近20年黄土高原干旱变化特征及其影响因素

为促进黄土高原农业和生态环境可持续发展,基于2001—2020年MODIS蒸散产品和气象站点数据,利用作物缺水指数(crop water stress index, CWSI)、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和偏相关分析等方法,探讨了黄土高原干旱变化特征及其影响因素。结果表明：(1)年际上,2001—2020年黄土高原CWSI呈显著线性下降过程,下降速率为0.005 8 a^-1(P<0.01)。干旱程度呈先减(2001—2018年)后增(2018—2020年)过程;(2)空间上,CWSI以减少趋势为主,显著减少趋势占区域总面积91.24%,其中青海、甘肃、宁夏、陕西南部地区CWSI下降速率较快;(3)黄土高原CWSI与气温以负偏相关关系为主,显著负偏相关占区域面积的7.78%,集中分布于青海东部、山西南部和河南北部;与降水以负偏相关关系为主,显著负偏相关占区域总面积60.88%,集中分布于黄土高原西南部和东部地区。气温升高背景下,降水增加促使黄土高原实际蒸发显著增加、潜在蒸发不显著减少,导致CWSI显著下降。研究结论认...     

华北地区农业干旱灾害变化特征?

采用干旱灾情数据,以县域为单位,运用受旱率及干旱灾害频率2个指标,分析了华北4省(河南、河北、山东、山西)1949—2000年农业干旱灾害变化特征.研究表明:华北4省农业干旱灾害受旱率52年间呈上升趋势,20世纪80年代之后,中度及中度以上程度干旱灾害发生频率明显增加;干旱灾害频率分布格局有较为明显的东西差异,高频区集中在河南省东北部、山西省北部、山西省西南部及晋中地区;52年间河南省大部及山东省青岛市干旱灾害发生频率有增加的趋势.本研究从灾情记录角度识别了华北4省农业干旱灾害高发区及严重干旱年份,能够为干旱灾害的风险防范及国家防灾减灾工作提供理论支持.     

江西省耕地面源污染时空特征及脱钩关系研究

为江西省的耕地面源污染治理提供科学参考,以江西省84个县(区)为研究对象,分析了2010—2020年化肥施用强度和畜禽粪尿排放强度的耕地面源污染时空特征,并探究了农业生产(粮食产量、肉类产量)与耕地面源污染(化肥施用总量、畜禽粪尿排放总量)的脱钩关系。结果表明,时间上,2010—2020年江西省耕地面源污染状况有所减轻,化肥施用总量和畜禽粪尿排放总量均呈先增后减的趋势,且均在2015年达到最大值,分别为143.58×10⁴ t和8 474.26×10⁴ t,之后持续下降;空间上,江西省耕地面源污染表现出明显的空间差异性,化肥施用强度较高的地区主要分布在南部和中部,畜禽粪尿排放强度较高的地方集中分布在南部、西部和中部,且呈现聚集的态势;江西省粮食产量与化肥施用量之间多次出现弱脱钩关系,有着从弱脱钩向强脱钩方向发展的趋势;肉类产量与畜禽粪排放总量之间以弱脱钩类型居多,有从弱脱钩转向弱负脱钩的发展趋势,表明江西省的畜禽养殖面源污染防治任务仍很艰巨。     

60年来中国农业干旱时空演替规律研究

在全球气候变暖的大背景下我国农业干旱发生越来越频繁,总结我国农业干旱发生的时空演替规律对于指导我国农业抗灾减灾工作具有重要的现实意义.本文以我国近60年来农业干旱受灾、成灾、绝收面积的统计数据为基础,对我国农业干旱的基本情况进行了分析.分析表明:近60年来我国干旱的发生整体呈上升趋势;6大耕作区中东北、黄淮海、长江中下游地区受旱面积占全国干旱受旱面积的69%,为全国的重旱区.全国各省份对干旱的承受能力与各地区经济发展之间有一定关系.     

