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淮河流域蚌埠闸以上地区冬小麦干旱对气象干旱的响应

阮甜  
【摘要】:气候变化背景下,干旱灾害频发。农业生产受干旱的直接影响,每年干旱都会造成严重的农业经济损失。淮河流域冬小麦生长期间降水量普遍不能满足其生长需求,对冬小麦产量具有重要的不利影响。鉴于现有的降水数据记录,评估气象干旱相对容易。因此,调查冬小麦干旱对气象干旱的滞后时间,为冬小麦干旱的监测和预警提供了一种可供选择的方法。本研究以淮河流域蚌埠闸以上地区为研究区,基于研究区60个气象站点的日尺度气象数据,运用冬小麦水分亏缺指数(Crop Water Deficit Index,CWDI)和相对湿润度指数(Relative Moisture Index,M)分别表征冬小麦干旱和气象干旱。首先分析了两种干旱的时空演变特征,然后运用小波分析法计算冬小麦干旱对气象干旱的滞后时间;运用游程理论识别主要干旱事件,提取了干旱历时及干旱烈度,分析了干旱历时及干旱烈度的重现期;最后探讨了影响冬小麦干旱对气象干旱滞后性的地理因素。主要研究结论如下:(1)对于相对湿润度指数(M)而言,在冬小麦各生育期的年际间均无明显变化趋势,20世纪80年代,冬前生长期达重旱以上级别;20世纪90年代,干旱状况在灌浆成熟期较好;对于冬小麦水分亏缺指数(CWDI)而言,除灌浆成熟期外,其余生育期CWDI呈微弱的下降趋势。冬小麦干旱在冬前生长期的周期短,变化迅速,而在其余生育期具有长且稳定的周期;气象干旱除越冬期周期较长外,其余生育期周期均较短。(2)相对湿润度指数(M)和冬小麦水分亏缺指数(CWDI)各站点中旱以上级别的占比,均表现为由流域北部到南部递减的特征;各生育期内,两种指数通过显著性检验的站点都极少,说明气象干旱和冬小麦干旱的变化趋势均不明显。(3)各生育期内,冬小麦干旱和气象干旱的相关性系数均大于0.7,灌浆成熟期的相关性最好,达到0.83,特别是1975—2000年,灌浆成熟期CWDI和M交叉小波凝聚谱值几乎都通过了0.05的显著性检验。冬小麦干旱对气象干旱具有滞后性且各生育期的滞后时间不一致,返青抽穗期的滞后时间最短,为3.21d;越冬期的滞后时间最长,为84.35d。(4)三参数Logistic函数模型确定的气象干旱和冬小麦干旱历时及烈度的响应关系是合理的,当气象干旱持续1.28旬时,引起冬小麦干旱,此时的气象干旱烈度为3.35。冬小麦干旱历时重现期长度总是大于气象干旱历时重现期。(5)冬小麦干旱对气象干旱的时滞时长随地理因子的变化表现出不同的波动变化,各生育期的地理因子与冬小麦干旱时滞间的相关性均较好,都在0.5以上。各地理因子与冬小麦干旱时滞相关性高值点多分布在土壤持水力较差、海拔较高、坡度较陡的山区,东及东北坡向的地区,降水较少、气温较低的北部地区。


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