1960-2015年北方冬麦区冬小麦生育期农业干旱演变特征及风险区划

发布时间：2020-05-10 20:14

【摘要】：我国是一个农业大国,农业是国民经济的命脉,而干旱灾害是影响农业生产的最严重的因素之一。我国北方地区光热资源虽然丰富,但是降水有限且分配不均,季节性变化大,并且是农业气象灾害的多发地区,尤其是秦岭淮河线北侧一带,干旱频发,若在冬小麦生长季内发生干旱,特别是冬小麦的水分临界期,将直接影响到收成,进而对社会经济的可持续发展产生不利影响。因此,对北方冬麦区冬小麦农业干旱发生规律的研究已刻不容缓。本研究选取中国北方冬麦区136个气象站点1960-2015年的逐日气象数据,选用国家标准农业干旱评估指标—作物水分亏缺距平指数(CWDIa),对近56a来北方冬麦区冬小麦不同生育期的干旱时空变化与分布特征进行了分析,并根据自然灾害风险形成原理,以干旱频率作为干旱危险性指标、结合孕灾环境的敏感性以及干旱等级划分标准,确定研究区冬小麦的干旱风险区划。通过研究初步得到以下结论:(1)近56a全育期CWDIa指数的多年线性趋势表明:南、北片区呈湿润趋势,而中片区呈干旱趋势;干旱强度的空间分布表明,研究区的中部地区为干旱的高值区,并且干旱空间趋势呈上升的站点分布在高值区。小波分析结果显示:南、中、北三个片区干旱指数的变化存在3.9a、2.5a和2.6a的主周期,即全育期的干湿变化存在2-6a的振荡周期。(2)冬前,南、中片区表现为干旱趋势,而北片区表现出了湿润趋势;播种-出苗期干旱强度的高值区位于河南、山西、河北的交界处,以及山东的南部边缘区,分蘖期干旱强度的高值区较播种-出苗期范围有所扩大,除了河南、山西、河北的交界处外,甘肃的陇东地区和安徽都有高值分布。小波分析显示:冬前南、中、北三个片区干旱指数的变化分别存在2.6a、2.3a、2.3a的第一主周期,干湿变化存在2-6a的振荡周期。(3)冬后,干旱指数的多年线性趋势表明:南片区显示出“变湿-变干”的特征,而中片区和北片区为“变干-变湿”的特点;返青-拔节期干旱强度的高值区位于山西、京津冀、河南与山东的北部地区,孕穗-抽穗期干旱强度的高值区则西移,高值区主要分布在陕甘地区,乳熟-成熟期干旱强度的高值区向东向南扩大,整个研究区西部及中部地区干旱强度大,干旱呈上升趋势的站点随生育期的推移而增多。小波分析显示,冬后南、中、北三个片区干旱指数的变化分别存在2.3a、3.1a和5.7a的第一主周期,干湿变化存在2-8a的振荡周期。(4)全育期干旱频率以轻旱为主,干旱的高频区位于京津冀以及河南、山东的北部地区。冬前,干旱发生频率整体较低,以轻旱为主,播种-出苗期的高频区主要分布在河南北部、山西东部、河北北部,山东的东南部,分蘖期干旱发生频率较播种-出苗期有所增加,高频区范围扩大。冬后,干旱频率随生育期的推移有所加重,返青-拔节期的中北部为干旱高频区,超过总面积一半的区域干旱发生频率超过了33.3%;孕穗-抽穗期总体干旱发生频率增加,整个研究区发生了较高等级的干旱;乳熟-成熟期重旱和特旱发生频率增加,增加区域集中分布于研究区中部。(5)北方冬麦区冬小麦全育期干旱风险总体呈北高南低、东高西低的分布特征。冬前,干旱风险较小,播种-出苗期干旱风险自南向北呈递增趋势;分蘖期则相反,干旱的高风险区南移,呈西低东高,北低南高的分布形式。冬后,干旱风险较冬前有所增大,返青-拔节期的高风险区集中分布于京津冀地区,呈北高南低的分布形式;孕穗-抽穗期干旱高风险区分布范围最广,呈北高南低的分布特征。乳熟-成熟期较孕穗-抽穗期干旱范围有所缩小,干旱风险区自西向东呈增加趋势,自南向北呈先增大而后减小的趋势。但在各个生育期,甘肃陇南地区以及陕西南部都是干旱低风险区,除分蘖期外,安徽与江苏中南部也属于干旱低风险区,而高风险区则多集中分布于河北中南部、河南北部,山西和山东省随生育期的不同干旱风险变化较大。
【图文】：

片区,指数序列,显著性检验

243-4 a 0.053-4 b 0.053-4Fig.3-4 Wavelet analysis map of CWDIa at whole growth stage in North of China1960s 中期后到 2010 年间的振荡通过了显著性检验。图 3-4（e、f）是北片区CWDIa 指数序列的小波图，可以看出，，能量密度峰值主要集中在 1960s 初期至
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.11;S423

【参考文献】