区域植被水分适宜性研究_基于中国西南季节性旱灾的评述_黄新会
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基于相对湿润度指数的西南地区季节性干旱时空分布特征摘要:西南地区是中国重要农业生产区,季节性干旱是该区域最主要的农业气象灾害,研究季节性干旱时空分布特征对西南地区防旱减灾具有重要意义。
该文收集西南地区4个省(市)共97个代表气象站50a(1959年-2008年)的逐日降水量、气温、日照时数、相对湿度、风速、水汽压等气象资料,选用国家标准中相对湿润度指数(M)作为干旱指标,以年、季为时间尺度,研究西南地区干旱频率和强度的空间分布特征,并分析近50a干旱强度和发生范围的年际变化规律。
结果表明:西南地区年尺度干旱频率呈西部高,东部低的带状分布,高发区位于川西高原、川西南山地、云南西北部和中北部的山地、高原及河谷地带,发生频率在3年2遇以上;年干旱强度以中旱以上为主。
不同季节干旱频率差异大:冬旱发生频率最高,春旱次之,秋旱较低,夏旱最低;干旱强度方面,冬旱强度最大,春旱次之,秋旱较小,夏旱最小;总体而言,干旱发生频率高的地方干旱强度也大。
从年际变化看,西南地区总体上略有变湿的趋势,年干旱强度明显减弱,其中春旱、秋旱有减轻趋势,夏旱和冬旱有所增强;但近10a,年干旱强度增大明显,夏旱、秋旱、冬旱也明显上升,这与西南地区近几年干旱频繁发生相吻合。
关键词:干旱,气象,水份,西南地区,时空分布特征,干旱强度0、引言西南地区是中国重要的农业生产区,但气象灾害多发、重发。
季节性干旱是西南地区发生频率最高、持续时间最长、危害范围最广、经济损失最大的农业自然灾害。
2005年云南异常春旱、2006年川渝特大伏旱、2009年秋-2010年春西南地区罕见秋冬春连旱、2011年西南地区秋冬连旱等,都给当地农业生产和社会经济造成严重影响。
过去,干旱研究主要集中于北方地区或东部季风区。
在气候变暖背景下,西南地区季节性干旱呈多发重发趋势,日益引起学者们的关注。
田宏等根据土壤水分盈亏原理,建立了具有清晰物理意义的四川盆地干旱动态评估指标。
关于西南旱灾受灾情况的调查报告项目名称:发掘民族特色关注灾区民生申报人:组队方式:跨院系组队项目类别:□“学习两会精神,践行科学发展观”□“推动节能减排,倡导低碳环保”□“关注城市发展,喜迎世博盛会”√“青春辉映沃土,情系农村建设”√“心系灾区重建,爱让梦想起飞”√“关爱弱势群体,弘扬志愿精神”□“实践启迪真知,‘三创’缔造英才”□其它2010年 9 月目录一:综述 (3)二:各省市具体情况 (4)2.1 (4)2.2 (5)2.3 (6)2.4 (7)2.5 (8)三:黔西南布依族苗族自治州受灾情况 (9)3.1水利设施 (9)3.2工业(电力)损失 (9)3.1.农业损失 (10)3.4草地生态畜牧业损失 (10)3.5生态建设损失 (10)3.6旅游业损失 (10)3.7群众生活渐入困境 (11)四:图片特写——旱区的那些人们 (11)五:总结 (12)一:综述2010年我国西南五省市、、、及遭遇了百年一遇的特大旱灾。
一些地方的干旱天气可追溯至2009年7月。
3月旱灾蔓延至、等地以及东南亚湄公河流域。
截至3月30日,中国耕地受旱面积1.16亿亩,其中作物受旱9068万亩,重旱2851万亩、干枯1515万亩,待播耕地缺水缺墒2526万亩;有2425万人、1584万头大牲畜因旱饮水困难。
除此之外,旱灾还导致水源减少(比如2010年3月,黄果树大瀑布水流量减少到历史最低值。
每天只在上午10时到下午4时少量放水供游客观赏,其余18小时处于断流状态)水电告急(全国六成水电告急,多地火电机组吃紧)、农产品价格上涨(有报道称,、、等地大米短时间涨价)。
