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[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
马尚谦 张勃 张佳琦 潘志华 吴乾慧 黄浩 杨梅
[目的]明确被广泛应用于农业气象研究的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)在华北平原的适用性,能够为区域减灾和可持续发展提供科学依据。[方法]利用1961—2015年华北平原气象观测资料,使用Penman-monteith模型,计算了标准化降水蒸散量指数(SPEI),从数理统计、土壤湿度、农作物受灾面积等方面综合分析了SPEI在华北平原地区的适用性和对干旱的评价能力。[结果](1)华北平原地区SPEI与10～20cm土壤相对湿度呈现显著正相关关系,SPEI值越大,气候越湿润,土壤湿度越大。(2)同一时间尺度下,不同地区SPEI与农作物受灾面积呈显著的正相关,相关系数由弱到强分别是河南省<山东省<河北省,而各地区的水稻种植面积由少到多依次为河北省<山东省<河南省,灌溉对潜在蒸散量计算结果干扰较大,SPEI对水稻种植区域的历史干旱识别不灵敏;(3)文章计算的SPEI能够与历史同时期发生的、厄尔尼诺引发的干旱事件很好地对应起来,华北平原地区整体呈不显著的干旱化趋势,各年代差异较大。[结论]综合考虑了气温、风速和日照时数计算的SPEI,年尺度和季节尺度能够与典型站点典型年份的干旱事件很好地对应起来,与土壤水分监测数据和农作物灾情数据有显著的相关性,能够较好反映干旱严重程度,经过数理统计检验的SPEI适用于华北平原地区干湿变化的研究,但同时也要注意灌溉农业区的特殊水热状况,做出合理的分析调整。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
周丹 张勃 任培贵 张春玲 杨尚武 季定民
基于陕西省18个气象站点1961—2010年实测气象资料,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过计算各站历年逐月的SPEI指数值,统计近50 a各站点出现的干旱过程,分析了陕西省历年、历年各季及月尺度上的干旱发生频率、覆盖面积和干旱发生强度,揭示了陕西省干旱发生的时空和强度演变特征。研究结果表明,近50 a来陕西省干旱发生频率呈明显的增长趋势,尤其是1990年以来的近20 a;陕西省在年、春、夏、秋、冬及月尺度上均有干旱发生。其中,秋季干旱最为严重,春季次之。在年代际变化方面,全省以20世纪90年代干旱最为严重,2000年以来的干旱次之;干旱出现既有全省性的大范围干旱,也有区域性的局部干旱,...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
马彬 张勃 周丹 张耀宗 王国强 唐敏
研究基于标准化降水蒸散指数，采用０．５°×０．５°中国地面气温和降水数据集，通过分析东部季风区季节和年尺度干旱覆盖率、频率以及单位面积干旱强度，揭示了中国东部季风区１９６１—２０１３年干旱特征时空分布变化。研究结果表明：近２０ ａ东部季风区干旱特征变化明显，特别是１９９７年之后东部季风区干旱覆盖率和单位面积干旱强度显著增加；东北地区、华北平原、黄土高原和西南地区干旱频率增加，高频率覆盖范围扩大明显；气象干旱极端危险区扩大。全球变暖背景下东部季风区干旱呈现出极端化趋势。
[期刊] 资源科学
[作者]
马琼 张勃 王东 张耀宗 季定民 杨尚武
基于甘肃黄土高原区12个测站1960-2012年的气象资料,利用标准化降水蒸散指数对该区近53a四季干旱的时空变化特征进行了分析。结果表明:甘肃黄土高原区近53a的四季均呈干旱化趋势,以秋季最为突出,春季次之。经过Mann-Kendall趋势分析法检验,秋旱最显著的地方是兰州、靖远及环县;春旱最明显的地方是崆峒、庆阳和西峰;冬季有变湿的趋向,但未通过显著性水平。空间分布上,甘肃黄土高原区腹部比边缘区发生干旱的频率高,山地比谷地发生干旱的频率高。陇中地区夏旱频发,陇东地区冬旱频繁。干旱变幅最大的地方是研究区西北的乌鞘岭和东北的子午岭。近53a研究区干旱事件发生频次呈增长趋势,近10a来尤为显著。...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
