干旱对华北地区植被变化的影响

利用中分辨率成像光谱仪(moderate-resolutionimagingspectroradiometer,MODIS)归一化植被指数 (normalizeddifferencevegetationindex,NDVI)数据产品和气象站点的帕尔默干旱指数(thepalmerdroughtseverity index,PDSI)数据,分析了2001-2013年华北地区及3个主要地表覆盖类型区植被变化的时空特征和干旱的变化特征, 并以不同时间尺度分析了干旱对植被变化的影响.结果表明:1)华北地区植被NDVI空间分布差异较大,NDVI总体上 呈东南高、西北低的分布特点.2001-2013年,华北地区植被活动呈增强的趋势,其中秋季植被活动的增强趋势最明显. 2)2001-2013年,华北地区的干旱总体上有所减轻,其中秋季干旱减轻的趋势最明显.3)华北地区植被年际变化与干旱 有显著的正相关关系,干旱对植被生长状态有较大影响.北部草原区和中部落叶阔叶林带的植被年际变化与干旱的正相 关性显著;而南部农作物区不显著,干旱对农作物生长状态影响较不明显.4)在季节尺度上,华北地区夏季植被变化与干 旱的正相关性最为显著,夏季植被生长状态最容易受到干旱的影响;以16d的植被数据分析表明,NDVI距平值更适合 表征华北地区植被生长状态与干旱的关系.      

海流兔河流域植被生长季的覆盖度与气候因子关系研究

利用两种时间尺度对流域内的NDVI与降水量、相对湿度和平均温度进行相关性分析,对可能影响海流兔河流域植被覆盖度的气候因子与流域内的多年NDVI进行对比分析,确定主要影响因子和次要影响因子与影响机制。研究结果直观地反映出海流兔河流域的植被覆盖分布状况,从年际变化和年内变化两个尺度分析了2004—2013这10年间的NDVI与降水、湿度、温度3个气候因子之间的响应机制。结论认为降水量在两种时间尺度下都对NDVI的变化影响显著,是植被覆盖度最为重要的影响因子;其次是相对湿度;平均温度对年际NDVI的变化几乎没有影响,对年内NDVI的变化有一定的影响,但对年内NDVI的变化响应有近一个月的滞后性。     

黑河上中游流域地表植被对干旱的响应

在干旱半干旱区,水量是植被生长发育的重要因素.本文基于黑河上中游流域2000—2010年MODIS遥感叶面积指数(LAI)产品、中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集等多源数据,计算研究区域各栅格逐月的累积相对湿润指数,通过皮尔逊回归分析,建立LAI与累积相对湿润度指数的相关关系,以此定量评价黑河上中游流域不同土地覆被类型(农田、森林、草地、聚落、湿地)LAI对气象干旱的响应.结果表明:1)植被对干旱的敏感性随植被生长的不同阶段而变化,多数类型的植被在每年的8月份对干旱最为敏感;2)不同类型的植被受干旱影响的程度不同,干旱对农田和草地的影响较大;3)含虚拟变量的回归模型能够合理地描述干旱对植被的影响,模型具有一定的精度.     

淮河流域植被NDVI与干旱条件的相关性

淮河流域特殊的地理环境导致干旱灾害频发且持续时间长,严重影响该区域植被生长,而前人大多探讨了该区域气象干旱情况或植被生长状况,对二者之间的关系研究较少,且多采用气象站点降水资料进行干旱分析,不能充分反映降水时空分布的差异性。因此,基于MODIS NDVI遥感影像与TRMM 3B43卫星降水数据,采用降水距平百分率(P_a)作为气象干旱评价指标,分析了2001—2016年淮河流域植被NDVI与降水距平百分率的年际变化特征以及二者的相关性。结果表明:2001—2016年淮河流域植被NDVI总体呈现稳中有升的趋势,植被NDVI有所改善的区域比例为54.86%,NDVI基本不变的比例为43.25%,仅1.89%的NDVI出现退化。流域16年间以轻旱和中旱为主,较少出现重旱和特旱,干旱程度有所降低。植被NDVI和降水距平百分率呈正相关和负相关的区域分别占流域的61.31%和38.69%,正相关最显著的区域为河南省和安徽省的南部,而河南省东北部、安徽省西北部、山东省西部以及江苏省东部边界呈负相关关系。     