下面为受灾面积的直观图:基本情况如下:(截止至4月11日)二:各省市具体情况2.1截止3月21日,省已有超过800万人受旱,缺粮的人数也达到了700多万。
受灾农作物中,秋冬播农作物受灾面积最大,达到3228万亩,占已播种面积的87%,绝收1451万亩,水果、茶叶、蚕桑、橡胶、咖啡五类经济林果受灾1400万亩、占总面积的80%左右,预计全省小春粮食(夏粮)将因减产60%左右。
第17卷第4期2001年7月农业工程学报T r ansa ct ions of t he CSA E Vo l.17 N o.4July 2001文章编号:1002-6819(2001)04-0030-04果树调亏灌溉技术的机理与实践黄兴法,李光永,曾德超(中国农业大学)摘 要:农业节水是中国农业可持续发展过程中的一项重大课题,节水灌溉技术是其中的一条有效途径。
该文在节水灌溉技术基础上,根据果树生长的生理特点,提出了在特定时段控制灌溉次数和灌溉水量,让植株主动承受一定的水分应力,之后充分供水,使果实迅速膨大,达到提高果树产量和果品品质,又节约大量灌溉水量目的的果园灌溉管理新技术——调控亏水度灌溉(R DI)。
田间试验结果验证了RD I 的功效。
并论述了实现果园R DI 技术的过程,展望了中国发展R DI 技术的前景。
关键词:调亏灌溉(RDI )技术;节水农业;土水势中图分类号:S 274 文献标识码:A收稿日期:2001-03-09基金项目:博士点专项研究基金资助项目(970109);中澳国际合作项目(ACIAR9447)作者简介:黄兴法,博士,副教授,北京海淀区清华东路17号 中国农业大学(东校区)机械工程学院,100083 调控亏水度灌溉(简称调亏灌溉,Reg ulaled Dilicit Irrigation 简称RDI)是一种主动利用植物生理特性,在节水灌溉的基础上,进一步节省水分的灌溉管理技术。
自1988年起到现在,在澳大利亚国际农业研究中心(ACIAR )资助下,由中国农业大学与澳大利亚维多利亚州持续农业灌溉研究所合作,在“华北平原果树生产中水的有效利用研究”中首次把RDI 技术引入中国的果树生产中,提出了适合中国国情的果树调亏节水灌溉管理技术,结合果园密植技术,使果树生产达到优质、高产、节水的理想效果,得到果农的普遍欢迎。
1 RDI 的基本概念RDI 是澳大利亚维多利亚州持续农业灌溉研究所(Institute o f Sustainable Irrig ated Agriculture)Tatura 中心的科学家们在70年代中期研究提高密植果园(桃树)生产率的过程中首次提出并得到实际验证的一种节水灌溉管理技术。
我国西南干旱研究最新进展综述我国西南干旱研究最新进展综述近年来,我国西南地区的干旱问题日益突出,给农业生产、生态环境和人民生活带来了巨大的影响。
为了应对西南地区日益严峻的干旱挑战,我国科学家积极投入研究,取得了一系列重要成果。
本文将综述我国西南干旱研究的最新进展,内容包括干旱成因、干旱监测预测、干旱对生态环境的影响以及干旱灾害应对策略等方面。
一、干旱成因的研究进展西南地区的干旱主要是由于降水偏少和蒸发蒸腾大的气候特点所致。
科学家通过对气候系统的研究,发现西南干旱主要受到南亚季风和西太平洋副热带高压的影响。
南亚季风是西南地区的主要降水来源,而西太平洋副热带高压则决定了干旱程度。
此外,气候变化也对西南地区的干旱产生了重要的影响。
通过对气候变化与西南干旱之间的关系进行分析,科学家发现,气候变化导致了降水分布的变化,使得西南地区的干旱呈现出加剧的趋势。
二、干旱监测预测的研究进展准确监测和预测干旱的发生和发展趋势对于制定合理的干旱防治措施具有重要意义。
