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黄土高原水分盈亏的时空特征及其驱动因素

文献类型: 中文期刊

作者: 孙玮 1 ; 周子朝 1 ; 孙东宝 1 ; 顾峰雪 1 ;

作者机构: 1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所

关键词: 黄土高原;水分盈亏;有效降水;蒸散;驱动因素

期刊名称:

ISSN: 1002-6819

年卷期: 2025 年 41 卷 12 期

页码: 152-160

摘要: 深入理解气候和植被变化对区域水分盈亏及其变化的影响,可以为该地区的农田水分管理、生态恢复和可持续发展提供重要支撑。该研究将水分盈亏指数(water surplus and deficit index,WSDI)定义为有效降水与蒸散耗水的比值,基于遥感和地面观测数据,计算了2001—2023年黄土高原不同季节的水分盈亏状态及其变化趋势,分析了水分盈亏与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、总初级生产力(gross primary productivity,GPP)、气温、降水的相关性。研究结果表明:1)过去23年黄土高原水分盈亏在年尺度上表现为紧平衡的状态,多年平均WSDI为1.1,年均降水量为441 mm,而植被的蒸散耗水达到353 mm。WSDI在不同季节差异显著,冬季水分亏缺最严重,其次是春季,而夏、秋两季水分表现为盈余状态。2)2001—2023年有效降水和蒸散均表现为增长趋势,由于蒸散的增长高于有效降水,使得WSDI在不同时间尺度上均呈现下降趋势,在夏季最明显。在空间上,WSDI在年尺度上有91%的站点均表现为下降趋势,尤其是夏季下降趋势显著。不同植被类型WSDI变化不同,春季草地WSDI下降最快,夏季灌丛WSDI变化最显著,秋冬季变化率较小,灌丛和农田下降相对明显。3)气温、降水和植被变化对WSDI的影响存在复杂非线性关系,降水变化对黄土高原WSDI产生直接和间接的影响,且贡献程度最大;但夏季植被生产力的升高对WSDI变化的贡献最大。

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