

西南地区干旱河谷分布范围及分区统计分析

干旱河谷是我国西南地区复杂地形和气候条件综合作用下形成的特殊景观类型,明确西南干旱河谷的空间分布范围,掌握分区统计数据,对了解干旱河谷生态系统、分析相关自然和人文综合指标有重要意义。本文在前人研究的基础上,利用遥感与野外验证相结合的方法,划定了西南地区干旱河谷的空间分布范围,同时,分析了干旱河谷区的地形特征和干湿状况。研究结果表明:西南地区干旱河谷总长度约为6911.15 km,总面积约为26 451.61 km~2,涉及我国甘肃省、四川省、云南省以及西藏自治区4个省级行政区。在空间分布上由北至南依次分布在白龙江、岷江、大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江和元江,其中,金沙江干旱河谷面积最大,占西南地区干旱河谷总面积的44.36%,岷江干旱河谷面积最小,占西南地区干旱河谷总面积的2.74%。坡度大于25°的面积占西南地区干旱河谷总面积的55.00%,地形坡度区域差异显著,岷江干旱河谷区地形坡度较大,雅砻江干旱河谷区较为平缓。阳坡面积大于阴坡面积,阳坡面积占干旱河谷总面积的40.49%,阴坡面积占干旱河谷总面积的31.12%。干旱河谷区内气象观测站的干季干燥度指数(I_(aD))值在2.14～5.10之间,属于半干旱类型和干旱类型。本研究成果可为干旱河谷的进一步深入研究提供基础数据支撑。     

华北不同地表覆盖类型区干旱演变特征

利用华北地区气象站点1960～2008年共49年的降水旬数据集逐旬计算1个月、3个月、12个月尺度的标准化降水指数(SPI)序列。采用SPI历史序列的多年滑动平均和滑动标准差方法,解析研究区及3种主要地表覆盖类型区(草原区、农田区、阔叶林带)干旱在整个时间序列上的演变周期和幅度。采用线性回归分析干旱的演变趋势和变化频度,并对趋势线进行预测。对比了3个子区域全年12个月份干旱演变特征的差异。结果表明:研究区干旱发生的频率和强度呈逐渐加重的趋势,且各月份干旱发展趋势有较大差异,夏季的6月、7月降水较历史时期增多,春旱(4月)、秋旱(9月和10月)加重趋势显著。草原区在整个历史时期的干旱变化趋势不如南部农作物区和中部阔叶林带明显。农作物区9月、10月两月份干旱加重的趋势最显著,说明黄淮海平原区的夏玉米将越来越受到秋旱的威胁,防旱抗旱形势重于冬小麦面临的春旱,冬小麦的秋种受干旱的影响将加重。     

中国现代干旱灾害的时空特征*

本文提出了一个考虑前期降水短缺影响的干旱指数。利用1951-1991年逐月全国160个站的降水资料划分干旱等级,分析了我国干旱,包括多旱、重旱和持续干旱的区域分布,指出我国主要有四大干旱中心;分析了干旱随时间的变化,发现全国及多数区域的现代干旱存在着线性增长的趋势。最后利用全国干旱受灾和成灾面积讨论了干旱的影响,指出全国近代干旱受灾和成灾面积存在着三个高值期,且总体线性增长趋势也很明显。     

西北干旱区耕地扩张原因的实证分析

近10余年来,在全国耕地面积持续减少的背景下,西北干旱区的耕地面积却明显增加.区域耕地的这一逆向变化,不仅改变了中国的耕地分布格局,同时也加剧了西北干旱区的水资源冲突和荒漠化进程.现有研究中,西北干旱区的耕地扩张往往被理解为区域人口增长、技术进步、政策激励的结果,但这些认识主要来自于统计相关分析和经验判断,还缺乏必要的...     

横断山区干旱河谷植被类型

横断山区干旱河谷植被,按植物群落的生态外貌、种类组成与结构特点,可分为4个类型(即:稀树灌木草丛,肉质刺灌丛,扭曲云南松疏林,小叶刺灌丛)15个群落。按干旱河谷的区域分异、水热状况、山地植被垂直带和利用方向,将本区干旱河谷分为4个类型(即:干热、干暖、干温、干凉)7个区。     

中国荒漠地带土地类型分析——四个典型地区的地球资源卫星象片判读

“土地”是一个包括地貌、气候、水文、土壤、植被等全部自然要素在内的自然综合体,这个综合体并受到过去和现代人类活动的影响。极端干旱的荒漠地带在我国广泛分布。东自贺兰山西麓(东经106°左右)向西直到电苏国界,南从东昆仑山北麓(北纬36°左右)向北直抵中蒙国界。土地面积约190万平方公里,占全国陆地总面积的1/5左右,而人口仅占全国总人口1.5％。这个地旷人稀的自然地带大致可分为四个自然区,即:阿拉善高原温带荒漠、准噶尔盆地温带荒     

