本文關(guān)鍵詞：涇惠渠灌區(qū)干旱評價及對冬小麥產(chǎn)量的影響

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【摘要】：干旱災(zāi)害在眾多的自然災(zāi)害中以其影響的范圍、強度和頻發(fā)性,成為影響農(nóng)作物生長的最主要的自然災(zāi)害,干旱所造成的作物損失大于其他逆境脅迫造成損失的總和。因此,掌握干旱產(chǎn)生的誘因和內(nèi)在機理,精確評估干旱的發(fā)生和演變過程,并及時反饋到農(nóng)業(yè)灌溉等應(yīng)對措施上,對于控制和緩解干旱、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。本文選取涇惠渠灌區(qū)作為研究區(qū)域,選取標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)和標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)兩種干旱指數(shù)分析了灌區(qū)多年的干旱演變特征;優(yōu)選趨勢產(chǎn)量模擬方法,分析干旱與灌區(qū)作物產(chǎn)量之間的關(guān)系,建立干旱指數(shù)與冬小麥氣候產(chǎn)量的定量關(guān)系,得到影響作物氣候產(chǎn)量的關(guān)鍵閾值和最大增產(chǎn)潛力;研究氣溫、降水量等氣象因素對農(nóng)業(yè)干旱的影響作用,以及干旱指數(shù)對灌區(qū)干旱評價的合理性和精確度,剖析農(nóng)業(yè)干旱的內(nèi)在機理,為科學(xué)合理地實施農(nóng)業(yè)灌溉等抗旱措施提供理論依據(jù)。研究得到結(jié)論如下:(1)通過運用直線回歸法、多項式擬合法、五點滑動平均法三種方法模擬冬小麥的趨勢產(chǎn)量、分離氣候產(chǎn)量,優(yōu)選出適合灌區(qū)的冬小麥趨勢產(chǎn)量模擬方法。一是從趨勢產(chǎn)量的角度比較分析:趨勢產(chǎn)量與實際產(chǎn)量回歸關(guān)系的顯著性檢驗中,五點滑動平均法的回歸關(guān)系最好,并且其模擬效果更符合實際的變化情況。二是從氣候產(chǎn)量的合理性進(jìn)行分析:在相似氣候年分析、氣候產(chǎn)量與實際產(chǎn)量的比值、冬小麥生育期內(nèi)平均氣溫及降水量的關(guān)鍵影響時段的分析中,五點滑動平均法能夠比其他兩種方法更準(zhǔn)確全面地反映出研究地的氣候特征和冬小麥生長特點。綜上,五點滑動平均法在涇惠渠灌區(qū)的整體適用性最優(yōu)。(2)利用灌區(qū)降水量、日照時數(shù)和氣溫資料,分析灌區(qū)的干旱化進(jìn)程。灌區(qū)降水量,1953-1984年為多雨期,1985-2008年為少雨期,其中1975-1984年為多雨期向少雨期轉(zhuǎn)變的波動時期,年降水量以29.6mm/10a的速度減少;灌區(qū)日照時數(shù),1961-1980為多日照期,1981-2001年為少日照期,年日照時數(shù)以81.79h/10a的速度減少;灌區(qū)氣溫,1953-1962年為偏暖期,1963-1993年為偏冷期,1994-2008年又是一個偏暖期。特別的,灌區(qū)氣溫的變化趨勢分為兩個階段,1953-1980年為降溫階段,1981-2008年為升溫階段�？傮w來說,灌區(qū)年降水量和日照時數(shù)減少,平均氣溫先降低后上升,反映了涇惠渠灌區(qū)的干旱化趨勢。(3)運用干旱指標(biāo)分析灌區(qū)的干旱狀況。通過干旱指標(biāo)的小波分析發(fā)掘出灌區(qū)干旱變化的隱含周期:春季有1.5年左右的干旱周期;夏季有1.5年和3年的干旱周期;冬季有6.5年的干旱周期。灌區(qū)升溫期各時間尺度的干旱周期均較降溫期有不同程度的縮短,發(fā)生干旱的頻率從25.0%~32.1%上升至55.6%~64.3%,兩種干旱指標(biāo)均呈下降趨勢,揭示了灌區(qū)的干旱化趨勢。(4)運用干旱指標(biāo)進(jìn)行灌區(qū)的干旱-作物產(chǎn)量研究,對相關(guān)性最強的SPI、SPEI干旱指標(biāo)與冬小麥氣候產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析,得到產(chǎn)量的旱澇影響閾值和最大增產(chǎn)潛力:當(dāng)SPI24-11值在-0.295~6.160之間氣候產(chǎn)量為正,即在趨勢產(chǎn)量上有所增產(chǎn),當(dāng)SPI24-11=2.933時,最大增產(chǎn)198.056 Kg/hm2;當(dāng)SPEI24-11值在-0.416~4.136之間增產(chǎn),當(dāng)SPEI24-11=1.860時,最大增產(chǎn)130.194 Kg/hm2;當(dāng)SPI6-2值在-0.331~4.880之間增產(chǎn),當(dāng)SPI6-2=2.274時,最大增產(chǎn)175.222 Kg/hm2;當(dāng)SPEI6-2值在-0.306~3.680之間增產(chǎn),當(dāng)SPEI6-2=1.687時,最大增產(chǎn)149.320 Kg/hm2。