近年来,我国科学家提出了一系列干旱监测和预测方法,取得了显著的进展。
其中,遥感技术被广泛应用于干旱监测领域。
科学家利用卫星数据获取了遥感指标,如地表温度、NDVI(归一化差值植被指数)等,并通过建立干旱指数模型,实现了对干旱的监测与预测。
三、干旱对生态环境的影响及其研究进展西南地区的干旱对生态环境的影响主要表现在农业生产、水资源及生态系统等方面。
科学家通过对干旱条件下农作物生长和产量的研究发现,干旱会显著降低农作物的生长速度和产量,并对作物的品质产生负面影响。
此外,干旱还加剧了水资源的稀缺,导致河流水位下降、水库蓄水量减少等问题。
同时,干旱还对生态系统造成了重大破坏,导致植被减少、土壤侵蚀加剧和生物多样性下降等现象。
四、干旱灾害应对策略的研究进展为了应对西南地区的干旱灾害,我国科学家通过多年的研究和实践,总结出一系列有效的干旱灾害应对策略。
其中,提高水资源利用效率是重要的措施之一,包括加强节水灌溉技术的推广应用、构建高效水资源管理体系等。
区域干旱减灾能力综合评价的方法与实践的开题报告一、研究背景干旱是自然灾害中十分普遍的一种,特别是在一些干旱易发或干旱受灾程度较高的地区,干旱灾害对社会、经济和人民群众的生产和生活都造成了很大的影响和损失。
为了降低干旱灾害对各方面的影响和损失,需要通过科学的方法和手段对干旱灾害进行预测、评估和减灾。
区域干旱减灾能力评价是对某一特定区域内针对干旱灾害所形成的资源、制度、技术和知识等方面的综合能力进行评价的一种方法。
对区域干旱减灾能力进行评价,有利于了解该区域对干旱灾害的整体应对能力和潜在风险,并为灾害管理和防灾减灾工作提供科学依据。
目前,国内外针对区域干旱减灾能力评价的研究和实践已经有一定的进展,但由于区域干旱减灾能力本身就很复杂,评价指标和方法的确定也存在一定的难度和不确定性,因此对其研究和实践仍然需要深入探讨。
二、研究内容和目标本研究的主要内容和目标是:针对某一具体区域的干旱灾害,通过综合评价该区域的资源、制度、技术和知识等方面的综合能力,对其干旱减灾能力进行评价,并针对评价结果提出相应的建议和措施,以提高该区域的防灾减灾能力和应对干旱灾害的能力。
具体来说,本研究将采用多指标综合评价的方法,通过分析该区域的气候和水文条件、土地利用情况、水资源利用和管理、干旱灾害防治机制等方面的情况,确定适用于该区域的评价指标体系,并采用统计分析、层次分析等方法进行指标权重的确定和综合评价,最终得出该区域干旱减灾能力的评价结果。
三、研究意义和价值本研究的意义和价值在于:1. 对区域干旱减灾能力的综合评价进行研究,可以为干旱灾害的预防和减少提供科学依据,同时也为提高防灾减灾能力提供技术支持和理论基础。
2. 通过评价和分析干旱减灾能力评价指标的权重和评价结果,可以为干旱灾害防治和资源配置提供参考和决策依据。
3. 该研究的实践可为干旱易发或干旱受灾程度较高的地区提供案例和方法,以推广和普及干旱减灾能力的评价和提高。
四、研究方法本研究将采用以下研究方法:1. 数据分析方法:分析该区域的气候和水文条件、土地利用情况、水资源利用和管理等方面的数据,制定可行的评价指标体系。
干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法研究的开题报告开题报告:一、研究背景干旱地区生态系统水资源的评价是保护生态系统和推动可持续发展的重要工作。
尤其是在气候变化的背景下,水资源管理和利用更加需要精细和科学化。
然而,干旱地区水资源的评价方法存在一定问题,传统的水文学方法不能全面反映生态系统的水资源状况和变化趋势,需要寻找新的技术方法。
