论文部分内容阅读
随着全球气候变化及区域生态环境变化,干旱已成为全球范围内发生频率较高的自然灾害之一。关中地区地处我国西部腹地,其特殊的气候、地形、土壤、经济等自然人文环境造成了该地区旱灾多发的不利局面,同时关中地区又是我国重要的商品粮主产区,干旱对该区域的粮食安全与经济稳定构成了巨大威胁。因此,针对关中地区进行干旱监测研究,发展适宜的干旱监测模型,及时准确地分析干旱时空特征对该地区农业生产与经济发展具有重要意义。干旱遥感监测技术具有观测范围广、获取信息量大、响应快速准确等优点,已逐步成为当前干旱监测的主要手段。本文在系统分析回顾国内外当前遥感干旱监测的研究现状与方法模型的基础上,结合遥感数据与气象观测资料对TVDI (Temperature Vegetation Drought Index)与CWSI (Crop WaterStress Index)两种干旱监测模型在关中地区的干旱监测效果进行了较为全面分析对比,并利用适宜模型对关中地区2000～2012年的干旱时空特征及影响因素进行了分析探讨,主要工作与结论如下：(1)地表观测数据与相关模型验证表明NASA最新发布的MOD16地表蒸散数据在关中地区有良好的数据精度,其中ET产品在“点”尺度与“面”尺度验证相对误差和相关性均值分别为10.38%和0.69,PET产品验证绝对误差和相对误差分别为20.14mm/月和20.39%,PET验证空间相关性与时间相关性分别为0.53与0.93, MOD16为CWSI模型的构建提供了新的实现思路。(2)关中地区2003年的旱情监测实验表明TVDI与CWSI均能较为准确的描述关中地区旱情的时空变化特征。TVDI与CWSI监测结果表明关中地区在空间分布上,渭河平原及部分渭北旱塬地区旱情较为严重,而秦岭及北山旱情较为轻微；在年内旱情变化上,关中地区旱情春旱伏旱较重,秋冬季旱情较轻,且表现出年内波动显著的旱情变化特征。(3)利用SPI与土壤湿度(RSM)作为评价指标,对CWSI与TVDI在时间与空间上的干旱监测效果进行了多角度对比分析,结果表明CWSI在描述关中地区土壤水分空间分布与年内变化方面均优于TVDI,在空间分布上,CWSI与SPI、RSM除20cm深度RSM相关性稍弱于TVDI以外,其它指标相关性均优于TVDI;而在年内时间变化上,CWSI与SPI、RSM各项指标相关性均高于TVDI。(4) CWSI的年际旱情监测结果表明,关中地区2000-2012a关中地区均有不同程度的干旱发生,其中2000-2002年、2008～2011年是旱情较为严重的年份,在区域空问分布上大致呈东北部较为严重,西南部较轻的特征。气温与降水通过影响植被蒸散量进而影响作物水分供需平衡,从而引起干旱的发生强度变化。(5)土地利用类型是地表土壤水分含量分布的重要影响因素,干旱发生风险从高到低的土地利用类型依次为裸地、农田、园地、草地、林地,不同地表覆盖类型的不同生理生态特性及气候条件决定了干旱在各种土地利用类型上的发生概率、程度不同。(6)关中地区年际干旱波动性与趋势线时空分析表明,关中地区年际旱情波动大致呈东西部波动剧烈,中部较为稳定的经向分布特征,其中宝鸡市北部、西部以及咸阳西南部年际旱情变化以改善为主,西安渭南的南部边界区域以及西安市建成区周边地区旱情变化则恶化显著。