华北冬小麦—夏玉米两熟区干旱特征分析

研究华北冬小麦—夏玉米主要生长季的干旱时空特征,可为全球气候变暖背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据。利用华北5省（市）64个气象台站1961——2010年逐日降水资料,以降水负距平或降水量表征的干旱指标,通过经验正交分解法提取了冬小麦、夏玉米全生育期和关键生长阶段的特征向量和时间系数,分析了干旱频率、站次比及干旱强度的变化特征,并通过构建冬小麦夏玉米轮作期综合干旱指数,探讨了华北地区农业干旱的总体状况。结果表明：EOF分解的前4个模态提取了60%以上作物干旱的主要时空分布信息,冬小麦主要生长季收敛效果优于夏玉米;冬小麦全生育期、苗期及拔节—抽穗期干旱的高强度中心主要分布在冀中南、豫北及鲁西北地区,而灌浆—成熟期干旱则以豫东为中心;夏玉米全生育期干旱的高强度中心主要位于冀南和鲁北地区,初夏旱以冀北大部为高强度区,而卡脖旱以豫西和鲁南为高强度区。从时间系数和区域干旱强度及站次比的时间变化趋势看,冬小麦全生育期干旱、灌浆—成熟期干旱及夏玉米初夏旱、卡脖旱均表现为递减趋势,但未通过显著性检验,而冬小麦播种期、拔节—抽穗期干旱,以及夏玉米全生育期干旱为不显著的递增趋势。整个冬小麦—夏玉米轮作期干旱威胁较高的地区主要位于京津局部、冀中南、豫北和鲁北等地区。     

安徽省夏玉米生长季干旱时空特征分析

利用安徽省夏玉米主产区37个气象站点1961~2010年的气象资料,选取修订后的作物水分亏缺指数作为表征夏玉米干旱的指标,分析了安徽省夏玉米生长季内干旱频率的时空分布特征及表征干旱风险大小的干旱风险度的时空特征。结果表明:近50 a安徽省夏玉米不同发育阶段水分亏缺指数未发生显著变化,但夏玉米成熟后期的干旱现象有加重趋势;抽雄开花期是干旱频率及干旱风险较高的时段;从空间分布特征看,干旱频率与干旱风险度的空间分布特征相似,夏玉米营养生长阶段二者的高值区在淮北北部,而在夏玉米生长中后期,干旱主要发生在沿淮西部和江淮南部。整个生长季内,沿淮淮北西部是干旱高发和高风险区。     

基于SPEI指数的河北省南部夏玉米生长季干旱特征分析

利用河北省南部8个气象站点1962—2018年的逐月气温、降水量数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过小波分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了河北省南部夏玉米生长季(6—9月)干旱变化特征以期为干旱灾害的监测、预报预警及防御提供理论依据。结果表明:夏玉米苗期干旱发生频率为31.5%,1966年后苗期气候呈湿润化趋势,在1968和2009年附近可能发生了气候湿润化的突变,整个分析期(1962—2018年)干湿变化包含13～18a、5～8a周期振荡;夏玉米穗期干旱发生频率为40.3%,2006年后穗期气候呈持续干旱化趋势,在1980和1997年附近可能发生了气候干旱化的突变,整个分析期干湿变化包含15～22a、6～10a周期振荡;夏玉米花粒期干旱发生频率为29.8%,1989年后花粒期气候呈持续干旱化趋势,可能在1992和2002年附近发生了气候干旱化的突变;夏玉米生长季干旱发生频率约为30%,生长季气候总体呈干旱化趋势,特别是1997年后持续干旱化,可能在1996年附近发生了气候干旱化的突变。     

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

吉林省干旱对玉米产量的影响分析

利用1951-2014年全省46个气象站观测资料,建立了吉林省夏旱和春旱对玉米产量影响评估模型.结果表明:吉林省西部地区的夏季干旱与产量之间呈线性关系,气象产量随夏季干旱程度的增加而减少;其他地区夏旱与产量大多呈二次或三次曲线关系,当干旱指数接近或达到中等干旱时,气象产量达到峰值点;春旱不是影响气象产量的主要因素;对于中西部地区,当出现轻旱时,发生在作物需水临界期的干旱年份的减产频率并不高于发生在其他时期;对全省来说,当发生中等程度以上的夏旱时,往往也出现作物需水临界期干旱;发生中等程度夏旱的减产频率,并不比发生轻度夏旱的减产频率高;当发生严重夏旱时,减产频率明显增加.     