二、研究目的和意义本研究旨在寻找适用于干旱地区典型生态系统水资源评价的技术方法,完善干旱地区生态系统的水资源管理体系,探索推动生态文明建设的新途径。
研究意义在于为干旱地区水资源管理提供技术支持和决策依据,促进干旱地区生态系统保护和可持续利用。
三、研究内容和方法(一)研究内容1. 干旱地区典型生态系统水资源的特征和影响因素分析。
2. 国内外干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法梳理。
3. 比较分析干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法的适用性,并结合实际应用案例加以验证。
4. 提出干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法的完善和改进建议。
(二)研究方法1. 文献研究法:通过查阅相关文献,梳理干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法的研究现状。
2. 计算分析法:运用统计学方法和水文学模型,分析干旱地区典型生态系统水资源的时空分布规律、变化趋势等特征,并模拟干旱地区典型生态系统的水循环过程。
3. 实证研究法:选取干旱地区典型生态系统为研究对象,采用实地调查和数据分析方法,验证干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法的适用性,并提出改进建议。
四、研究进度和计划本研究已经进行了文献梳理和初步研究,并选定研究可行性强、实用性高的技术方法进行深入研究。
接下来的研究工作计划如下:1. 2021年10月至2022年2月:收集干旱地区典型生态系统水资源评价的相关文献,分析干旱地区典型生态系统水资源的特征和影响因素。
2. 2022年3月至2022年6月:梳理国内外干旱地区典型生态系统水资源评价技术方法,建立评价体系。
关于西南干旱的原因分析及个人阐述(最终定稿)第一篇:关于西南干旱的原因分析及个人阐述摘要2009年秋季以来,我国西南地区降雨少、来水少、蓄水少、气温高、蒸发大、墒情差,致使广西、重庆、四川、贵州、云南5省(自治区、直辖市)遭受旱灾。
目前云南全省、贵州大部、广西局部持续受旱时间超过5个月,且仍呈发展趋势,对群众生活、工农业生产包括经济社会发展都造成了严重影响,损失十分严重。
本文将对本次干旱原因做出简要分析,并提出自己对当前环境保护的观点。
关键字西南地区;旱灾;原因分析;环境保护;前言农田龟裂、水井干涸、水库见底……西南地区遭遇了历史罕见的干旱。
在自然环境受到极大破坏时,分析引起干旱的人为和气候等诸多因素的存在,使得我们去思考,究竟是什么引发的这场特大旱情。
正文一西南干旱的旱情简介截至目前,西南旱灾已致广西、重庆、四川、贵州、云南5省(自治区、直辖市)5000多万人受灾。
全国耕地受旱面积1.11亿亩,其中作物受旱面积8579万亩,2212万人因旱灾导致临时饮水困难。
云南、贵州、广西等省(自治区)降水较常年同期偏少五成以上,部分地区降雨偏少七至九成,主要河流来水为历史最少,水库蓄水较常年同期偏少二成以上,土壤含水量普遍仅20%左右,旱情极为严峻。
广西、重庆、四川、贵州、云南5省(自治区、直辖市)共5104.9万人受灾,饮水困难人口1609万人,饮水困难大牲畜1105.5万头;农作物受灾面积4348.6千公顷,其中绝收面积940.2千公顷;因灾直接经济损失190.2亿元。
经综合分析,未来10天,我国西南重旱区仍无明显降雨,同时华北地区春旱将逐渐露头和发展。