迟道才 沙炎 陈涛涛 赵清 刘光辉
为研究气象因子变化对标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)的影响,利用呼伦贝尔市5个气象站点1960~2015年逐日气象数据,通过FAO Penman-Monteith公式计算标准化降水蒸散指数,在分析月尺度干旱特征基础上,利用Sobol′全局敏感性方法分析SPEI对平均温度、温差、相对湿度、风速、冠层表面净辐射量和降水的敏感性。结果表明:呼伦贝尔市近56a来平均干旱强度为-1.19,且平均干旱强度以-0.03·10a-1速率不显著递减。极限干旱强度累计值多年波动范围为-7.33~-0.80,且每10a递减速率为-0.12。多年干旱频率波动范围为8%~58%,平均干旱频率为33%。尽管呼伦贝尔市整体上呈现不显著的干旱化趋势,但进入21世纪后,极端干旱事件发生频率增加较为明显。Sobol′全局敏感分析表明,除降水最敏感外,SPEI在春季、夏季、秋季、冬季次敏感因子分别为:平均温度、相对湿度、风速、平均温度。年际SPEI对降水、平均温度、相对湿度、风速、温差、冠层表面净辐射量的总敏感性分别为:0.71,0.13,0.12,0.11,0.03,0.01。年际SPEI与温差、相对湿度、降水的相关系数分别为-0.671(p<0.01),0.551(p<0.01),0.872(p<0.01),相关性强;平均温度、冠层表面净辐射量、风速与SPEI的相关系数分别为-0.151,0.086,-0.150,呈弱相关。通过SPEI与气象因子的敏感性及相关性分析可知,呼伦贝尔市年际SPEI受降水、相对湿度的影响较大,受冠层表面净辐射影响较小。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
明博 陶洪斌 王璞
利用华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植典型区域北京地区1962—2011年逐月降水、温度资料计算多尺度标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),分析干旱对作物产量的影响。结果显示:1)在过去50年内,SPI与SPEI所评判的干旱演变有巨大的不同,SPEI对气候变暖的响应是造成上述现象的主要原因。2)1990—2011年干旱指数与作物产量的关系显著(P<0.05),短时间尺度的SPI3-8和SPEI3-8与玉米气候产量呈曲线关系,所建立的回归方程可以解释60.0%和60.1%的玉米产量变异,适宜的干湿状态在-0.8到3.2(SPI)和-0.9到2.1(SPEI)之间。3)长时间尺...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
莫兴国 薛玲 林忠辉
利用土壤—植被—大气传输机理模型(VIP模型),以GIS背景数据库(土地利用图、土壤质地图和数字高程图)为支撑,在NOAA-AVHRRNDVI数据和气象信息的驱动下,连续模拟了1981～2001年华北平原冬小麦和夏玉米生育期的蒸散过程。结果表明:模拟的作物蒸散量与Lysimeter观测值和其他学者的田间试验研究结果具有较好的一致性。华北平原冬小麦多年平均蒸散量空间上呈现南高北低的趋势,其中黄河以北地区和山东半岛的蒸散量在200～400mm之间,南部地区在400～466mm之间。对玉米而言,北部的海河低地平原以及津、冀、鲁的沿海地区多年平均蒸散量变化在230～380mm,其余大部分地区蒸散量在3...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
韩桐 赵悦航 黄晶 王冲 艾细魁 陈阜 褚庆全
