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[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] 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] 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] 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]
李志 郑粉莉 刘文兆
极端降水事件会引起严重的灾害事件,其变化趋势需要进行详尽的评估。基于50个站点1961—2007年日降水数据,定义极端降水事件及衡量指标后,使用M ann-Kendall法评估了黄土高原极端降水事件的空间分布和时间变化特征。结果表明,极端降水事件的空间分布具有东南—西北方向的梯度变化特征,降水量、强度和年最大日降水量均从东南向西北递减,而严重干旱事件从东南向西北递增。多数站点极端降水事件的各指标都具有单一趋势,但各指标具显著性趋势的站点数差异很大。约40%的站点极端降水频率具有显著降低趋势;约30%的站点极端降水量的减少趋势和严重干旱频率的增加趋势具有显著性;约10%的站点极端降水强度的上升趋...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
孙艺杰 刘宪锋 任志远 段艺芳
基于1960—2016年黄土高原49个气象台站日最高气温和月降水数据,论文利用百分位高温阈值和标准化降水指标对黄土高原干旱和热浪时空变化特征进行了分析,识别并探讨了干旱和热浪同时发生事件的演变规律。结果表明:①黄土高原热浪频次整体呈增加趋势,日高温热浪增加趋势最大,增速达到0.29次/a,1995年之后增加趋势更为明显,显著增加区域集中在山西东北部、青海省东部和甘肃中南部;②1960—2016年黄土高原旱涝指数呈下降趋势,即表现为由涝转旱,20世纪90年代初为旱涝变化的转折点,年旱涝指数下降趋势显著区占整个研究区的62%,其中黄土高原沟壑区南部、陕北南部、山西南部、甘肃东部干旱趋势较为明显;③干旱和热浪同时发生事件总体呈现增加趋势,增速为0.66次/10 a,其中1960—1979年呈下降趋势,降速为-0.26次/a,1980—2002年呈增加趋势,2003年之后变化趋势较为平稳;空间上,山西东部、陕北南部和甘肃东南部发生频次较高,并且显著增加区主要位于山西东北部、甘肃中东部和宁夏北部。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘普幸 卓玛兰草
基于甘肃省27个气象站点1960—2008年逐日气温、降水、风速、日照时数、太阳总辐射和相对湿度数据,应用Penman-Monteith模型和Kriging插值法,分析其潜在蒸散量的时空变化及其影响因子。结果表明:近49 a来,甘肃省不同气候区年均潜在蒸散量变化除河西走廊外均呈上升趋势,并以甘南高寒湿润区上升最显著,变化率为10.36 mm/10 a(α=0.001);在四季变化中,夏季最大,春秋次之,冬季最小,各气候区变化趋势有别。潜在蒸散量空间差异显著,表现为自西北向东南递减,且甘南高原最小,河西暖温带最大。河西、陇南、陇中、甘南及祁连山区年均潜在蒸散量分别与平均风速、太阳总辐射和最高气温...
[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] 地理科学进展
[作者]
刘宪锋 任志远 张翀 林志慧
本文基于黄土高原地区1959-2008年51个地面气象台站的逐日降水资料,计算了降水集中度(PCD)和集中期(PCP),并结合EOF、趋势分析以及相关分析等方法对我国黄土高原地区年内降水不均匀性特征及其趋势进行了分析。结果表明:①黄土高原地区PCD在0.53~0.75之间,自东南向西北逐渐增加,而PCP变化不大,主要集中在7月中旬和下旬;②近50a黄土高原地区PCD主要以南北反向型分布为主;③从变化趋势来看,PCD增加趋势较明显的区域主要分布在宁夏的同心和山西的五台山等地,PCD减小比较明显的区域主要分布在山西的阳泉以及青海的门源等地区;而PCP整体上呈现提前趋势,只有青海的门源站附近有小幅推迟趋势;④年降水量与PCD有较好的相关性,大部分地区都通过了显著水平为0.05的检验;而年降水量与PCP的相关性并不显著,通过显著水平0.05检验的区域仅分布在山西的兴县、陕西的洛川以及宁夏的固原等地。
[期刊] 资源科学
[作者]
杨晓静 左德鹏 徐宗学
21世纪以来极端气候事件频发,其中旱涝灾害对人类影响最为明显。本文以云南省为例,选用标准化降水指数SPI(Standard Precipitation Index)为干旱指标,计算了1958-2012年近55a的29个气象站点5种不同时间尺度上的SPI值,在此基础上分析不同年及季节的旱涝站次比和旱涝强度的变化特征。结果表明:干旱强度在各时间尺度上均呈不同程度增加趋势,春季、秋季、冬季干旱强度及影响范围均呈现增加趋势,夏季干旱的强度和影响范围总体上呈略微下降趋势。雨涝强度在时间尺度上呈下降趋势;夏季雨涝强度和雨涝影响范围呈现略微上升趋势,其他季节均呈现出下降趋势。在当前气候变化背景下,云南省干旱...