东北、华北和西北部分地区饮水困难也比较突出,甘肃东部、陕西大部、山西南部、河南西北部等北方冬麦区降雨较多年同期偏少二至五成,部分农田受旱也比较严重。
西南地区继续维持高森林火险气象等级,抗旱救灾和森林防火工作形势仍然严峻二、旱灾产生原因及影响2.1 自然因素2.1.1气候因素(1)全球气候变暖,虽然今冬有数次冷空气影响我国,但大多数冷空气在北方开始偏东移动,加之,受西南地形因素影响,冷空气影响不到西南地区。
2004年6月SHUILI XUEBAO第6期文章编号0559-9350 (2004) 06-0086-06黄土区植被减沙效益评价决策支持系统上官周平1张安邦1刘国彬1刘晓东2(1.中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌 7121002.西安交通大学电信学院陕西西安 710049)摘要本文集成黄土高原小流域植被减沙效应方面的研究数据与资料归纳出黄土高原不同区域植被减沙效益评价的统计模型建立植被资源分布数据库并以此为基础构建了网络环境下的植被减沙效益评价决策支持系统该决策系统可根据用户的现状对所提供的事实和条件进行推理判断提供有明确针对性的不同区域植被减沙措施及其效益从而指导不同区域退耕还林还草工程的实施为黄土高原生态环境建设以及植被的合理布局提供决策支持关键词植被减沙效益决策支持系统黄土高原中图分类号TP311.52S157.1 文献标识码A黄土高原地区是我国生态环境脆弱区该区资源环境人口和发展的矛盾尖锐大范围的退耕还林还草和水土保持已成为生态环境建设的主要措施但多年来没有解决好黄土高原地区科学植树种草问题致使林草成活率低植被结构单一水土保持效益低下[1]目前对植被在试验小区对比流域及天然林区的减水减沙效应已做了大量的研究[2, 3]由于黄土高原地区地理地貌的复杂性与独特性植被在小区小流域及大区域的生态经济效益明显不同所以植被的水土保持效益评价一直是水利学生态学水土保持学的重要研究内容也是国家政府部门急需解决的科学问题尽管目前对于植被建造在区域水土保持和生态环境建设中的重要性已成为共识但就流域尺度上对现有植被的水土保持效益亟待进一步研究[45]我们主要利用以前黄土高原地区植被建设与水土保持方面的数据与资料[615]运用现代信息技术进行归纳与集成开发研制了黄土高原植被减沙效益评价决策支持系统就流域尺度上主要植被类型的水土保持与减沙效益进行综合评价为黄土区生态环境建设中植被恢复与重建提供理论依据1 决策支持系统的结构决策支持系统(Decision-Making Support System简称DSS)是从数据库中挖掘出必要的数据并利用特定的数学模型为用户推断出所需要的相关信息DSS结构是由控制模块将数据存取模块数据变换模块(检索数据产生报表和图形)模型建立模块(选择数学模型或采用模拟技术)3个模块连接起来实现某一决策问题的合理回答[7]黄土高原植被减沙效益评价决策支持系统是利用数据库人机交互系统进行多模块的有机结合辅助决策者实现某一问题决策的综合集成系统黄土高原植被减沙效益评价决策系统的结构如图1所示DSS使人机交互系统模型库系统数据库系统三者有机结合起来它极大的扩充了数据库功能和模型库功能收稿日期2002-12-03基金项目国家973计划(2002CB111502)国家自然科学基金(90102012)教育部中央财政专项资助项目作者简介上官周平(1964-)男陕西扶凤人研究员主要从事植物生态方面的研究2004年6月 SHUILI XUEBAO 第6期即DSS 的发展使管理信息系统(MIS)上升到决策支持系统的新台阶上DSS 使那些原来不能用计算机解决的问题逐步变成能用计算机解决2 系统设计2.1 模型库的建立 