为评估AquaCrop模型在黑龙港流域模拟冬小麦-夏玉米水分利用与作物产量的适用性,根据田间试验数据和FAO提供的参数值,对AquaCrop模型进行模型非保守性参数的本地化校准和验证。结果表明,AquaCrop模拟冬小麦冠层覆盖值和实测值的归一化均方根误差(NRMSE)为15.90%,模拟产量与实测产量之间的NRMSE为4.23%;模拟夏玉米冠层覆盖值和产量值与相应实测值之间的NRMSE分别为11.59%和11.69%。本研究校准所得参数对黑龙港流域典型站点有较好的适应性,校验后的AquaCrop可以用于黑龙港流域冬小麦-夏玉米水分管理、产量潜力等相关研究。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
金晓龙 邵华 张弛 艳燕
卫星降水产品在山区的适用性具有较高的不确定性。论文基于天山山区２０１４—２０１５年１６７个气象站点数据，应用较为广泛的两套卫星降水产品——ＴＲＭＭ与ＣＭＯＲＰＨ，选用均方根误差（ＲＭＳＥ）、相关系数（Ｒ）、相对误差（ＰＢ），以及分类统计分析指标（错报率ＦＡＲ、探测率ＰＯＤ、公正先兆评分ＥＴＳ、频率偏差ＢＩＡＳ）等，评估了新一代卫星降水产品——ＧｌＯＢＡｌ ＰＲＥＣＩＰＩＴＡＴＩＯｎ ＭＥＡＳｕＲＥＭＥｎＴ（ＧＰＭ）在天山山区的适用性。结果表明：相对于以上两种产品，ＧＰＭ在山区的精度最高。具体表现在：１）３套产品在降水较多的夏秋季均表现较好，相对于ＴＲＭＭ与ＣＭＯＲＰＨ，ＧＰＭ与观测数据的相关系．．．
[期刊] 地理科学进展
[作者]
嵇涛 杨华 刘睿 何太蓉 吴建峰
在地形复杂的川渝地区,利用72个气象站点的实测降水数据对TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)卫星降水数据的精度分别在年、季和月尺度上进行验证,并进一步分析了高程和坡度对月尺度验证结果的影响,同时借助主成分分析法,对比了高程与坡度对TRMM 3B43降水数据的影响程度。结果表明:TRMM3B43估算的年降水量在川渝地区平均偏高5.38%,其中西部高原区估算结果比中东部地区相对精确。TRMM3B43与气象站点的季尺度降水数据拟合优度较高,但各季拟合优度之间存在差异,其中春季降水的拟合优度高于其余季节。而TRMM 3B43的月数据与站点实测降水数据拟合优度R2=0.7615,相关系数R=0.87,表明两者之间相关性显著,数据精度较高;就单个站点而言,大部分站点相关系数较高,误差较小,但叙永站相关系数相对较低,小金、雅安、雷波、盐源以及攀枝花站点数据误差相对较大。高程对数据精度的影响较坡度大,且呈现三次非线性回归的变化特征,随着高程的升高,R呈现增大的变化趋势,|Bias(%)|则呈现出增大—减小—增大的变化趋势;坡度对降水数据精度的影响相对较小且变化规律也较复杂,整体上随坡度变化,TRMM3B43数据精度受到明显的影响。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈杰 许朗 吴东立
很多地区节水技术的应用并未带来农业灌溉用水总量的下降。通过应用中国华北平原地级（直辖）市2000—2018年的面板数据，采用Malmquist指数和LMDI指数进行分解，测算出节水技术带来的农业灌溉用水反弹量和预期农业节水量。结果表明：中国华北平原节水技术引起的农业灌溉用水反弹效应均值为15.02%，这表明华北平原整体并未完全达到节水技术应用带来的预期农业节水量。节水技术应用放松了水资源约束，农户会扩大灌溉面积或高耗水高收益作物的种植，从而削弱节水技术的节水效果。黄河区的农业节水反弹效应程度最大，部分地区甚至会造成农业灌溉用水的增加。节水灌溉面积的增加是农业节水反弹效应的直接原因，农田灌溉水利建设投资的增加和水权市场建设的不完善则是根本原因。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王媛媛 张勃
论文基于陇东地区15个气象站点1971—2010年的月降水资料,采用不同尺度的标准化降水指数(SPI)反映不同时间尺度的旱涝状况,并结合GIS空间分析技术和数理统计理论,对其旱涝特征进行定量化分析,阐述其时空演变规律。结果表明:近40 a陇东地区呈干旱化演变趋势;1971—2000年旱涝频繁,30 a间共出现7次干旱事件和5次雨涝事件,而2001—2010年旱涝频率较小。春、夏、冬季干旱呈弱增加趋势,秋季旱涝基本持平。该区降水存在三种空间分布型,并依此划分为三个旱涝区域,即东南部(雨涝区)、北部(干旱区)和中西部(降水适宜区)。季节旱涝存在较大的空间分布差异,其中北部的环县、华池在夏秋冬三季普...