辽西地区降水农业满足度与干旱发生规律分析

利用1960—2014年辽西葫芦岛和朝阳地区9个气象站的气候观测资料,采用积分湿度指标和湿润指数等气候诊断分析方法,研究辽西地区4—9月农作物生长季降水的变化和降水农业满足度及干旱的发生规律。结果表明:1960—2014年辽西葫芦岛和朝阳地区4—9月农作物生长季降水呈减少的趋势,其中近20 a岭南沿海地区农作物生长季降水减少8.7%,岭北内陆地区农作物生长季降水减少11.1%,降水减少主要集中在7—9月。近55 a辽西地区农作物生长季湿润指数减小,岭南区K的气候倾向率为-0.023/10 a,岭北区K的气候倾向率为-0.015/10 a;干旱发生频率呈增加的趋势,近20 a岭南区干旱发生频率增加了30.0%,岭北区干旱发生频率增加了25.0%。辽西地区中度和重度干旱存在9—11 a的准周期。近55 a辽西地区农作物生长季降水农业满足度下降,近20 a岭南沿海气候区农作物生长季降水农业满足度下降11.8%,岭北内陆气候区农作物生长季降水农业满足度下降11.2%。辽西葫芦岛和朝阳地农业需水满足度下降是由于降水减少造成的,干旱发生频率增加,对正常农业生产造成威胁。因此,应加强水资源管理和应用,提高水资源利用率,适应气候变化调整农业生产结构,以应对干旱灾害造成的损失。     

基于SPI的黔东南州近52a的干旱特征分析

基于1961—2012年黔东南州16站的逐月降水资料,从单站干旱SPI指数出发,分析了黔东南州52 a来年际干旱和季节性干旱的时间变化趋势和空间变化特征,结果表明:152 a间,年际干旱和季节性干旱呈上升趋势,干旱主要集中在1985—1989年和2001—2012年;2除冬旱以外,无论是年际干旱还是季节性干旱,干旱发生频率较高地区位于黔东南州中部以北地区,州南部年际干旱、春旱、夏旱和秋旱发生频率较低;3森林覆盖率较高的地区发生干旱的频次最低,降水较少地区发生干旱的频次较高。     

华北冬小麦-夏玉米两熟区干旱特征分析

研究华北冬小麦一夏玉米主要生长季的干旱时空特征,可为全球气候变暖背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据。利用华北5省（市）64个气象台站1961-2010年逐日降水资料,以降水负距平或降水量表征的干旱指标,通过经验正交分解法提取了冬小麦、夏玉米全生育期和关键生长阶段的特征向量和时间系数,分析了干旱频率、站次比及干旱强度的变化特征,并通过构建冬小麦-夏玉米轮作期综合干旱指数,探讨了华北地区农业干旱的总体状况。结果表明：EOF分解的前4个模态提取了60％以上作物干旱的主要时空分布信息,冬小麦主要生长季收敛效果优于夏玉米;冬小麦全生育期、苗期及拔节-抽穗期干旱的高强度中心主要分布在冀中南、豫北及鲁西北地区,而灌浆-成熟期干旱则以豫东为中心;夏玉米全生育期干旱的高强度中心主要位于冀南和鲁北地区,初夏旱以冀北大部为高强度区,而卡脖旱以豫西和鲁南为高强度区。从时间系数和区域干旱强度及站次比的时间变化趋势看,冬小麦全生育期干旱、灌浆-成熟期干旱及夏玉米初夏旱、卡脖旱均表现为递减趋势,但未通过显著性检验,而冬小麦播种期、拔节-抽穗期干旱,以及夏玉米全生育期干旱为不显著的递增趋势。整个冬小麦-夏玉米轮作期干旱威胁较高的地区主要位于京津局部、冀中南、豫北和鲁北等地区。     