流域尺度条件下植被的减沙效益应用各类型植被占流域面积百分率与流域输沙量的关系来反映为了定量反映植被在不同地貌类型的作用考虑到黄土高原水土流失区主要分布于黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区就根据国家水文年鉴公布的研究区内73个流域产沙单元(面积30010000km 2)把口站以山脊线确定各流域产沙单元边界线确定各流域的面积各流域植被分布与面积用黄土高原地区1/50万植被类型图与流域图确定各流域内植被类型与图斑面积研究区域共统计图斑8200图1 植被减沙效益评价决策支持系统组成结构个然后对各流域产沙单元植被类型进行同类合并分为三级(植物型组9个植被型17个群系46个)进行统计针对黄土丘陵沟壑区和沟壑区这两个区域来研究植被保持水土有效性与植被整体减沙效益并按不同区域分别建立植被减沙效益评价模型[6]2.1.1 不同植被类型植被在流域的整体效益(1)黄土丘陵区Y=3200.1-3628.6X 2-10976X 3+2130X 4+6305.7X 5-30712X 6 (n=4,F=3.5**, P>0.01)(2)黄土高原沟壑区Y=4042.0-18022X 1-506.2X 3+6701.0X 4+2539.5X 5 (n=25, F=2.9786**, P>0.05)其中Y 为流域(产沙单元)产沙模数(t km-2a -1)Xi 为植被类型组占流域面积百分率X 1为针叶林X 2为阔叶林X 3为灌丛X 4为草丛X 5为草原X 6为草甸这两个方程表明由某一区域植被类型面积可估算出流域平均产沙模数植被类型项的系数反映了该类植被对于水土流失作用的大小该系数愈大其作用愈大2.1.2植被群系在流域中的整体效益(1)黄土丘陵区Y=4661.5-32166X 2-13273.4X 16+25535.8X 26-14427X 29-8148X 30+9628.9X 31+42981X 32-17711X 33+10679.6X 34+33869.5X 35-19612X 36-48139X 42 (n=46F=7.50**, P>0.001)其中Y 为流域(产沙单元)产沙模数(t km -2a -1)X i 为水土保持的主要植被类型占流域面积百分率(表2)(2)黄土高原沟壑区2004年6月SHUILI XUEBAO第6期Y=213.5+31391.6X13-11536X16+11033X18+28870.3X20-25106X22+61091.8X25-31068X26+40916.5X29+12600.2X31 (n=25,F=7.28**, P>0.05)其中Y为流域(产沙单元)产沙模数(t km-2a-1),X i为水土保持的主要植被类型占流域面积百分率(表2)这两个方程表明在植被群系水平上反映了区域植被的整体作用可给各类型植被予以综合评价在黄土丘陵区和高原沟壑区对流域产沙起显著作用的植被类型不同丘陵区起正向作用的植被类型有7个负作用类型有5个高原沟壑区正作用类型4个负作用类型5个丘陵区对水土保持影响的植被类型多于高塬区且两个区域植被类型不同两个区域都有5类植被处于严重退化状态其在流域的面积越大流域输沙量就越大2.2 数据库的建立在黄土高原植被减沙效益评价决策支持系统中数据库的构建技术以及数据库中数据挖掘成为一个系统合理的关键由于某些条件的限制在黄土高原植被减沙效益评价决策支持系统中将其做成一个半结构化的决策支持系统在系统的构建过程中考虑到目前工作的局限性以及如何尽可能的使系统运行流畅与实用在系统中共建立了5个数据库分别是水土保持主要植被类型数据库[type]黄土丘陵区流域植被面积百分率分布数据库[hillproportionl]黄土高原沟壑区流域植被面积百分率分布数据库[dongaproportionl]黄土丘陵区流域植被群系面积百分率分布数据库[hillproportion2]黄土高原沟壑区流域植被群系面积百分率分布数据库[dongaproportion2]2.2.1 数据的定义分别以水土保持主要植被类型数据库[type]黄土丘陵区域植被面积百分率分布数据库为例来说明在该决策系统中数据的定义以及数据的类型组成a.