干旱的克星—“抗旱剂一号”

当今,谁不知干旱缺水对农业的危害?干旱是我国历史性的灾害,具有发生频率高、分布地域广、延续时间长、威胁危害大的特点.我国干旱、半干旱地区约占国土面积的47%,约占全国土地面积的51%,每年农田受旱面积多时达4～6亿亩,一般年份也都在2亿亩上下.我国北方干旱缺水地区长期饱受“十年九旱”之苦,南方广大地区亦经常遭受伏旱之灾,干旱是造成我国粮食减产的主要气象灾害.     

基于MODIS数据对鄂尔多斯市近10年干旱动态研究

干旱是影响农牧业生产的主要自然灾害之一,对干旱地区进行过度开发会加剧沙漠化的进程.本文利用MOD13A3和MOD11A2数据获得植被指数(NDVI)和陆地表面温度(LST)构建NDVI-Ts特征空间,依据该特征空间得到温度植被干旱指数,分析鄂尔多斯市2002-2011年生长季的旱情.结果表明:鄂尔多斯市干旱面积在60%以上,旱情持续加重,其中重旱主要发生在鄂尔多斯市西部,受旱区域从西部向东部不断扩大,2008年旱情最为严重,为客观认知旱情特征、制定灾前预防和灾后治理措施提供依据,以确保鄂尔多斯市的农牧业持续、有效的发展.     

基于TVDI的横断山区干旱时空演变特征及影响因子研究

以横断山区为研究区,通过对比2001—2019年基于 MODIS获取增强型植被指数（EVI）和归一化差分植被指数（NDVI）反演的温度植被干旱指数（TVDI_N、TVDI_E）及潜在蒸散量（PET）和实际蒸散量（ET）反演的作物缺水指数（CWSI）,与土壤含水量进行相关性分析,选择适用于横断山区干旱监测指标,采用Mann-Kendall 检验等统计方法研究干旱的时空变化特征,并分析干旱在不同土地类型、海拔和气象要素影响下的空间演变特征．研究结果表明:1）基于EVI反演的TVDI_E与土壤含水量相关性最高,更适合于监测横断山区的干旱情况．2）TVDI_E监测结果表明横断山区近19 年来干旱变化情况整体呈下降趋势,空间分布呈现南高北低的变化趋势,严重干旱主要集中分布在攀枝花市附近及湿热地带;北部则集中于三江流域（澜沧江、怒江、金沙江）附近及红原草原地区;干旱程度最严重的阶段是夏季,由春季逐渐向夏季过渡期阶段干旱面积明显增加．3）随海拔的增加,耕地分布多集中于海拔<3 000 m的地区,林地分布海拔为1 000~5 000 m的地区,草地主要生长于海拔>5 000 m的地区;19年来耕地、林地和草地中TVDI_E总体呈减弱趋势,但处在高原过渡带及干热河谷周围的植被的干旱呈增加趋势．在生长季缺水期时,南部地区的植被、高原过渡带林地和北部高原的草地受干旱影响严重．4）TVDI_E与日照时间的正相关性最高,与相对湿度的负相关性最高．气象因子对春初和秋末的TVDI_E复合作用最强,大部分区域呈现显著正相关．      

长白山红松和鱼鳞云杉年轮细胞 尺度参数对气候要素的响应

利用红松(Pinus koraiensis)和鱼鳞云杉(Picea jezoensis var.komarovii)这2树种分布上限的树轮样本,分别建立细胞个数(CN)、平均细胞腔直径(MLD)、最大细胞腔直径(MAXLD)及树轮宽度(TRW)标准年表,并分析了各树轮年表与1958—2002年月气温、月降水量的相关关系,从细胞尺度上揭示2树种径向生长对气候要素的响应.结果表明,红松和鱼鳞云杉的CN与TRW均有很好的相关性;MLD、MAXLD能够反映与TRW不同的气候信息,主要表现在红松MLD、MAXLD与前一年10月气温呈现正相关关系,鱼鳞云杉MLD、MAXLD与当年8月降水呈现正相关关系;气温和降水均是红松和鱼鳞云杉径向生长的限制因子,红松生长主要受到前一年冬季气温和降水及生长季6、7月气温的影响,而鱼鳞云杉生长主要受到生长季前期2月气温及生长季初期4月降水的影响.     