江苏省植被动态演变规律及其与极端气候事件的关系

利用1982—2013年江苏省植被归一化指数(NDVI)和13个气象站的气温和降水数据,采用SPI标准化降水指数以及PDSI干旱指数模型,研究江苏省植被动态的演变规律及其与旱涝的关系。结果发现:①江苏全省平均的NDVI值整体呈缓慢上升趋势,但上升趋势不明显,其中苏北地区植被覆盖增加趋势明显,远高于全省平均水平,而苏南地区植被覆盖有减小趋势; ②江苏地区多年平均NDVI值有明显的季节变化,冬季的NDVI值为全年最低,春季NDVI值不断增加,到8月份达到最高,之后不断下降; ③极端干旱和洪涝对江苏省NDVI值有显著影响,干旱或洪涝年份的NDVI值明显小于正常年份,并且洪涝年份受影响更为明显。春季极端干旱对江苏省NDVI值影响较大,而夏季洪涝事件对江苏省NDVI的影响较大。     

祁连山黑河流域NDVI时空变化及其对气候因子的响应

基于GIS和RS技术,利用SPOT-VGT(NDVI)数据和黑河流域15个常规气象站及自动气象观测站的气温.降水量、不同深度的土壤温度、体积含水量等资料,系统分析了黑河流域NDVI的变化特征及其对气候因子的响应特征.通过年平均累积和趋势线分析方法,得出1999-2011年黑河流域NDVI的时空分布特征:年累计NDVI和年均NDVI绝大部分处于增长趋势,只有下游的西部和上游的南部一些地区处于降低趋势;季节累积NDVI和季节平均NDVI绝大部分区域处于增长趋势;在植被退化的阶段,冬季植被退化较其他季节严重;在植被增长的阶段,秋季植被增长较快.通过数理统计方法分析了NDVI对气象因子的响应关系:土壤温度对NDVI的关系能够较好地拟合NDVI的发展趋势,NDVI对气温和降水量的滞后时间大约分别为2旬、1个月,春季NDVI受到前一年11月份和秋季降水量影响较大,总体上土壤水分对NDVI影响较复杂.     

东北地区植被NDVI变化及对气象因子的响应

根据1998-2008年东北地区SPOT-VGT NDVI数据和气象数据,分析了11年来东北地区植被年均NDVI变化及其与气象因子的相关性,并对不同植被生长季NDVI变化及其与气象因子的相关性和滞后性进行了研究.结果表明:近11年来东北地区植被总体状况较好,绝大部分地区植被未发生明显变化;植被年均NDVI受温度、降水影响较为显著,且温度影响程度高于降水,降水影响程度北部地区高于南部;东北地区不同植被生长季NDVI值不同,植被生长状况变化不同,但变化幅度较小;植被生长季NDVI受同期温度和降水影响显著,在旬的尺度上表现更为明显,其中温度对植被影响更大;东北地区植被NDVI对温度的响应存在10～20 d的滞后期,对降水的响应存在约20 d的滞后期.     

基于GIS的气象灾害评估系统——干旱评估模块的研究

运用GIS理念,及GIS强大管理、显示、分析功能进行了基于GIS的气象灾害评估系统干旱评估模块的理论研究：选择土壤相对湿度为干旱评估指标．通过逐步回归分析方法,利用山东省潍坊市1999～2005年干旱时段20cm土壤相对湿度与气象因子之问的关系,建立土壤相对湿度估算模型,并结合干旱程度标准对山东省潍坊市进行干旱预警。     

干旱对赤峰市不同生态系统影响的差异

以2000-2019年生长季5-9月MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)和地表温度(land surface temperature, Ts)数据构建Ts-NDVI特征空间,利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index, TVDI)研究了赤峰市近20年干旱的时空变化特征及其对不同生态系统的影响。结果表明:赤峰市春旱严重,但旱情以轻旱为主,地域分异呈"东旱西润"格局。干旱对不同植被生态区的影响差异显著,平均影响强度表现为农田灌丛草地森林,但草地生态系统是对干旱响应的敏感区和脆弱区,其次是灌丛和农田,森林生态系统最不敏感。     

汾河流域植被NDVI的时空变化特征及其对气候因子 的响应

了解流域植被的时空变化,对气候变化背景下的流域生态恢复具有重要意义。利用趋 势分析、空间自相关分析以及相关性分析方法,对 2001—2019 年汾河流域归一化植被指数 （NDVI）、气温、降水量的时空格局和变化趋势以及植被NDVI对气温和降水量的响应进行了分析。 结果表明：（1）2001—2019年汾河流域植被NDVI表现为盆地地区低、流域东西两侧山地地区高的 特征,增长幅度表现为夏季>春季>秋季>冬季;（2）汾河流域植被NDVI高-高聚集型和低-低聚集型 的区域面积分别占汾河流域总面积的36.13%和21.87%,低-高聚集型与高-低聚集型在全年与各 季节分布均较少;（3）汾河流域2001—2019年升温幅度为0.038 ℃/a,4个季节的升温幅度大小次序 为春季>夏季>秋季>冬季;降水量呈增加趋势（3.084 mm/a）,4个季节的降水量增加幅度大小次序为 夏季>春季>冬季>秋季;（4）汾河流域植被NDVI对气温与降水量的响应较弱,仅春季与夏季的年际 降水量变化对植被NDVI存在显著影响。研究结果可为汾河流域植被动态变化管理及生态环境恢 复提供理论依据。     