在水土保持主要植被类型数据厍中数据类型主要为字符型字段其定义为(1)水土保持主要植被类型数据库type 植被类型 varchar(1) 1为针叶林2为天然阔叶林3为人工阔叶林4为经济林5为天然灌木6为人工灌木7为温性草丛8为草甸草原9为典型草原10为荒漠草原11为农作物12为其它group 主要植被群系 varchar(2)(2)水土保持主要植被群系数据库[group]id 植被群系编号 int keygroupname 群系名称 varchar(60)b.在黄土丘陵区域植被面积百分率分布数据库中数据类型除了字符型字段外还有数值型字段而且数值型字段还允许出现空值(当然在具体的环境条件下出现空值所表示的值为0)其定义为(1)黄土丘陵区域植被面积百分率分布数据库允许空值valley 流域 varchar(50)允许空值area 区间 varchar(50)group 主要植被群系 varchar(2)(2)植被群系数据库[group]2004年6月SHUILI XUEBAO第6期keyid 植被群系编号 ingroupname 群系名称 varchar(60)groupbfl 流域植被群系面积百分率 numeric(5)允许空值2.2.2数据库数据的组成在水土保持植被类型数据库中黄土高原植被类型分为针叶林天然阔叶林人工阔叶林经济林天然灌木林等每个植被类型的植被种类如表2所示在黄土丘陵区域植被面积百分率分布数据库中各字段名及字符类型详情见表3所示2.3 人机交互系统人机交互系统一般用于模型运行中的交互显示辅助决策信息和交互信息根据计算机运行的要求输入需要的数据或者控制信息对于决策系统中的人机交互系统来说其主要任务就是完成三部件的综合集成使决策支持系统在计算机中有效地运行达到更强的辅助决策能力3 实现策略该系统通过模型库数据库的应用组成一个半结构化的决策支持系统用户通过选择不同的决策支持子系统进入决策系统按照系统给出的提示信息选择具体的流域与区间系统在数据库中查找对应的相关数据资料当数据满足用户要求时系统直接通过计算推理得出流域产沙模势Y(t km-2a-1)当数据库中数据不能满足用户的需求则系统提示用户将自己所需流域的基本数据输入计算机系统通过计算推理得出相应的产沙模数系统的实现策略与运行过程如图2所示表2 黄土高原水土保持主要植被类型类型主要群系1.针叶林X1华北落叶松太白落叶松青千白干林和温性针叶林X2油松林X3华山松白皮松杜松侧柏林2.天然阔叶林X4辽东栎林X5山杨白桦红桦林X6针阔混交林阔阔混交林油松-辽东栎林油松-白桦林山杨-白桦林3.人工阔叶林X7杨旱柳林X8刺槐林X9鹅耳栎槭榆椴杂木林4.经济林X46果树和经济林5.天然灌丛X10箭叶锦鸡儿金露梅灌丛X11头花杜鹃百里香叶杜鹃灌丛温性落叶灌丛X12直穗小蘖黄栌连翘灌丛X13酸枣灌丛X14荆条灌丛X15白刺花黄刺玫灌丛X16沙棘灌丛X18胡枝予灌丛6.人工灌丛X17山杏山桃灌丛X19柠条灌丛7.温性草丛X20白杨草草丛X21黄背草草从X22苔草草丛X23铁杆蒿草丛X24野古草糙叶青茅草丛8.草甸草原X25铁杆蒿草甸草原X26茭蒿草甸草原X27白杨草草甸草原X28牛尾蒿羊草白草草甸草原9.典型草原X29长芒草草原X30大针茅草原X31百里香草原X32冷蒿草原X33克氏针茅隐子草草原X34达乌里胡枝子草原X35冰草草原X36阿尔泰狗娃花星毛萎陵菜草原10.