選擇標準化降水指數(shù)（SPI）和植被狀態(tài)指數(shù)（VCI）分別作為評價黃土高原氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱的指標,使用干旱頻率和Sen斜率分析了黃土高原地區(qū)干旱的分布特征與變化趨勢,并探討了氣象干旱與農(nóng)業(yè)干旱的相關(guān)性。結(jié)果表明:①黃土高原西部干旱頻率總體上高于東部。氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱變化趨勢在空間上表現(xiàn)有所不同,黃土高原西部、北部氣象干旱呈不顯著減緩趨勢,東部和南部呈不顯著加重趨勢,但絕大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)干旱呈減緩趨勢,尤其是400 mm等降水量一線兩側(cè)區(qū)域。②季節(jié)上,黃土高原夏季和秋季氣象干旱頻率較高,春季和冬季氣象干旱頻率相對較低。黃土高原農(nóng)業(yè)干旱頻率春季最高,夏季其次,VCI對農(nóng)業(yè)干旱實時監(jiān)測的適用性更強。③不同季節(jié),農(nóng)業(yè)干旱滯后氣象干旱的時間長短不同,冬季滯后約2個月,春季滯后約1個月,夏季和秋季滯后少于1個月。黃土高原一熟制種植區(qū)的SPI-12值與VCI值具有較好的正相關(guān)性。研究結(jié)果可以為黃土高原的干旱監(jiān)測和預警、干旱區(qū)劃以及干旱災害風險評估提供科學依據(jù)。 

【文章來源】：地理科學. 2020,40(12)北大核心CSSCICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

黃土高原地形Fig.1TopographicoftheLoessPlateau

見公式（1）。P=nN×100%（1）式中，n為研究時段發(fā)生干旱的月份數(shù)，N為時段總長度。1.3.2植被狀態(tài)指數(shù)在植被生長旺盛期，NDVI容易達到飽和，而EVI能克服這一問題，且能更好地反映植被的空間差異[16]。因此本文采用MODIS/EVI計算VCI，見公式（2）。為了使遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)在空間尺度上保持一致，本文利用雙線性內(nèi)插法將MODIS/EVI數(shù)據(jù)的空間分辨率重采樣為0.5°×0.5°。VCIi=EVIiEVIminEVImaxEVImin×100（2）式中，VCIi為某年第i個時期的植被狀態(tài)指數(shù)，EVIi為某年第i個時期的EVI值，EVImax和EVImin為研究時段獲取的EVI最大值和最小值。1.3.3Sen斜率估計相對于簡單的線性回歸分析，Sen等[17]提出的斜率估計法可以減少異常值的影響，見公式（3）。β=Median(xkxiki),k>i（3）式中，β為變化趨勢，xk和xi分別為時間k和i時的值，Median（.）是中位數(shù)函數(shù)。β大于或小于0分別表示時間序列呈上升或下降趨勢。2結(jié)果與分析2.1氣象干旱情況及變化趨勢圖2反映了黃土高原年和季節(jié)氣象干旱頻率的空間格局。年尺度上，黃土高原氣象干旱頻率主要介于24%~36%，高值區(qū)主要位于黃土高原西部，尤其是甘肅省的臨夏回族自治州和慶陽市周邊、陜西省西部以及山西省呂梁地區(qū)。春季，高值區(qū)主要分布于黃土高原北部與西部，包括河套平原和青海省西寧周邊。夏季，黃土高原北部與西部整體干旱情況相對于春季有所加重，其中甘肅西部經(jīng)寧夏南部至鄂爾多斯一帶干旱頻率較高。秋季，除青海西寧?

為揭示黃土高原氣象干旱在小地理尺度上的時間變化特征，估算了研究區(qū)每個格點年和季節(jié)SPI值的Sen斜率，并在ArcGIS中基于自然斷點法進行渲染（圖3）。年尺度上，黃土高原表現(xiàn)出北部與西部的SPI-12值呈增加趨勢、南部和東南部呈減少趨勢，即黃土高原北部和西北部的氣象干旱情況有減弱的趨勢，南部和東南部的情況則相反。除青海南部外，黃土高原大部分地區(qū)氣象干旱變化趨勢不顯著。春季，黃土高原大部分地區(qū)氣象干旱表現(xiàn)出緩解趨勢，但均未達到α=0.05的顯著性水平。黃土高原中南部區(qū)域（寧夏中部、甘肅東部與陜西南部）氣象干旱情況呈加重趨勢，其中陜西咸陽、西安尤其嚴重。夏季，黃土高原大部分地區(qū)氣象干旱表現(xiàn)出緩解趨勢，但空間格局不同于春季。干旱情況加重區(qū)域主要位于山西東部和甘肅南部，其中山西大同加重趨勢達到了α=0.05的顯著性水平。秋季，黃土高原干旱情況變化趨勢空間分布與年尺度的相似，北部干旱情況呈減輕趨勢，南部干旱情況呈加重趨勢，但干旱情況減緩趨勢達到顯著水平的范圍遠大于年尺度。冬季，黃土高原絕大部分格點SPI的Sen斜率值為正，表明該區(qū)域冬季干旱呈減緩趨勢，尤其是黃土高原西部。綜上，黃土高原西部、北部氣象干旱頻率總體上高于東部、南部，且呈不顯著減緩趨勢，東部和南部則相反。夏季和秋季氣象干旱頻率較高，春季和冬季氣象干旱頻率相對較低。春秋季黃土高原南部氣象干旱呈加重趨勢，夏季黃土高原中西部地區(qū)氣象干旱呈減緩趨勢，冬季黃土高原大部分地區(qū)氣象干旱呈減緩趨勢，尤其是西部。2.2農(nóng)業(yè)干旱情況及變化趨勢Kogan等[10]定義VCI數(shù)值小于等于35時發(fā)生農(nóng)業(yè)干旱。本文據(jù)此統(tǒng)計了2000—2019年黃土高原每個格點的年和季節(jié)


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