关键词：
旱涝 标准化降水指数(SPI) 陇东地区
[期刊] 资源科学
[作者]
曹永强 刘明阳 李元菲 肖春柳
准确估算潜在蒸散发(PET)是研究区域水文循环和农业灌溉管理必不可少的理论依据。本文利用辽宁省及周边27个气象站点1968—2017年的历史气象数据,选用6种估算方法(Penman-Monteith(PM)法、Rohwer(Roh)法、Hamon(Ham)法、Hargreaves(Har)法、Makkink(Mak)法和Priestley-Taylor(PT)法)计算PET。并以PM法月值作为标准,对5种估算方法的经验系数进行修正,再从年、月两个时间尺度和空间尺度分析修正经验系数前后5种估算方法在辽宁省的适用情况。结果表明:①修正前,年尺度上,Mak法、PT法和PM法的结果较为接近,相对误差均在25%以内。月尺度上,PT法相对误差最小为13.96%,其次是Mak法。空间尺度上,5种估算方法在辽东北地区估算精度较低,整体空间差异明显,相对来说PT法估算适用性更好。②修正后,5种估算方法适用性和相关性都有明显的提高,在年尺度上各估算方法与PM法计算结果年际变化大致相同,其中Mak法和PT法最为合适,相对误差均在10%以内,月尺度和空间尺度上,PT法都优于其他方法。因此,在计算辽宁省PET时,本文推荐使用修正经验系数后的PT法,其次是Mak法。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
胡兴波 芦新建 董梅 连利叶 贺康宁
【目的】以Penman-Monteith FAO-56公式为参照,分析Hargreaves、Priestley-Taylor和Makkink 3种简化的参照作物蒸散量(ETo)公式在青海高寒区的适用性。【方法】以青海省5个气候区(湿润、半湿润、半干旱、干旱和极端干旱)11个气象站1984-2011年的旬气象资料计算ETo,建立分析3种简化公式旬ETo与PenmanMonteith FAO-56公式的线性回归方程,并对比其年值的均方根误差率,分析3种简化公式的适用性。【结果】Hargreaves公式在大多数站点都低估了ETo,但在湿润和半湿润区的计算结果较好;Priestley-Taylor公式...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
王占彪 王猛 陈阜
【目的】分析华北平原作物生产碳足迹的动态、分布以及构成,为发展低碳农业提供理论支撑与科学依据。【方法】基于中国华北平原河北、北京、天津、山东、河南5个代表省(市)的47个市的耕地面积、农作物播种面积、产量、产值及作物生产投入等统计数据,利用农业领域碳足迹理论及生命周期评价法,估算作物生产的单位播种面积碳足迹(CFs)、单位耕地面积碳足迹(CFc)、单位产量碳足迹(CFy)及单位产值碳足迹(CFv)。以2002年为节点,把1993—2012年分为两个时间段,分析作物生产碳足迹的变化趋势以及华北平原47个市的作物生产碳足迹的分布、构成情况。根据1993—2012年不同市的平均单产,取5个单产最高与...
关键词：
华北平原 作物生产 碳强度 碳足迹
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