分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 干旱在全球范围内产生了深远的社会和经济影响，可靠的干旱监测对防旱抗旱工作具有重要指导意义。由于在植被覆盖度和农作物种植率较低区域使用植被状态或单因子进行干旱监测时精度较低，故本文采用地表温度（LST）、降水量（P）和土壤湿度（SM）数据，基于三维欧氏几何空间中欧氏距离方法构建了一种新的干旱指数：温度-土壤湿度-降水干旱指数（TMPDI）用于干旱监测。并以甘肃省为研究区，利用SPI、SPEI、遥感数据以及小麦单位面积单产对TMPDI进行验证。结果表明：TMPDI与SPI、SPEI高度相关（R2>0.64）,且在干旱监测中兼顾降水量与气温影响的同时，降低了使用降水量或地表温度进行干旱监测的不确定性，提高了土壤湿度在农业干旱监测中的准确性与有效性，能准确地描述干旱事件的时空演变特征，同时也能较好地反映出干旱强度与干旱面积率的变化对小麦产量造成的影响，说明TMPDI在农业干旱监测中具有较高的有效性和可靠性。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了揭示河西内陆河浅山区小流域的蒸散发及干旱特征，以敦煌西土沟流域为例，利用常规气象数据，通过Penman-Monteith公式计算西土沟流域8个观测站点的潜在蒸散发，再此基础上利用双作物系数法计算出各个观测站点的作物系数，由此计算出实际蒸散发，并计算了该流域的SPEI（标准化降水蒸散发指数）。结果表明：（1）西土沟流域年潜在蒸散发量和实际蒸散发量分别为978 mm、258 mm；上游到下游随海拔下降，潜在蒸散发和实际蒸散发随之呈现不同程度的上升趋势；（2）该流域下游干旱持续时间较长，整个生长季都会出现不同程度的干旱，秋季是干旱发生的主要季节；（3）流域上游的降水量大于实际蒸散发量，中下游实际蒸散发量大于降水量；（4）利用NDVI值计算的作物系数Kc值在实际蒸散发的估算中有较好的适用性，在内陆河浅山区小流域的干旱评估中，干旱指数SPEI比SPI（标准化降水指数）和PDSI（帕尔默干旱指数）指数更有优势。本研究计算出了西土沟流域的潜在和实际蒸散发，并评估了该流域的月尺度及季节尺度的干旱特征，为该流域特别是中下游的生产生活用水提供指导，并得到适用于整个河西内陆河浅山区无资料河流的普适性规律。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 选用1962—2017年（10月~次年5月）西南地区（四川、贵州、云南和重庆市）90 个地面气象观测台站的逐日降水和日平均气温实测气象要素资料,运用综合气象干旱指数[WTBX](CI)[WTBZ]统计出西南地区累计干旱日数和频次，并分析两者近56 a来的时空变化特征，再挑选其高、低值年进行大气环流形势讨论，最后制作差值图（均为高值年减低值年）与相关场构造的图进行比较。研究结果表明：累计干旱日数和频次均呈逐渐降低的趋势；两者的年代距平在20世纪60年代~80年代同为正，而在20世纪90年代同为负，其后21世纪初两者距平则相反；累计干旱日数具有5 a和9 a的年际周期变化，12 a的年代际周期，干旱频次具有8 a左右的年际周期和20 a的年代际周期；两者均在四川西部地区和云南中北部为大值中心，云南西部、重庆和贵州中东部为小值中心；高、中和低层的环流形势也缺少水汽和系统抬升等配置关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-01-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 温度植被干旱指数（Temperature Vegetation Dryness Index，TVDI）是一种反映干旱状况的重 要方法。以内蒙古自治区锡林郭勒为研究区，基于温度植被干旱指数，采用趋势分析、R/S分析方 法，探究了锡林郭勒地区 2000—2018 年温度植被干旱指数 TVDI 时空变化特征及其降水、气温气候 因子对 TVDI 变化的影响关系。研究表明：（1）19 a 间，TVDI 的偏差值呈现先减少后增大的趋势， 19 a 平均 TVDI 值为 0.55，TVDI 值范围为 0.51 ~ 0.61，说明锡林郭勒地区整体处于轻旱状态。（2）19a 间，锡林郭勒地区 TVDI 呈明显增加的面积占 9.48%、轻度增加的面积占 18.52%，增加的趋势主要分布在东乌珠穆沁旗东北部地区；TVDI 呈明显减少的面积占 28.65%、轻度减少的面积占 9.03%，减少趋势的主要体现苏尼特右旗、苏尼特左旗、阿巴嘎旗和镶黄旗地区。19a 来锡林郭勒地区变化趋 势为：东部强于西部。