1982—2010年全国草地生长时空变化

基于遥感技术,利用1982—2010年间NOAA-AVHRR卫星获得的归一化植被指数(normalizeddifference vegetation index,NDVI)数据对全国29年来的草地生长动态变化及其与温度、降水的相关关系进行分析。结果表明:29年来,全国草地生长季NDVI总体上呈显著增加趋势(R2=0.25,p<0.01),尤其是在1982—1999年间(R2=0.60,p<0.01),而自20世纪90年代末开始失速。值得注意的是,最近十几年(1999—2010年)草地生长季NDVI变化趋势的大小和方向基本上取决于起始年份的选择,因而这一阶段草地生长的总体趋势不显著。不同地区、不同时段生长季NDVI变化趋势的空间分布存在较大差异。草地生长在1982—1999年间呈广泛(约占85%)增加趋势,在1999—2010年间出现较大范围(约占50%)的逆转,尤以干旱、半干旱地区的草地植被生长下降趋势最明显。水热组合状况是影响这一变化的主要原因。生长季平均NDVI与气候因子之间的相关关系分析表明,全国大部分地区草地生长变化主要受降水驱动,对于部分高寒和湿润、半湿润地区的草地,生长季NDVI与温度关系密切,温度上升对该地区草地生长有利。     

灰色系统理论在徐州地区气象干旱预测中的应用

干旱是气象灾害中最频发的一种,对国民经济和生态环境会产生重大影响.气象干旱是干旱的基础类型,对其适时预测分析有助于当地的灾害预防.根据徐州1960～2005年的降水资料,运用灰色系统理论,构建了不同响应时间(年和4季)的徐州地区气象干旱灰色预测模型GM(1,1).将模型进行统计检验并预测2006～2020年徐州气象干旱可能发生的年份,结合2006～2010年徐州降水量及无降水日记录对预报结果验证.结果表明,该理论模型的预测结果合理可信,2010～2020年间徐州地区干旱可能发生的年份为2015,2017,2020年,此结果可为徐州农业灌溉决策服务和管理提供一定参考.     

分形理论在吉林西部干旱指数预测中的应用

干旱指数反映了气候的干旱程度,干旱指数的年际变化能够体现一个地区气候的演变.吉林西部降水不足,蒸发量大,干旱程度逐渐加剧.应用分形理论,首先进行了吉林西部1951-2003年共53 a干旱指数的R/ S分析,计算出Hurst系数,结果表明吉林西部的干旱指数在时间序列上具有显著的自相似性.在此基础上,应用连续变维分形模型预测了2004-2023年的干旱指数,结果表明该区气候将继续向干旱的趋势发展.     

气候变化背景下中国西北地区作物干旱灾损评估技术——以甘肃省春玉米为例

 为了定量评估气候变化背景下中国西北地区作物干旱灾害损失,本研究以甘肃省春玉米为例,构建了用于春玉米干旱灾损评估的生物气象指标——DI指数,该指标由CI指数和水分适宜度构成,前者反映中长期降水和热量条件的作用,后者表征作物供水与生理需水的关系。在对该指标进行了验证分析和可行性评价的基础上,以干旱减产和生长季降水量为依据对DI指数进行了等级划分,分别表示轻、中、重、特重干旱。利用气象台站逐日降水量和气温、玉米单产和总产、发育期和生理需水量资料反演了历史逐日DI指数,计算了累积DI指数,给出玉米种植区代表站春玉米DI指数时空变化规律,对农业种植制度调整、作物布局和防灾减灾具有一定的实际意义。     

基于ARCGIS的河南省分区农业旱灾风险分析

针对以往研究中旱灾发生概率计算精度不高、权重确定不够客观等不足,利用信息扩散理论和农业旱灾风险指数法,从致灾因子、孕灾环境、承灾体和抗旱减灾能力4个方面选取相应的评估指标,基于ARCGIS平台,对河南省农业旱灾风险进行分区分析.结果表明:濮阳和安阳处于致灾因子高危险区;鹤壁和新乡处于孕灾环境高敏感区;焦作和济源处于承灾体高脆弱区;开封、郑州、洛阳处于高抗旱减灾能力区.综合各影响因素的风险指数,安阳、鹤壁和济源处于农业旱灾高风险区.     

