以多時(shí)間尺度SPEI干旱指數(shù)代表氣象干旱,農(nóng)業(yè)氣象觀測站觀測的多層土壤體積含水量歷史數(shù)據(jù)作為農(nóng)業(yè)干旱的代表因子,在中國東部亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)、中部大陸性季風(fēng)氣候區(qū)和西部中溫帶干旱氣候區(qū)探究了氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱間的耦合關(guān)系,并結(jié)合時(shí)間延遲進(jìn)行分析。結(jié)果顯示:中部地區(qū)整體相關(guān)性最好,西部最差,其中高相關(guān)區(qū)域在不同氣候區(qū)有所差異,越干旱的地區(qū)與土壤水分更相關(guān)的是越長時(shí)間尺度的SPEI,西、中、東部站點(diǎn)最優(yōu)時(shí)間尺度分別為9月、6月、4月尺度。土壤表層的降水在一月內(nèi)即可下滲至50 cm深度并儲(chǔ)存在此深度附近,待干旱時(shí)補(bǔ)充表層土壤水分。氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱均是水分虧缺現(xiàn)象,但是響應(yīng)時(shí)間并不相同,探究其耦合關(guān)系對于提升對干旱機(jī)理的認(rèn)識(shí)、提高干旱監(jiān)測水平、助力防旱抗旱具有重要意義。 

【文章來源】：中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2020,36(26)

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

WULAWUSU(A),LUSHI(B),ZHENJIA(C)站SPEI與土壤水分間相關(guān)性

在通過Pearson相關(guān)系數(shù)衡量數(shù)據(jù)間的線性關(guān)聯(lián)性后發(fā)現(xiàn)，三站結(jié)果均表現(xiàn)出相關(guān)關(guān)系隨著時(shí)間尺度和土壤深度變化而變化的現(xiàn)象。WULAWUSU站土壤水分與SPEI總體相關(guān)性并不高，其中高相關(guān)區(qū)域主要在淺層土壤及30 cm土壤與8、9月尺度SPEI間，這一點(diǎn)與方差分析較為符合，如圖2。LUSHI站參數(shù)間相關(guān)性優(yōu)于WULAWUSU站（圖3），其PEARSON相關(guān)系數(shù)有兩個(gè)高值區(qū)，分別在淺層土壤1—7月時(shí)間尺度區(qū)和50 cm土壤中時(shí)間尺度區(qū)。最大相關(guān)性出現(xiàn)在淺層土壤極短時(shí)間尺度區(qū)，且表現(xiàn)出隨著土壤深度加深而迅速衰減以及隨著時(shí)間尺度增加而緩慢衰減的趨勢。深層次的相關(guān)性變化更為復(fù)雜，除表層土壤外，其他所有土壤層相關(guān)性最大值均出現(xiàn)在與6—8月時(shí)間尺度SPEI間，所有土壤層均表現(xiàn)出Pearson相關(guān)系數(shù)隨SPEI時(shí)間尺度增加先升后降。

將相關(guān)系數(shù)以不同時(shí)間尺度作折線圖（圖6）后可以看出，除了表層土壤外，三站的相關(guān)性均隨干旱指數(shù)時(shí)間尺度的增加而先升后降，而峰值分別出現(xiàn)在9月、6月和4月時(shí)間尺度下。越干旱的區(qū)域，不同深度其隨時(shí)間尺度的變化一致性越高，在氣候最為濕潤的ZHENJIA站，相關(guān)性變化最復(fù)雜。位于干旱地區(qū)的西部站，5～40 cm土壤層相關(guān)系數(shù)在短時(shí)間尺度下與其他土壤層有所區(qū)別，但隨著時(shí)間尺度的增加，變化趨勢趨向一致；而位于中部的LUSHI站，5～20 cm土壤層相關(guān)系數(shù)與其他土壤層有所區(qū)別，且直到中時(shí)間尺度才有所趨近，長時(shí)間尺度下所有土壤層相關(guān)系數(shù)變化趨勢趨向一致；位于東部沿海地區(qū)的ZHENJIA站則僅有5 cm和10 cm土壤層相關(guān)系數(shù)變化趨勢獨(dú)立于其他土壤層，且一直到12月時(shí)間尺度時(shí)均呈現(xiàn)獨(dú)立的變化趨勢，如5 cm土壤層相關(guān)系數(shù)在1個(gè)月時(shí)間尺度下呈現(xiàn)出最大值，而12個(gè)月時(shí)間尺度下的相關(guān)系數(shù)僅高于最深層土壤。圖5 ZHENJIA站SPEI與土壤水分間相關(guān)性

【參考文獻(xiàn)】：
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