Hurst 指数的平均值为 0.44，大于 0.44 的地区占总面积的 47.7%，整体干旱持 续性略弱于反持续性。（3）TVDI 与年平均气温相关关系较弱，而与月平均气温又较强的相关性。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用锡林河流域逐月气象数据，分析了历年降水与气温的最值变化；计算了标准化降水指数（SPI）与综合气象干旱指数（CI）并用其对研究区干旱状况进行表征；利用主成分分析法对锡林河流域的干旱情况进行评价。结果表明：1981—2016年的最高气温变化呈微弱的升高趋势，最低气温的变化趋势基本持平。最大降水量的变化趋势是减小的，各月的最小降水量基本趋于0。CI指数表明，36 a中只出现过轻旱事件，且春季最多，其次为秋季，夏季发生的最少。SPI指数表明，36 a中出现了重涝、中涝、轻涝、重旱、中旱、轻旱事件，且事件的危害程度越高发生的概率相对越小，冬季发生的旱涝事件大多危害程度相对较高。主成分分析结果表明，研究区气象因素的第一主成分主要反映水分胁迫对干旱的影响，第二主成分主要反映日照对干旱的影响，第三主成分主要反映气温对干旱的影响；综合得分结果表明，各地的干旱情况排名为：扎鲁特>巴林左旗>翁牛特旗>多伦县>化德>西乌珠穆沁>锡林浩特>林西县>东乌珠穆沁>朱日和>阿巴嘎旗>二连浩特>苏尼特左旗。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-12-16
摘要： 为明晰黄河流域不同植被干旱指数对气候变化的空间响应情况，选取2003—2022年的植被状态指数（VCI）、植被健康指数（VHI）、温度植被干旱指数（TVDI）与降水、温度、蒸散发数据，结合趋势分析、空间通径分析及多层感知机（MLP）回归分析，探究黄河流域3种植被干旱指数的时空变化特征，揭示气候因子对黄河流域植被干旱状态的直接影响、间接影响和综合影响。结果表明：（1）20 a内VCI、VHI呈波动上升趋势，TVDI增减趋势不明显；空间上以温带-暖温带界限为分割，东南方向TVDI与西北方向VHI降低趋势明显。（2）降水对VCI、温度对TVDI的直接促进作用最强，降水对TVDI、温度对VHI的间接作用最强；TVDI主要受降水的抑制作用，VCI、VHI主要受温度的促进作用。（3）3种植被干旱指数均与降水、温度呈负相关关系，与潜在蒸散发量呈正相关关系；影响TVDI的主要影响特征为潜在蒸散发量，影响VCI、VHI的最主要影响因素为温度；VHI最适用于黄河流域的植被干旱状态判定。研究结果可为黄河流域干旱状况评估及治理提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-09-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 草原是西部生态环境建设的关键部分，其生态系统极易受到破坏。近年来荒漠草原干旱灾害频发，以内蒙古阴山北麓荒漠草原生态水文国家野外科学观测研究站为试验区，通过监测不同坡位的降水变化，分析气象因子与干旱指标PA 值之间的联系与作用，并构建了回归模型。结果表明：（1）阴山北麓荒漠草原不同坡位的降水量为：下坡＞中坡＞上坡，对应的干旱指数PA 值为：上坡PA＞中坡PA＞下坡PA。（2）从各时间尺度观测可知：月尺度分析发现各坡位均出现不同程度的干旱现象，干旱频率较高；季尺度分析发现只在冬季出现轻旱现象；年尺度分析发现近5 a该区域未达到干旱阈值。说明该地区年均降水充足，未发生干旱灾害。（3）根据降水量、气温、风速等主要气象因子与干旱指数PA 值构建的多元回归模型为：YPA=78.799+0.255x1-3.395x2-1.831x3，R2为0.994，模型的拟合程度高，可以较好的反应出该区域的干旱情况。为进一步研究多气象因子与各类干旱指标之间的关系，以及构建旱情评价体系提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 目前遥感监测土壤含水率的方法较多，本次研究选取了稳定性较好、应用较为广泛且所需气象资料少的三种监测方法——SWEPDI指数法、能量指数法与TVDI指数法。以2016年4月和9月两期中高分辨Landsat8数据为数据源，分别将SWEPDI光谱法、能量指数法与TVDI指数法按不同时间、不同土层深度与对应时间的土壤含水率野外实测数据进行线性拟合，并进行各模型之间的比较，选择出更加适当的模型。同时利用景观指数在斑块类型上分析2时相土壤水分的变化趋势。结果表明：TVDI法效果明显优于SWEPDI光谱法和能量指数法，同时该方法还解决了其他方法不能连续监测土壤含水量的问题，适用于各种植被覆盖条件下以及各种土层深度的土壤水分反演。此外，选用6个景观指数分析了2016年4月与9月不同旱情等级干旱等级的景观格局变化，发现4月份PLAND指数达到了58.76％，而9月份轻旱等级的PLAND指数达到了44.16％，都占据优势地位，其中LPI 、AREA_CV 、AI指数的值也都达到了最大，其旱情状况有了明显的改善。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-12-16