基于地表温度和植被指数的农业干旱遥感监测方法

农业旱灾是人类面临的最主要自然灾害之一,对我国农业生产影响非常大。土壤含水量是农业干旱监测的重要指标,通过遥感地表温度(LST)与植被指数(NDVI)结合,可以估算土壤湿度,监测农作物旱情。重点研究了LST/NDVI特征空间中干湿边的提取方法,通过14年全国NOAA/AVHRR的8km合成数据集分析发现,在LST/NDVI特征空间中,曲线斜率与实测土壤湿度显著相关(R=0.78,P<0.01),干边的截距和斜率与湿边有比较稳定的关系,但干湿边存在较大的空间和时间变异性。将全国分为6个区,分别确定LST/NDVI特征空间,根据特征空间干湿边参数反演土壤湿度,在土壤湿度分布图和全国耕地分布图基础上,进行旱情分级,得到全国耕地旱情分布图,可以为农业抗旱救灾提供快速宏观的信息服务。     

老哈河流域地表植被覆盖对干旱的响应

在原有的帕尔默旱度模式中嵌套双源蒸散发能力计算模型和混合产流模型,采用老哈河流域内及周边的15个气象站资料修正模型参数,构建可用于变化环境下植被-干旱响应关系分析并适用于我国北方地区的机理性旱度模式,计算研究区域各栅格逐月的帕尔默干旱指标,通过分析和建立归一化植被指数与帕尔默干旱指标的关系来定量评价老哈河流域不同植被类型归一化植被指数对气象干旱的响应.研究结果表明:(a)在植被生长期的开始和结束阶段,干旱对植被的影响较小;在植被生长期的中间月份,干旱对植被影响较大,其中6月份是研究流域植被的水分敏感期.(b)不同的植被类型受干旱影响的程度不同,干旱对灌丛和草地的影响大于对林地的影响.(c)带虚拟变量的回归模型能够合理地描述季节性的影响,模型的模拟精度较高,因此在考虑季节影响的情况下归一化植被指数可以用于干旱监测.     

1961—2010年中国旱灾时空分布特征研究

采用《中国统计年鉴》和中国农业灾情数据库中的统计资料,重建了1961—2010年中国旱灾的时空分布特征．通过对旱灾时间分布特征的研究结果表明,近50年我国的干旱化程度呈上升趋势．干旱的时间分布存在几个明显的高值区和低值区,旱灾严重年份大多分布在高值区内,旱灾较轻年份大多分布在低值区内．对旱灾空间分布特征的研究结果表明,中国旱灾的空间格局存在东西分异,且以东部型为主．旱灾在不同省（市、区）的分布有很大的差异,山西、河北、内蒙古、山东等省份的旱情比较严重．另外,中国各区域旱灾的季节分布差异也很大,东北、华北和西北地区多发生春、夏旱,长江中下游地区多发生夏、秋旱,华南和西南地区多发生冬春连旱,青藏高原地区的干旱主要发生在5—7月和10月．     

怒江流域下游地区气象与水文干旱特征研究

以怒江下游勐波罗河流域为例, 利用周边气象站点年的月降水量、月气温和流域出口水文站月径流数据, 计算气象干旱指标标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和径流干旱指数(SDI), 分析该地区1966—2013年间不同参考期(12个月、6个月和3个月)的气象和水文干旱变化过程, 揭示流域水文干旱与气象干旱发生的关联。研究结果表明, 自21世纪初期以来, 流域各参考期干旱指数呈现减少趋势(干旱增加),尤其是SPEI-6M (参考期为6个月的 SPEI)和SPEI-3M (参考期为3个月的SPEI)。研究区气象与径流干旱均具有多尺度周期性特征: 在20世纪90年代中期之后, 25~30年大尺度周期的等值线中心逐渐下移, 时间尺度缩短为10~15年。进入21世纪以来, 径流干旱在25年以上的大尺度上演变为减弱的干旱期, 在10~15年中尺度上则处于由干旱向微湿润变化的过渡期。径流干旱与气象干旱关系密切, 通过气象干旱指数SPEI-6M, 可以较好地预测年径流干旱变化程度。     

