1961-2015年黄土高原地区玉米生育期干旱演变特征及风险区划

发布时间：2020-07-02 23:12

【摘要】：干旱是世界上广为分布的自然灾害,对农业系统的影响最为明显也最为直接。处于干旱半干旱敏感区和脆弱带的黄土高原作为我国主要的旱作农业实践区域,因其所处特殊的地理位置和独特的气候特征,使得对该地区农业干旱的研究已刻不容缓。本研究选取1961-2015年黄土高原及其周边地区共计85个气象站点的数据,将玉米不同生育阶段需水量引入标准化降水蒸散指数(SPEI)中构造了新的玉米干旱评估指标—标准化降水作物需水指数(SPRI),在评价了新指标适用性的基础上,对近55a来黄土高原地区玉米干旱的时空变化特征进行了分析并探讨了其与大尺度气候因子的关系,最后确定了黄土高原地区的玉米干旱风险区划。通过研究主要得出以下结论:(1)使用K-S检验对SPRI进行的概率分布拟合优度检验,及与SPEI指数的对比结果显示,在玉米生育期各时间尺度下和空间范围内SPRI均具有较好的拟合优度。从定性和定量两个方面进行的农业干旱适用性评价表明,该指数能够反映研究区旱灾程度且可以较好地表征该地区玉米生育期的干旱特征。综合可知SPRI指数在黄土高原玉米干旱监测中具有较好的适用性。(2)近55a以来黄土高原地区玉米不同生育期SPRI指数均呈下降趋势,即呈干旱化趋势,且各生育期不同区域干旱化趋势不同,在三个生育期鄂尔多斯高原区干旱化趋势均为最强。基于R/S分析法计算的Hurst指数结果表明,近55a以来各生育期SPRI指数均存在明显的赫斯特现象,即黄土高原地区玉米各生育期未来干旱变化趋势延续过去变化趋势的可能性很大。(3)使用Mann-Kendall和滑动t检验对各生育期SPRI指数进行突变检验,结果显示1992年是黄土高原地区玉米生育前期干湿变化的突变点;孕穗—灌浆期无显著突变年份;全育期干湿的突变点是1986年。近55a黄土高原地区玉米各生育期干湿变化的周期性结果显示:生育前期存在两个主周期,其中6.5a为第一主周期,3.8a为第二主周期;孕穗—灌浆期也存在两个主周期,3.1a为第一主周期,4.7a为第二主周期;全育期仅一个主周期为3.0a。(4)SPRI指数与太阳黑子数、厄尔尼诺-南方涛动指数(MEI)、太平洋年代际涛动(PDO)及东亚夏季风指数(EASMI)的交叉小波变换表明,SPRI指数与各气候指数均有显著的相关性,显著性检验结果贯穿整个研究时域,而且SPRI与各气候因子随时域与频域的变化特征和共振都能够清晰地反映出来。(5)黄土高原地区玉米生育前期干旱综合风险总体呈自东南向西北先增加后减小趋势;孕穗—灌浆期干旱综合风险总体呈自东向西递增趋势;全育期干旱综合风险呈自东南向西北递增趋势。此外,陇中—宁夏黄土高原区以及鄂尔多斯高原在玉米各生育阶段始终为干旱综合风险高值区,山西南部黄土高原区为干旱综合风险低值区。其他地区不同生育期干旱发生综合风险不同,山西北部黄土高原区随着生育进程干旱综合风险变化较大。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513;S423
【图文】：

趋势图,生育前期,指数变化,黄土高原区

4-1 SPRIFig.4-1 Inter-annual variation of SPRI at different growth stages in Loess Plateau图 4-1（a）显示了黄土高原地区生育前期 SPRI 指数变化趋势。由图可以看出，近 55a 以来黄土高原地区全区生育前期 SPRI 指数均呈下降趋势。全区、陇中—宁夏黄土高原区、关中平原区、山西南部黄土高原区、山西北部黄土高原区

趋势图,指数变化,灌浆期,趋势

4-2 SPRIFig.4-2 Inter-annual variation of SPRI at the early crop growth period in Loess Plateau4.1.1.2 孕穗—灌浆期年际变化图 4-1（b）显示了孕穗—灌浆期全区 SPRI 指数变化趋势。结合各分区年际

【参考文献】