摘要： 干旱是鄂尔多斯市最严重的自然灾害之一，频发的干旱加剧土地荒漠化进程、导致草场植被退化。因此， 研究该地区干旱对科学防旱抗旱、沙漠化治理与生态建设具有重要意义。基于干旱严重程度指数（Drought Severity Index，DSI），探究干旱的时空动态、变化趋势并利用地理探测器模型分析DSI空间分异性的驱动因子。结果表明：（1）鄂尔多斯蒸散发（Evapotranspiration，ET）和归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）均呈显著增加趋势（P<0.05），增加速率依次为：4.291 mm·a-1和0.004 a-1。（2）DSI年际变化整体也呈显著上升趋势，趋势变化速率为0.089。ET和NDVI呈现出西南低、东北高的空间格局，潜在蒸散发（PotentialEvapotranspiration，PET）呈 现出西南高、东北低的空间格局，而DSI呈现西部干旱东部湿润的分布特征。（3）DSI的空间分异主要受气温、降水、土地利用类型、土壤类型和高程（Digital Elevation Model，DEM）等5个因子影响，是鄂尔多斯干旱的主要驱动因素；在多因子交互作用下，气温和 DEM、降水和 DEM、日照时数和 DEM、相对湿度与 DEM 共同驱动干旱，其中降水（0.156）∩DEM（0.248）对干旱发生的影响力最强，q达到0.389。该研究结果可为鄂尔多斯生态环境保护和抗旱管理措施制定提供科学依据。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-06-21 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用主被动微波卫星（SMAP）土壤含水量数据，从相同空间尺度上对比了全球在运行系统中3种常见遥感干旱指数[距平植被指数(AVI)、植被健康指数(VHI)、植被供水指数(VSWI)]在哈萨克斯坦农业干旱监测上的一致性。通过皮尔森相关系数（r）和肯德尔秩相关系数（τ），分别检验干旱指数与土壤含水量及其在干旱等级判断上的相关性，以评估遥感在哈萨克斯坦作物生长季中后期干旱监测中的适用性。结果表明：不同干旱指数在该地区一致性不高。基于植被状况的遥感干旱指数与土壤含水量相关性较低，而结合植被和地表温度的综合指数具有显著正相关。不同土层比较上，VSWI指数与作物根区（0~100 cm）土壤含水具有较强相关性（r>0.6），表明其对植物生长季中后期的土壤含水状况有较好的响应能力。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了实现对藏北区域范围内春夏旱情的动态连续监测，基于温度植被干旱指数（TVDI）和模糊数学方法建立了遥感干旱的划分标准，研究时段为1980—2017年。首先利用MODIS产品数据计算TVDI，然后根据气象干旱等级监测结果，采用模糊数学法建立基于MODIS TVDI的干旱等级划分标准，并对监测结果进行精度验证，最后分析了近年来藏北地区旱情的时空变化特征。得到的主要结论：① 基于归一化植被指数（NDVI）和增强植被指数（EVI）计算得到的温度植被干旱指数TVDIN和TVDIE，均与20 cm实测土壤水分含量在0.05的水平达到显著相关，TVDIE的决定系数更高；② 基于TVDIE将旱情划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级，其中，据此标准获得的藏北地区旱情等级与气象干旱等级监测结果大体一致；③ 近年来藏北地区旱情整体不太严重，且总体趋缓，其中，2009年最严重，发生中旱及以上旱情的区域面积达24%，年内旱情在6月最严重。就旱情的空间分布特征而言，研究区西南部和中部干旱比较严重，北部和东南部相对较轻。研究成果可为藏北地区干旱监测提供数据支撑，遥感干旱等级的划分方法可为其他地区的干旱研究提供参考。