近51年海河流域作物生长季干旱时空分布特征研究

基于1960-2010年海河流域及周边地区116个气象站逐月气温和降水资料,采用相对湿润度指数M作为干旱评价指标,分析海河流域作物生长季（春季至秋季）气象干旱发生的时空分布特征．结果表明：（1）春季海河流域干旱最为严重,多年平均干旱率高达56．90％;夏季较春季干旱率明显降低,多年平均干旱率为7．59％;秋季干旱率呈现出增加趋势．（2）春季干旱在1960年代最为严重,夏季干旱在1990年代最为严重,而秋季干旱在1980年代最为严重．（3）春季干旱发生概率最高,整个海河流域均在19．61％以上,干旱发生概率在50％VA上的地区面积占海河流域的3／4,河北东北部和京津一带是春季干旱发生概率最高的地区;夏季干旱发生概率较春秋低,干旱发生概率最高的地区为大同和张家口以北地区;大部分地区的秋季干旱发生概率在25％以上,发生概率最高的区域主要集中在京津唐地区．     

塔里木河流域干旱风险评估与区划

选取不同尺度的标准化降水指数为危险度指标和9个干旱易损度指标建立塔河流域的干旱风险评估模型,并分析了塔河流域干旱危险度、干旱易损性及干旱风险度的空间变化特征,研究结果表明:1)塔河流域北部和西部地区的SPI3的干旱危险度高,南部和东部地区干旱危险度低;塔河流域中部和西北部地区SPI12的干旱危险度高。塔河流域西北部和西南部地区的干旱易损度高于其他地区,其中西南部地区的干旱易损度最高。农业人口比重、总抚养比和因旱农业经济损失占GDP比重与干旱易损度的相关性最高。2)塔河流域中部地区和西部地区的女性与男性比、人口密度、文盲率、抚养比、农业人口比重、灌溉面积比重大于其他地区;中部地区和西部地区的粮食产量低于塔河流域其他地区。3)塔河流域西部的干旱风险等级是最高的,其次塔河南部和西北部地区的干旱风险等级较高,东北地区和东南地区的县市的干旱风险度较低。     

我国近50年旱涝灾害时空变化及监测预警服务

本文根据近50年来旱涝灾害灾情统计资料，分析了我国干旱、洪涝灾害的时空分布特征及其变化趋势。统计结果是表明：近50年来，特别是20世纪80年代以来，受全球气候变化的影响，我国降水呈现南方偏多、北方偏少的变化趋势，致使我国干旱灾害发生频率增加的同时洪涝灾害也不断增加，农作物受灾和成灾面积增加趋势明显，损失日趋严重。此外，为做好防灾减灾服务，及时向政府有关单位提供旱涝监测实况信息，国家气候中心自1995年开始开发了实时逐日早涝监测预警系统。该系统利用全国600个基本气象站点的降水量、气温、湿度等气象观测资料和未来7天降水预报资料进行统计，确定气象干旱监测、预警指标，并结合气象部门农业气象站土壤湿度监测资料和卫星遥感干旱监测结果，发布《中国旱涝气候公报》，为政府有关部门和社会公众服务。     

条件植被温度指数在华北平原干旱监测中的应用

以华北平原部分地区为研究区域,应用MODIS多时段卫星遥感数据进行了归一化植被指数和地表温度的计算和反演,应用条件植被温度指数对研究区域2003-2006年每年5月上旬的干旱进行了监测.以监测结果为基础,在时间和空间分布上分析了研究区域的旱情.应用降水量数据和土壤表层含水量数据对干旱监测结果进行了验证,结果表明VTCI与最近1个月的降水量具有显著的线性相关性,VTCI与土壤表层含水量有较好的线性相关性,验证了VTCI是一种近实时的干旱监测方法.     

GIS-Based Risk Assessment and Regionalization of Drought Hazards in China

Based on the monthly precipitation (1960-2009) of China and associated regional socio-economic data, the spatial and temporal pattern of drought in China was assessed by applying a conceptual framework of disaster system theory, which used the hazard and vulnerability as two variables to define the risk of drought. Sichuan province suffered from the severe risk of drought, while Guangxi, Yunnan, Guizhou provinces, and Chongqing city could be classified as the moderate drought risk area of China. Additionally, Tibet plateau in the Northwest of China had the lowest risk of drought. The integrated data from this result provided the valuable information to cope with the drought in respect of optimization utilization of land resources at the regional scale.     

基于Surfer的郴州市干旱监测预警平台研究

主要研究了郴州市干旱监测预警平台、系统设计和应用效果。平台采用模块化设计、Delphi语言编写,利用SQLServer2000作后台数据仓库。系统通过对全市247个区域自动站逐日气温、降水等气象要素统计,采用降水距平分析、相对湿润指数分析、K指数分析、气象干旱分析等多种方法,得到各区域不同时间段的干旱状况,用克里金插值将干旱监测结果插值到各网格点,调用Surfer绘制全市干旱分布色斑图,系统最后以Word文档方式自动形成干旱监测服务产品。应用实践证明平台具有操作简便,预报结果较为准确的特点,有较高的实用价值和推广价值。