基于SPEI的广西喀斯特地区1971—2017年干旱时空演变

利用广西喀斯特地区64个气象站1971-2017年逐日气温和降水量观测资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱评价指标,分析该地区干旱时空演变规律。结果表明,广西喀斯特地区年尺度干旱基本为2 a一遇,发生频率中部低、东西部高,以轻旱和中旱为主。秋旱发生频率最高,冬旱次之,春旱和夏旱发生频率较低,各季节干旱多以轻旱为主。其中,春旱3~4 a一遇,发生频率由西南向东北呈递减趋势;夏旱3~4 a一遇,发生频率由东向西呈减弱趋势;秋旱接近1 a一遇,发生频率中东部高于西部,该季节中旱、重旱和特旱发生频率也明显高于其他季节;冬旱1~2 a一遇,发生频率西北部较高,且由西向东呈递减趋势。1971-2017年,广西喀斯特地区冬旱、夏旱呈波动减弱趋势,春、秋旱呈增强趋势。在15~20 a时间尺度上,年和各季节的干旱存在明显的干湿循环,5 a以下小尺度干旱周期振荡更频繁。SPEI与土壤湿度呈显著正相关,利用SPEI可较客观反映该地区旱情。     

基于SPEI的1961—2015年淮北地区干旱时空分布特征

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,利用淮北地区108个气象站逐月气温、降水观测资料,采用线性趋势、M K突变检验等方法,从不同时间尺度（年、季）和干旱程度（轻旱、中旱、重旱和特旱）分析了淮北地区1961—2015年干旱频率和时空变化特征。结果表明：淮北地区1961—2015年总体呈干旱略加强趋势,其中1998—2001年干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势。2011年淮北地区干旱程度发生了突变性增强;20世纪90年代起淮北地区夏季经历了先湿后干的转变,2013年是夏季转向干旱化的突变点。秋冬两季是淮北地区发生干旱频率较高的季节。秋季干旱分布广、旱情最为严重,淮北地区北部是秋季干旱的高发区;冬季发生中旱以上干旱的地区分布较广,主要位于淮北地区内的安徽片西部和江苏片中部。春夏季发生高频率干旱的区域相对较小。     

1961—2020年中国北方向日葵种植区干湿变化特征及其成因分析

中国北方向日葵种植区域主要位于干旱区和半干旱区,产量受干湿条件制约,气候变化背景下水热资源变率大,对产量形成带来一定影响。利用中国北方向日葵种植区域296个气象台站逐日观测数据,基于降水量和作物蒸散量计算的湿润指数、标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析1961—2020年向日葵生长季干湿状况时空变化特征,并利用敏感性和贡献率法分析气候变化背景下主要气象因子对作物蒸散量的影响,探讨干湿状况变化成因。结果表明：中国北方向日葵生长季干旱频率总体表现为由西向东递减的空间分布特征,其中北疆、宁夏北部及内蒙古西部干旱频率较高。近60 a向日葵种植区生长季降水量和蒸散量均呈下降趋势,SPEI在1980年前后发生突变,较突变前（1961—1980年）相比,1981—2020年轻、中、重旱频率分别下降5.63%、4.41%、2.49%。不同区域干湿状况变化存在明显差异,其中内蒙古赤峰、辽宁南部和华北平原等地区气候呈暖干化趋势,内蒙古西部和新疆等地气候变湿。近60 a向日葵生长季温度和相对湿度变化增加了作物蒸散量,但日照时数和风速变化减少了作物蒸散量,55.39%的站点风速和日照时数对作物蒸散量的贡献率大...     