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2019-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用2001—2014年MOD16蒸散产品数据、MOD13植被[WTBX]NDVI[WTBZ]数据以及常规气象资料，基于植被指数、地表净辐射、气温优化改进混合型线性双源遥感蒸散模型，拟合地表蒸散分析实际蒸散（ET）、潜在蒸散（PET）时空动态变化特征，结合气象站实测蒸发皿数据验证MOD16数据在绿洲地区的适用性。进一步定义蒸散干旱指数（EDI）并计算△EDI进行研究区干旱特征分析，为大面积特殊地形蒸散估算研究和干旱监测提供一定依据。结果表明：（1） MOD16产品数据与研究区实测蒸发皿数据的相关性很好，通过0.01显著性检验，基于MOD16数据估算南疆绿洲地区蒸散量检验可行。（2） 2001—2014年均蒸散量总体变化不大，四季差异明显，ET与PET空间变化趋势相反；ET、PET年均差值较大，绿洲地区地表缺水情况严重。（3） EDI指数绿洲地区年均值总体偏大，△EDI对旱情的反映和干旱程度的判断比较可靠。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2025-02-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 全球温室效应加剧背景下，干旱监测对保障区域的生态安全、经济发展以及农业生产具有重要的指导意义。近年来，由于吐鲁番市自身地理位置、气候变化以及水资源短缺，其干旱问题愈发显著，阻碍了其自身以及周边地区社会经济的长期、稳定发展。基于2001—2022年的MODIS归一化植被指数（NDVI）和地表温度（LST）数据建立温度植被干旱指数（TVDI）模型，利用趋势分析、M-K趋势检验、地理探测器等方法揭示了吐鲁番市近20 a的干旱时空变化及特征、干旱演变规律并探讨了不同因素（气温、降雨量、潜在蒸散发、土地覆被类型、人口密度、高程、坡度）对TVDI的影响。结果表明：（1）吐鲁番市干旱区TVDI空间分布区域特征明显，自北向南呈逐渐递增趋势，吐鲁番市总体呈现干旱化加剧，其中有89.6%的区域TVDI呈现显著增加，仅有3.5%的区域为干旱程度未有加剧。（2）TVDI年际变化表明，吐鲁番市近20 a来的干旱程度呈增加趋势，TVDI月际变化呈明显季节差异，总体表现为春季>秋季>夏季。（3）单因素监测结果表明，吐鲁番市干旱变化趋势影响比重最大因素分别为潜在蒸散发、气温和高程；多因素交互作用下，潜在蒸散发与高程、气温、降水以及土地覆被因素相互作用共同驱动干旱化的发生为当地制定干旱防治措施、提高处理生态隐患和地缘风险的能力提供理论依据。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2022-06-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 中国西北干旱区是典型的地下水依赖型生态系统，地下水资源是西北干旱区发展的战略性支撑，实时掌 握地下水的动态变化对揭示地下水的变化特征以及区域经济发展具有重要意义。以往基于人工的传统地下水监 测研究耗费巨大，难以实现大尺度长时间序列的分析，重力卫星的运用为解决这一问题提供了途径，过往研究尚未 对西北干旱区地下水资源量可持续性进行量化评价，为探究近年来西北干旱区地下水资源量可持续性情况，基于 GRACE重力卫星和GLDAS数据反演中国西北干旱地区200204202009共计200个月的地下水储量变化情 况，判断其趋势变化，再计算基于GRACE的地下水干旱指数获取西北干旱区地下水干旱情况，最后进一步将GGDI 与可持续性指数相结合，量化地下水可靠性、回弹性、脆弱性，以此评价近年来中国西北干旱区地下水资源量可持 续性。结果显示：20022020年，西北干旱区地下水储量大幅度减少，地下水干旱程度加深，地下水平均可靠性为 0.495，回弹性0.470，脆弱性为0.404，区域的地下水资源量可持续性指数SI为0.28，属于较低的地下水资源量可持 续性水平。研究揭示了西北干旱区的地下水资源量可持续性时空分布规律及演变趋势，为区域地下水资源保护和 管理提供理论和数据支撑。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 土壤湿度作为生态环境的关键因子，是土壤监测和生态环境变化的重要指标。本研究基于MOD11A2LST和MOD13A2 NDVI数据，通过温度干旱植被指数TVDI（Temperature Vegetation Dryness Index）、相关性分析和区域统计分析等数理统计分析方法对香日德-柴达木河流域植被生长季的土壤湿度时空分布特征及其影响因素进行分析。