(5)SPI和SPEI的評價性能對比表明:(1)偏暖期時SPI和SPEI差值(SPI-SPEI)為正,表明SPEI所判定的干旱狀況相比SPI所判定的干旱狀況更干,偏冷期反之。(2)升溫階段,年尺度和春季、夏季SPEI指標(biāo)序列的趨勢檢驗顯著性均優(yōu)于SPI指標(biāo)。(3)在干旱發(fā)生頻率的評估方面,SPEI判定的干旱高發(fā)期是春季和冬季,而SPI指標(biāo)判定的干旱高發(fā)期是冬季和夏季,結(jié)合灌區(qū)的實際情況,灌區(qū)屬大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū),夏秋多雨,春冬干燥,所以SPEI指標(biāo)評估的結(jié)果更準(zhǔn)確。(4)SPI和SPEI與正序排列的降水序列和反序排列的氣溫序列對應(yīng)關(guān)系均較好,SPEI對氣溫波動的響應(yīng)比SPI強烈。(5)SPI指數(shù)與冬小麥氣候產(chǎn)量相關(guān)性比SPEI指數(shù)強。整體來講,在灌區(qū)氣候變暖的背景下,SPEI顯示出了比SPI更為準(zhǔn)確靈敏的干旱監(jiān)測性能,但在干旱-作物產(chǎn)量影響評價方面SPEI沒有顯著表現(xiàn)出比SPI更優(yōu)的評價性能。
【關(guān)鍵詞】：涇惠渠灌區(qū) 干旱 SPI SPEI 冬小麥產(chǎn)量
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S423;S512.11
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究的背景和意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展12-17
• 1.2.1 降水量干旱指標(biāo)的研究12-14
• 1.2.2 趨勢產(chǎn)量模擬研究14-15
• 1.2.3 時間序列的周期分析方法的研究15-16
• 1.2.4 干旱對作物產(chǎn)量影響的研究16-17
• 1.3 研究方法17-20
• 1.3.1 研究地區(qū)概況17
• 1.3.2 研究內(nèi)容與技術(shù)路線17-19
• 1.3.3 資料來源19-20
• 第二章 趨勢產(chǎn)量模擬方法的選取與對比分析20-27
• 2.1 趨勢產(chǎn)量的模擬方法的選取20-21
• 2.2 三種趨勢產(chǎn)量模擬方法的適用性分析21-26
• 2.2.1 趨勢產(chǎn)量合理性分析21-24
• 2.2.2 氣候產(chǎn)量合理性分析24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 灌區(qū)干旱化分析27-37
• 3.1 分析方法27-28
• 3.2 降水量的演變趨勢28-30
• 3.3 日照時數(shù)的演變趨勢30-33
• 3.4 氣溫的演變趨勢33-36
• 3.5 本章總結(jié)36-37
• 第四章 灌區(qū)干旱狀況評估及分析37-52
• 4.1 干旱指標(biāo)的計算37-41
• 4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)37-38
• 4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)38-41
• 4.2 分析方法41-43
• 4.2.1 Mann-Kendall趨勢檢驗41-42
• 4.2.2 小波分析法42-43
• 4.3 基于干旱指標(biāo)的灌區(qū)干旱化進(jìn)程分析43-50
• 4.3.1 SPI與SPEI的差值分析43-44
• 4.3.2 SPI與SPEI的變化趨勢分析44-47
• 4.3.3 灌區(qū)干旱周期分析47-50
• 4.3.4 灌區(qū)干旱程度分析50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第五章 干旱對灌區(qū)冬小麥產(chǎn)量的影響52-60
• 5.1 SPI、SPEI指數(shù)與冬小麥氣候產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系52-53
• 5.2 SPI、SPEI指數(shù)與冬小麥氣候產(chǎn)量的回歸關(guān)系53-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-63
• 6.1 結(jié)論60-62
• 6.2 存在問題62
• 6.3 創(chuàng)新點62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 作者簡介67

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本文編號：989780