气候条件对气象干旱与农业干旱耦合关系的影响

发布时间：2022-01-24 07:08

　　以多时间尺度SPEI干旱指数代表气象干旱,农业气象观测站观测的多层土壤体积含水量历史数据作为农业干旱的代表因子,在中国东部亚热带季风气候区、中部大陆性季风气候区和西部中温带干旱气候区探究了气象干旱和农业干旱间的耦合关系,并结合时间延迟进行分析。结果显示:中部地区整体相关性最好,西部最差,其中高相关区域在不同气候区有所差异,越干旱的地区与土壤水分更相关的是越长时间尺度的SPEI,西、中、东部站点最优时间尺度分别为9月、6月、4月尺度。土壤表层的降水在一月内即可下渗至50 cm深度并储存在此深度附近,待干旱时补充表层土壤水分。气象干旱和农业干旱均是水分亏缺现象,但是响应时间并不相同,探究其耦合关系对于提升对干旱机理的认识、提高干旱监测水平、助力防旱抗旱具有重要意义。 

【文章来源】：中国农学通报. 2020,36(26)

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

WULAWUSU(A),LUSHI(B),ZHENJIA(C)站SPEI与土壤水分间相关性

在通过Pearson相关系数衡量数据间的线性关联性后发现，三站结果均表现出相关关系随着时间尺度和土壤深度变化而变化的现象。WULAWUSU站土壤水分与SPEI总体相关性并不高，其中高相关区域主要在浅层土壤及30 cm土壤与8、9月尺度SPEI间，这一点与方差分析较为符合，如图2。LUSHI站参数间相关性优于WULAWUSU站（图3），其PEARSON相关系数有两个高值区，分别在浅层土壤1—7月时间尺度区和50 cm土壤中时间尺度区。最大相关性出现在浅层土壤极短时间尺度区，且表现出随着土壤深度加深而迅速衰减以及随着时间尺度增加而缓慢衰减的趋势。深层次的相关性变化更为复杂，除表层土壤外，其他所有土壤层相关性最大值均出现在与6—8月时间尺度SPEI间，所有土壤层均表现出Pearson相关系数随SPEI时间尺度增加先升后降。

将相关系数以不同时间尺度作折线图（图6）后可以看出，除了表层土壤外，三站的相关性均随干旱指数时间尺度的增加而先升后降，而峰值分别出现在9月、6月和4月时间尺度下。越干旱的区域，不同深度其随时间尺度的变化一致性越高，在气候最为湿润的ZHENJIA站，相关性变化最复杂。位于干旱地区的西部站，5～40 cm土壤层相关系数在短时间尺度下与其他土壤层有所区别，但随着时间尺度的增加，变化趋势趋向一致；而位于中部的LUSHI站，5～20 cm土壤层相关系数与其他土壤层有所区别，且直到中时间尺度才有所趋近，长时间尺度下所有土壤层相关系数变化趋势趋向一致；位于东部沿海地区的ZHENJIA站则仅有5 cm和10 cm土壤层相关系数变化趋势独立于其他土壤层，且一直到12月时间尺度时均呈现独立的变化趋势，如5 cm土壤层相关系数在1个月时间尺度下呈现出最大值，而12个月时间尺度下的相关系数仅高于最深层土壤。图5 ZHENJIA站SPEI与土壤水分间相关性

【参考文献】：
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本文编号：3606108