【摘 要】
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本研究为明晰夏玉米生长季农业干旱形成过程中降水、温度相对贡献程度这一关键问题,从海河平原1960-2019年夏玉米生长季气象干旱、高温事件及并发事件时空分布出发,利用VIC(Variable Infiltration Capacity Model)模型模拟逐日土壤水分数据,基于模拟的土壤水分研究夏玉米生长季农业干旱变化特征,在VIC模型中构建降水不变情景与温度不变情景,剥离降水、温度在农业干旱形成
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(华北平原夏玉米旱灾风险形成中高温强化作用机制研究,41977410,张琪,2020/01-2023/12); 国家重点研发计划项目(重点区域农业极端温度灾害风险评估与防范技术,2019YFC1510205,张琪,2020/01-2022/12);
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本研究为明晰夏玉米生长季农业干旱形成过程中降水、温度相对贡献程度这一关键问题,从海河平原1960-2019年夏玉米生长季气象干旱、高温事件及并发事件时空分布出发,利用VIC(Variable Infiltration Capacity Model)模型模拟逐日土壤水分数据,基于模拟的土壤水分研究夏玉米生长季农业干旱变化特征,在VIC模型中构建降水不变情景与温度不变情景,剥离降水、温度在农业干旱形成过程中的作用。主要结论如下:(1)海河平原夏玉米全生育期、拔节-开花期与开花-成熟期1960-2019年气象干旱发生范围、高温事件发生次数、不同强度并发事件发生范围的年际变化整体上呈显著加重趋势;三个主要生育期之间,高温事件发生次数与并发事件发生范围均在播种-拔节期最为严重;全生育期及三个主要生育期1960-2019年气象干旱发生频率空间分布整体上从西部地区到东部地区递减,高温事件发生次数和并发事件发生频率空间分布总体上由研究区的西南内陆地区向东北沿海地区递减;后三十年(1990-2019年)较前三十年(1960-1989年)气象干旱发生频率、高温事件发生次数及并发事件发生频率明显增多,在开花-成熟期增幅最为明显。(2)VIC水文模型利用Rosenbrock方法参数率定后能够较好地模拟海河平原当地土壤水分数据,土壤水分的模拟值在时空上与实测值均有较好的一致性。夏玉米全生育期、拔节-开花期与开花-成熟期土壤水分均呈显著降低趋势,当地干旱化趋势明显;全生育期、拔节-开花期与开花-成熟期农业干旱发生范围呈显著扩大趋势,三个主要生育期之间,播种-拔节期农业干旱发生范围最广;全生育期及三个主要生育期1960-2019年农业干旱发生频率总体上从研究区西部向东部地区递减;后三十年(1990-2019年)较前三十年(1960-1989年)农业干旱发生频率明显增多,在开花-成熟期增幅最为明显。(3)夏玉米全生育期内降水与温度对农业干旱的贡献程度均有着显著增加的趋势,降水对农业干旱贡献程度的趋势变化幅度远高于温度,但自1996年以后,温度对农业干旱贡献程度的变化速率增幅远高于降水;降水对农业干旱的贡献程度从研究区西南部向东北部呈降低趋势,温度对农业干旱的贡献程度从研究区东南部向西北部呈降低趋势;降水对农业干旱的相对贡献率为96%,温度的相对贡献率为4%;随着农业干旱加重,温度对农业干旱的相对贡献率逐渐降低,降水的相对贡献率逐渐增长。
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