陕西干旱灾害特征分析

根据1951～2000年陕西省降水、主要农作物受旱、成灾面积资料,用降水的Z指标法、农业旱灾率,确定了陕西旱涝和农业旱灾等级,分析了干旱灾害特征.结果表明:陕西干旱灾害以20世纪90年代最严重,农业旱灾呈增加趋势.     

农业干旱遥感监测指数及其适用性研究进展

 干旱是影响农作物生长发育的主要气象灾害,且在全球气候变暖背景下,中国呈现出增多增强的干旱化趋势。本文综述主要遥感干旱指数的最新研究进展,并对其优缺点进行比较,分析了各类农业干旱遥感监测指数的适用性:1)与土壤水分指标密切相关的各指数比较适宜于农业旱情早期预警及土壤干旱型农业旱情监测,对作物生长前期未封垄时,植被覆盖度低,土壤裸露情况下有很好的监测效果;2)表征作物形态及生理指标的各指数比较适宜于农业作物生长过程中,尤其是在封垄后,植被覆盖度较高的时期的旱情监测;3)各类综合干旱指数的适用性广阔,可以根据作物整个生长过程中的不同时期进行改良调整,但由于需要大量参数计算保证其精度,限制了实际应用。     

1980-2005年江西省土地利用变化政策因素驱动力分析

利用江西省1980年、1995年和2005年3期土地利用数据,着重分析1980-2005年间政策因素对江西土地利用变化的驱动影响。研究结果表明：（1）20世纪80年代江西省＂山江湖工程＂的启动和江西省中部崛起目标的确立,以及加快全省城市化进程的共同推动下,耕地、林地、水域、城乡工建用地等地均发生了明显变化,其中城乡工建...     

基于耕地压力指数的粮食生产与粮食安全状况分析——以江西省南昌县为例

运用M in itab软件,在分析江西省南昌县1981年以来耕地、人口、粮食动态变化的基础上,得到了最小人均耕地面积和耕地压力指数的变化特点;运用统计分析方法对未来10年耕地、人口、粮食、最小人均耕地面积和耕地压力指数进行了预测。研究结果显示:1981年以来,虽然南昌县耕地总面积、人均耕地面积波动较为明显,但由于耕地生产率不断提高,粮食产量和人均占有量却在持续增加,最小人均耕地面积和耕地压力指数呈现降低的趋势。未来10年耕地压力指数有进一步降低趋势。由此可知,南昌县的耕地总量在未来时间段内可以满足正常的农业生产和发展的需求,但是只有依靠增加农业基础设施的投入和科技进步从而不断提高耕地生产率,才是减轻耕地压力、保证粮食安全生产的根本途径。     

辽宁省耕地利用的时空演变特征分析及对策

采用耕地核密度、动态度及影响机制等模型对1990—2020年辽宁省耕地空间分布演化与影响机制进行了探讨.结果表明:辽宁省耕地集聚特征显著,整体呈现“西北密东南疏”的空间分布格局,变化范围为0~10.17hm²/km².耕地变化的相对指数由1990年的西部、东部地区高逐渐到2020年的中部地区高,20世纪90年代耕地年均增加1.88×10⁴hm²,而21世纪后年均减少2.72×10⁴hm².沈阳、大连及鞍山等耕地面积减少,而盘锦、铁岭等耕地面积增加.自然因素是耕地利用的先决条件,但是社会经济及地区政策发挥着重要的作用.其中干旱化加剧及农业人口减少导致耕地面积减少了3.576×10⁵hm²,而随着社会发展,地均产值增长了302%,社会固定投资增长了9.4倍.建议政府鼓励耕地多元化种植,建立耕地流转机制,加强新农村建设,鼓励青年劳动力回乡发展科技农业.