基于CI指数的怀化市干旱时空特征分析

该文采用综合气象干旱指数(CI),利用线性分析、空间分析等方法对怀化市1963—2015年气象干旱特征进行了分析。结果表明:近53 a来怀化市年干旱频率在5.6%~41.9%之间,平均为22.7%,在空间上,干旱频率分布在21.4%~24.1%之间,新晃区域干旱频率最高;1963—2015年干旱日数呈增加趋势,变化率为1.5 d/10 a,从四季看,除夏季外,其他3季干旱日数均呈增加趋势;怀化市年平均轻旱日数为44.1 d、中旱25.9 d、重旱9.4 d、特旱3.4 d。     

基于SPEI的甘南高原气象干旱变化特征

干旱灾害是甘南高原发生最频繁的气象灾害之一,严重影响该地区农牧业生产和生态环境安全。利用1973—2022年甘南高原及周边31个气象观测站逐月降水和气温观测数据,选取标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）表征气象干旱,采用Mann-Kendall检验和Sen’s slope估计方法,研究甘南高原年、季尺度的干旱时空分布及变化特征。结果表明：近50 a来,甘南高原年SPEI呈显著减小趋势,全域整体趋向干旱化,1986年为突变年。干旱变化趋势存在季节差异,夏、秋季呈干旱加剧趋势,春、冬季则相反。年和季SPEI变化趋势存在空间差异性,年和秋季全域呈干旱化趋势;夏季甘南高原中东部呈干旱加剧趋势,春季与夏季相似,但春季干旱加重区域和干旱化程度明显小于夏季;冬季整体呈干旱减轻趋势。甘南高原年和季节尺度不同等级干旱发生频率有明显的空间差异,高原中东部轻旱频发,高原南部中旱和重旱高发,特旱各区域发生频率均较低;高原西部干旱发生频率总体小于高原中东部。     

我国北方地区苹果不同干旱等级时空特征

为定量评估我国北方地区苹果不同干旱等级灾害时空分布特征,以我国苹果主产地为研究区域,对前人提出的干旱指数进行等级划分,结合历史灾情资料,对划分的等级进行验证;利用验证后的干旱指数,明确1981—2016年苹果不同干旱等级时空变化特征。结果表明:划分的干旱指数等级能够较好地反映我国北方地区苹果实际干旱特征;各生育阶段甘肃省中北部、宁夏回族自治区各年代以重旱发生为主,山西省、陕西省、山东省以及河南省干旱等级随年代变化较大;重旱发生面积在果树萌动-花芽萌动和成熟-落叶生育阶段1981—2000年随年代变化逐渐增加;各生育阶段无旱和重旱高频区频率高于50%,轻旱和中旱高频区频率高于30%;1981—2016年轻旱发生范围最大,果树萌动-花芽萌动生育阶段的重旱和盛花-成熟生育阶段的中旱站次比呈显著上升趋势。研究区域西北地区干旱严重,且发生频率较高。     

基于WOFOST模型的辽西地区典型旱年不同播期玉米干旱损失评估

针对干旱灾害频发的辽西地区,以春玉米为研究对象,选取WOFOST作物模型,利用干旱胁迫控制试验数据、田间试验数据和气象数据驱动模型,进行典型旱年的模型适用性及不同播期的干旱损失评估研究。结果表明：经过参数校准后的WOFOST模型能够较好的模拟辽西地区典型旱年春玉米产量及损失。辽西地区不同播期受干旱的影响程度不同,因旱减产风险随播期推迟而减小,2015年(中旱)干旱导致的平均减产率可达59%—61%,2018年(轻旱)可达20%—39%,2020年(中旱)可达36%—62%。不同生育期内干旱对产量的影响程度不同,总体上拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期持续重旱对产量的影响最大,其次是抽雄期—乳熟期、拔节期—抽雄期。玉米各生育期受干旱影响程度,朝阳站最大,其次是黑山站和阜新站。辽西地区在旱年,拔节期—抽雄期发生中旱和重旱风险随播期推迟而增加,抽雄期—乳熟期发生中旱和重旱风险随播期推迟而减少,当拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期连续发生重旱,干旱灾损程度随播期推迟而加重,减产率可高达46%—84%。     

