基于多源数据融合的辽宁省春玉米干旱特征及灾损风险研究

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在全球干旱问题日益凸显背景下,研究区域干旱演变及农业灾损对促进粮食稳产高产以及制定农业防旱减灾对策意义重大。本研究以辽宁省为研究区域,通过分析区域干旱灾害演化过程与局地极端气候、大尺度气候系统变化特征来揭示干旱-气候的内在联系,辨识干旱事件发生的气候影响因素;同时基于土壤-作物-大气连续体系统,融合气象站点、遥感多源数据,分析植被、土壤、降水、气温等多源旱情相关信息,应用熵权法构建基于标准化降水蒸散指数、作物水分亏缺指数和温度植被干旱指数的综合农业干旱评价模型,分析不同生育期辽宁省春玉米干旱的演变特征,结合辽宁省玉米的相对气象产量残差(SYRS)序列,对农作物产量和综合农业干旱指数进行相关性分析,进一步明晰农作物生长对干旱事件的响应,在此基础上综合辽宁省春玉米生产水平指标,构建灾损风险指数,并对辽宁省春玉米进行干旱风险区划。本研究将弥补采用单一指数进行农业干旱灾害风险评估研究的不足,以推动灾害综合风险与管理研究的进程,对明确干旱发生机理、干旱预测预警和抗旱减灾工作的开展提供理论基础。主要研究结论如下:(1)辽宁省干旱灾害影响因素及形成机理分析:从时空分布来看,辽宁省气候近54年呈由干变湿趋势,空间上模态1表现为全区一致性,模态2表现为辽西-辽东反向分布模式;不同程度的干旱历时和烈度的联合概率均随着历时和强度值的增大而增大。从成因来看,干旱极易发生在太阳黑子相对数极值年份;干旱与多变量ENSO指数和北大西洋涛动呈负相关,而与太平洋涛动和北极涛动呈正相关,并表现出不同的共振周期,其相关性强弱也存在空间异质性。(2)基于多源数据融合的辽宁省春玉米干旱灾害识别与量化:由标准化降水蒸散指数、水分盈亏指数和温度植被干旱指数构建的玉米综合农业指数IADI具有较好的适用性,并且IADI与MCIA指数的时间变化具有高度相似性,在春玉米生长发育的各个阶段,大部地区MCIA和IADI达到了显著相关水平;此外,IADI能够准确的识别出研究区春玉米不同生育阶段的干旱事件。(3)干旱特征及灾损风险区划:春玉米高产区主要位于辽北,其次为辽西和辽南,整体辽宁省春玉米生长状态良好,其中秋旱对春玉米产量影响的程度较大。不同生育期IADI值在2001-2019年间整体呈现上升的趋势;通过对辽宁省4个灾损风险区分析,辽宁省春玉米在生育期,干旱灾损程度由辽宁省西部、北部和东部向中部和南部递减。
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