基于标准化径流指数的区域水文干旱指数构建与识别

为了进一步探讨应用标准化径流指数(Standardized Runoff Index,SRI),进行水文干旱识别时存在的干旱等级划分及其临界值如何确定问题,构建了新的区域水文干旱指数,并应用于典型区水文干旱识别。即以东南沿海晋江流域为研究区,利用该流域2个水文站和3个气象站1960—2006年逐月径流和降水数据,结合径流距平百分比和降水距平百分比,构建了区域水文干旱指数SHI(Standardized Hydrology Index),获得了相应的干旱等级发生频率,进而以SHI累计频率确定了区域水文干旱指数SHI各干旱等级临界值。结果表明,基于SRI和区域水文干旱指数SHI,可以较好地识别过去47 a中晋江流域发生的主要水文干旱事件,且SHI临界值较SPI(Standardized Precipitation Index)临界值对重要水文干旱事件识别更为敏感,结果更为合理。     

基于植被供水指数法的上蔡县农业春旱遥感监测

利用2006年4月7日的Landsat5 TM影像、2013年4月2日Landsat7 ETM+影像和2014年4月5日Landsat7 ETM+影像,采用植被供水指数法对河南省上蔡县进行农业春旱监测,并将归一化植被指数(单一植被指数)法的结果与植被供水指数法的结果进行对比。结果表明:(1)上蔡县历年春季普遍发生农业干旱,程度有所不同。研究区2006年至2014年干旱程度逐年减轻,干旱发生区域逐年减少,干旱治理成效较为明显。(2)植被供水指数法与单一植被指数(归一化植被指数)法的监测结果一致,且数据易于获得,可操作性强,有助于提高监测精度和效率,可用于该研究区以及与其地形和覆被等情况一致区域的农业干旱监测。     

陕西省生态农业干旱区划研究

选取主要气候变量、地质土壤类型、水文、径流特征、地表植被类型及分布等10个影响陕西省生态农业干旱因子,利用K-Means Clustel‘Analysis(快速聚类法)和Hierarchical Cluster Analy-sis(分层聚类法)相结合的方法,对陕西省生态农业干旱区划进行研究,将陕西地区划分为8个生态农业干旱相似区,并对区划合理性进行了检验.分析表明:采用生态因子和干旱因子相结合的聚类分析方法能够较好地反映陕西省生态农业干旱实际情况,充分地体现"陕西省生态农业干旱"的空间分布特征,具有较强的科学性.     

退耕还林效益优化模式系统动力学研究

以退耕还林工程典型立地的干热干旱河谷区为研究区域 ,引入系统动力学等理论和方法 ,对退耕还林的优化模式进行了研究 ,提出了长江上游金沙江干热干旱河谷区云南省鹤庆县实验点退耕还林生态经济社会效益最优结合、可持续发展的圆柏×黑荆树 (Sabinachinensis×Acaciamearnsii)优化模式 ,并提出了相应的规范配套技术。     

我国西北荒漠地区的山地植被及其利用

我国西北荒漠地区位于贺兰山以西。昆仑山至祁连山以北,阿尔泰山以南的广大温带内陆腹地。西接苏联的中亚荒漠,北连蒙古人民共和国的戈壁荒漠,面积近200万平方公里(边缘有一部分荒漠草原,占全国总土地面积1/5强)。它不仅是我国最干旱的地区。也是世界上极端干旱的中心之一。     

中国虚拟水战略区划研究

为探究我国不同区域虚拟水研究和实践的发展方向,以国内31个省级行政区为研究单元,运用指标体系评价方法和列联表互斥的矩阵分类方法进行了我国虚拟水战略区划研究。结果表明:①依据水资源禀赋指数可以将全国划分为虚拟水输出地域、虚拟水输入地域和虚拟水平衡地域3个一级区划单元;其中,虚拟水输出地域的发展方向是提高水密集型工农业产品的商品率,虚拟水输入地域则应着手准备缩减水密集型产业,而虚拟水平衡地域则不宜进行大规模的虚拟水战略实践。②依据农产品贸易指数和非农水资源需求压力指数,将全国细分为典型输入(出)区、内部优化区、成长输入(出)区、复合型区、潜在输入(出)区和现实输入(出)区共12个二级区划单元,并指出了各二级区的产业发展方向。     

中国东北近50年干旱发展及对全球气候变暖的响应

应用实测的降水、气温和土壤湿度资料,分析我国东北区(含黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区的东部)近50年干旱化的发展趋势.结果表明,用月平均气温和降水量的距平和均方差所构造的"大气干旱指数"以及土壤湿度都显示,近50年来整个东北区是向干旱发展的,1990年代中期以来这种干旱化趋势尤为明显;而东北西部亚干旱地区的干旱化相对更严重(特别是内蒙古东部的北半部).在亚干旱地区的气温和降水两个要素中,气温的升高对干旱化的作用可能更重要.在东北区的南部,近50年来的降水是略有增加,但仍有向干旱发展的趋势.这显然与全球气候变暖的大背景有关.为探讨东北区干旱的发展对全球气候变暖的响应,利用Jones等的1951～2000年全球平均气温资料和东北区25个站的大气干旱指数进行线性回归分析.结果表明,在全球平均温度上升1℃的情况下,中国东北区的干旱化程度要增加5～20%,最大的达到22%.这种形势应该引起我们的关注.