结果表明：（1）香日德-柴达木河流域2005年、2010年、2015年和2020年植被生长季TVDI平均值为0.61，最大值为2015年（0.64），最小值为2020年（0.58），年际TVDI值缓慢下降，但在2015年出现上升现象，研究区旱情不稳定且长期处于干旱等级。（2）不同等级土壤湿度的面积从大到小依次为干旱>极干旱>正常>湿润>极湿润，分别占研究区总面积的30.63%、25.77%、22.16%、16.44%、5.01%。（3）TVDI在空间分布上呈现出由西北向东南逐渐递减的趋势，具有明显的区域差异性。（4）TVDI值与海拔呈负相关关系，海拔每升高500 m，TVDI值减少0.11，TVDI值与平均气温呈正相关关系，与坡度和降水量之间不存在明显的相关性关系。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-03-03 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于 2001—2018 年的 MODIS-NDVI 和 MODIS-LST 以及土地利用、交通、人口等多种人文社 会数据，通过温度植被干旱指数反映黄土高原土壤水分状况，利用残差法剔除土壤水分得到植被 覆盖变化的人为影响，辅以趋势分析、Hurst 指数、地理探测器等方法探讨了黄土高原植被覆盖的人 为影响变化特征、未来变化趋势以及人为影响的归因。结果表明：（1）黄土高原 2001—2018 年植 被覆盖人为影响变化趋势为 0.36×10-2 a-1，人为对植被覆盖的影响向正作用方向发展。（2）黄土高 原植被覆盖人为影响的未来变化趋势由正作用转为向负作用方向发展，值得注意的是退耕还林重 点实施区植被覆盖的人为正作用未来变化呈减弱趋势。（3）综合相关分析与地理探测器结果，确定 影响植被覆盖变化的人为主导因子主要包括高级别旅游景点、城市分布、交通和土地利用。（4）未 来退耕还林工程的实施以及生态建设工程的维持，应在注重城市经济发展的同时重视生态建设， 减缓交通业对生态环境所带来的危害，加强绿色旅游业发展以及减缓土地变化等人为活动的 影响。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2023-05-30 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 西北地区是重要农牧交错区，生态环境脆弱，农业生产对气候变化极为敏感，研究其农业干旱脆弱性时空分布特征是有效应对干旱气候的关键。基于IPCC评估框架，考虑蒸散对土壤含水量的影响，将多时间尺度干旱指数纳入指标体系，研究西北地区农业干旱脆弱性及其时空分布特征。结果表明：20102020年该地区农业干旱脆弱性呈现下降态势，其中20102015年下降幅度最大，但区域均衡性减弱，出现两极现象；20152020年脆弱重心逐渐向南部地区转移，形成辐射效应。该地区农业干旱脆弱性冷热点区域变化显著，2010年热点区域集中在新疆西南部，冷点区域分布在新疆北部和宁夏；2020年热点区域转移至甘肃和青海南部，且呈现向外辐射现象，冷点区域主要集中在新疆北部地区。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2019-03-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 参照《中国植被》中的植被分类体系，结合野外考察结果，建立了适合中国西北农牧交错带的植被分类体系。以覆盖研究区的多幅Landsat影像为基础，按“分层分类，逐层验证”的思路，实现了对研究区植被信息的提取。提取时，先利用完全约束的最小二乘模型对遥感影像进行混合像元分解，将整个研究区划分为植被区和非植被区；在植被区，基于光谱特征、纹理特征和地形特征，构建CART决策树，获得了乔木林、灌丛和草原等7种主要植被型组；在植被型组内，基于不同植被类型NDVI的季节差异特征，构建NDVI差值比值指数 (NDVI_DR)，将乔木林和灌丛区分为常绿和落叶植被型，使用温度植被干旱指数(TVDI)，将草原进一步区分为荒漠草原、典型草原和草甸草原3种类型，从而得到各个植被型的空间分布范围。经验证，最终分类的总体精度能达到79.51%，kappa系数为0.773。本文所采用的分类方法充分利用了遥感数据既有的光谱信息和纹理信息，同时辅以地形信息。实践结果表明，分层分类和多种指标相结合的方法可以有效实现对影像跨幅的、以复杂镶嵌结构为主要特征的农牧交错带植被信息提取，精度较高，技术可行。
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