河南省夏玉米干旱综合风险精细化区划

利用1981—2010年河南省118站夏玉米生长季(6月中旬—9月下旬)逐日降水量、日照时数、最高最低气温、平均风速、平均水汽压等气象资料,通过交叉验证确定较优的克里金插值方法,进行基于百米网格的空间要素插值。对插值后的数据进行空间运算,计算各生育阶段夏玉米水分亏缺量,建立全生育阶段干旱危险性指标;以基于遥感反演的夏玉米种植面积作为暴露性指标;以多年平均减产率作为脆弱性指标;以近6 a社会经济条件构建综合抗灾能力指标;在此基础上综合各项风险要素建立干旱综合风险评估模型。最后,利用风险评估模型结合土地利用信息进行河南省夏玉米干旱综合风险精细化区划,把河南全省划分为高、中、低3个风险区,低风险区主要位于豫东和豫东南,高风险区主要分布在周口、驻马店及豫西北地区,其它地区为中度风险区,与历史夏季旱灾发生频次的空间分布趋势基本一致。区划结果充分考虑夏玉米种植面积和土地利用信息,具有较高的精度,可为夏玉米干旱灾害防御提供参考依据。     

关中夏玉米生育期气象干旱特征分析

利用1971—2012年宝鸡、泾阳、武功、长安、临潼、渭南、大荔7个地面气象观测站点逐日降水、标准化降水指数(ISP30、ISP60、ISP90)、和相对湿度指数(IM30)计算关中夏玉米生育期逐日有效降水和改进的综合气象干旱指数,采用趋势分析、滑动t检验及相关数理统计法分析了近42a关中夏玉米生育期干旱时空分布特征。结果表明:夏玉米生育期有效降水量总体表现出不稳定性,播种至出苗有效降水变化量最大;20世纪90年代初夏玉米生育期有效降水发生由多到少的突变,2002年出现由少到多的转变;7月上旬至8月下旬是夏玉米干旱多发时段;轻旱发生频率最高,为51.7%,发生频率随着干旱等级加重而逐渐降低;20世纪90年代是干旱多发且较为严重阶段,干旱过程累积强度强,且持续时间长,进入21世纪以后有减少趋势;关中西部干旱日呈减少趋势,东部呈增加趋势,有效降水量与干旱日变化相反,关中西部有效降水量呈增加趋势,东部有减少趋势。     

广西区域干旱的分析研究

研究广西区域的干旱时空分布特征和成因。取广西12个代表站1950—2005年各站逐年逐月的降雨量距平值来计算其干旱出现频率,按干旱轻、中、重的等级指标分析广西的区域干旱时空分布特征。各地春旱的出现频率在39%～53%之间,夏旱出现的频率平均在37%～50%,秋旱出现的频率在46%～56%之间之间,冬旱的频率在46%～57%之间。广西的干旱一年四季都有发生,各季干旱最重的区域为：桂西的春旱最为严重、桂中的夏旱最为严重、桂西秋旱最为严重、桂中的冬旱最为严重。     

河南省冬小麦干旱规律分析

根据河南省104个气象站1957 2000年降水量资料,以冬小麦全生育期降水负距平(%)为干旱指标,提取不同等级干旱的资料矩阵进行经验正交函数分解,并取主要模态特征向量值和时间系数进行分析,结果表明:河南省冬小麦干旱以轻旱和中旱为主要特征,40余年轻旱、中旱发生频率达59.71%和32.24%;各等级干旱的空间分布均表现为豫北、豫东以及豫西北的部分地区是干旱频发区,而豫西南和豫南地区则是干旱低发区;干旱的时间变化呈波峰波谷交替的振动形式,大规模轻旱2~3 a一遇,中旱3~4 a一遇,重旱约10 a一遇。降水负距平(%)平均值的分布特征可从总体上体现干旱的时空变化规律。     

河南省冬小麦干旱规律分析

根据河南省104个气象站19572000年降水量资料,以冬小麦全生育期降水负距平(%)为干旱指标,提取不同等级干旱的资料矩阵进行经验正交函数分解,并取主要模态特征向量值和时间系数进行分析,结果表明:河南省冬小麦干旱以轻旱和中旱为主要特征,40余年轻旱、中旱发生频率达59.71%和32.24%;各等级干旱的空间分布均表现为豫北、豫东以及豫西北的部分地区是干旱频发区,而豫西南和豫南地区则是干旱低发区;干旱的时间变化呈波峰波谷交替的振动形式,大规模轻旱2～3 a一遇,中旱3～4 a一遇,重旱约10 a一遇.降水负距平(%)平均值的分布特征可从总体上体现干旱的时空变化规律.