关键词：
干旱 雨涝 标准化降水指数 云南
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李强 张翀 任志远
【目的】黄土高原处于从湿润向干旱过渡、从森林向草原过渡、从农业向牧业过渡的地区，是中国气候变化与农业发展的敏感地带，针对此区域的地表植被覆盖物候特征研究，对于该地区农业生产、环境保护和生态建设具有重要的指示意义。通过分析不同时间序列、不同海拔高度与水热条件下植被物候趋势的差异，以期为黄土高原当前的农业生态环境建设与可持续发展提供有用的理论支撑与决策依据。【方法】基于１９９８—２０１２年ＳＰＯＴ ＶＥＧＥＴＡＴＩＯＮ旬值ＮＤＶＩ数据，并结合谐波分析法、线性趋势等方法对黄土高原各年植被物候特征值进行了确定，并分析了物候的变化趋势。【结果】（１）１９９８—２０１２年，生长季始期平均每年提前０．９Ｄ。．．．
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
张耀宗 张勃 刘艳艳 张多勇
[目的]研究气候变暖背景下黄土高原地区干湿区界线动态变化过程。[方法]利用1960—2013年黄土高原地区的76个气象站点逐日平均气温、平均最低气温、平均最高气温、降水、平均风速、日照时数、相对湿度数据,采用Penman-Monteith模型计算了黄土高原地区的潜在蒸散量,进而计算干燥度指数。运用线性趋势法、Mann-Kendall趋势检验法对黄土高原地区的干燥度趋势进行了分析,运用反距离加权差值(IDW)研究了干燥度界线的动态变化格局。[结果]近54年黄土高原地区干燥度指数呈微弱增加趋势,四季变化中春季呈上升趋势,冬季为减小趋势,夏、秋季变化不明显,空间上兰州以西,银川—太原一线北干燥度指数呈减小趋势;(2)干旱与半干旱区界线在107. 5°E,37. 5°N以东表现为经向变化,以西为纬向变化,近54年干旱区范围变化不明显;(3)半干旱与半湿润区界线南北方向波动变化明显,20世纪90年代向南扩张到华家岭—六盘山—平凉—庆阳—延安—三门峡—长治一线以南,半干旱区面积达到最大,比20世纪60年代的半干旱区范围扩大14%,比2000—2009年大5%左右。[结论]近54年黄土高原总体上地区呈干旱化趋势,半干旱区面积扩大,半干旱与半湿润区界线年代际南北波动频繁,变化范围大,半干旱区是黄土高原地区气候变化的敏感区。
[期刊] 草业科学
[作者]
宋丽萍 牛伊宁 罗珠珠 聂军 李腾飞 李玲玲
黄土高原种植紫花苜蓿(Medicago sativa)多年后会形成土壤干层,严重影响后茬作物的生长。本研究利用黄土高原建植9年的苜蓿地布设田间试验,研究比较了苜蓿连作(L–L),苜蓿移除后休闲(L–F)或分别种植小麦(Triticum aestivum, L–W)、玉米(Zea mays, L–C)、马铃薯(Solanum tuberosum, L–P)和谷子(Setaria italica, L–M)6种苜蓿-作物种植模式对田间水分蒸散特性的影响及水分动态变化特征。结果表明:苜蓿与作物的轮作中,3年的平均水分利用效率均是苜蓿-马铃薯最高,苜蓿-玉米次之,苜蓿-小麦最低,种植马铃薯和玉米能有效提高作物产量和水分利用效率。苜蓿-玉米处理在高耗水的同时,抑制了土壤棵间蒸发量,显著降低了蒸发与作物耗水量的比率(17.0%),促进了作物的蒸腾作用。经过轮作倒茬后,苜蓿-作物轮作处理下0–300 cm土层的平均含水量较苜蓿连作增加了18.4%～34.9%,苜蓿-休闲处理对于土壤干层水分的恢复效果最佳,其次为苜蓿-马铃薯。综合水分利用效率和农田水分变化特征,在黄土高原半干旱区种植苜蓿多年后选择休闲或轮作其他作物,以苜蓿-马铃薯和苜蓿-玉米轮作的效果较好。该研究结果也表明,合理的利用土地可以减轻土壤干层在黄土高原的形成和发展。
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