荒漠草原X37短花针茅牛沙生针茅无芒隐子草猫头刺草原11.农作物X45各种农作物12.其它沙地裸岩2004年6月 SHUILI XUEBAO 第6期表3 黄土丘陵区域植被面积百分率分布流域 区间 针叶林 阔叶林灌丛草丛草原农田北洛河吴旗(金佛平) 0.0135 0.0086 0.3268 0.6511北洛河 志丹0.0241 0.2488 0.1768北洛河 刘家河吴旗0.0540 0.0480 0.0420 0.1832 0.6468祖厉河馋口 0.00240.2169 0.7807祖厉河 郭城驿 0.0205 0.4135 0.5372 - - - - - - - -红河 放牛沟-太平窑 0.0025 0.0125 0.3622 0.6288 红河 太平窑 0.0788 0.0245 0.2055 0.6768 孤山川 高石崖 0.0085 0.3933 0.5926 县川河 旧县 0.0120 0.0036 0.1320 0.85244 主要功能该系统主要针对黄土高原丘陵区和黄土高原沟壑区的植被减沙效益的评估问题实现了决策支持系统的维护功能查询功能和决策功能(图3)4.1 决策支持功能 用户通过Internet 在Web 页面选择不同途径进入不同的决策支持系统按系统提示信息在相应的表格中输入当地的资源现状数据值并直接启动决策支持系统和推理机对事实和条件进行推理判断得出有明确针对性的黄土高原不同区域植被减沙效益从而指导实际如当用户选择不同植被类型在流域中的整体效应时若分析对象位于黄土丘陵区系统提示用户在相应的表格中输入当地的资源现状数据值并启动决策支持系统系统对输入数据进行事实判断经推理计算得出流域(产沙图2 黄土高原植被减沙效益评价决策支持系统运行流程单元)产沙模数值当流域产沙模数小于当地规划最大产沙模数时系统则提示该区植被分布较为合理满足设计目标当流域产沙模数大于或远大于某一预计最大产沙模数值时系统提示决策者该流域区间植被分布不合理须重新进行评估规划设计4.2 查询功能 用户可以在Web 页上选择不同的决策支持子系统输入具体的流域和区间启动系统查询功能计算机从数据库中查找满足要求的数据显示出具体流域区间各植被类型或植被类型组在流域区间的分布百分率2004年6月SHUILI XUEBAO第6期图3 植被减沙效益决算支持系统界面4.3 维护功能系统对用户进行用户权限核查当用户具有管理员身份或具特殊权限的用户用户可在数据库中添加记录将有别于数据库中已存在的记录的具体流域区间的植被类型组占流域面积百分率或主要植被类型占流域面积分布百分率加入数据库中以充实数据库中的相关记录5 系统开发环境系统使用Visual C++编程环境将决策支持模块封装成一个独立的ATL(Active Template Library)模块该模块在Windows 2000 Server服务器上运行6 结语在以往研究工作基础上运用现代信息技术和网络技术研制开发出黄土高原不同类型植被在流域的整体减沙效益决策支持子系统和植被群系在流域中的整体减沙效益决策支持子系统为黄土高原生态环2004年6月SHUILI XUEBAO第6期境治理和实现山川秀美提供定量决策服务随着国家对黄土高原生态环境治理力度的加大以及有关科研成果的取得我们将对该系统进行不断的完善使之由半结构化决策向非结构化决策定量决策服务向定性决策服务转化参考文献[1] 吴钦孝杨文治主编.黄土高原植被建设与持续发展[M].北京科学出版社1998.[2] 王万忠焦菊英.黄土高原降雨侵蚀产沙与黄河输沙[M].北京科学出版社1996.[3] 侯喜禄,等.黄土丘陵区主要水保林类型及草地水保效益的研究[J].中国科学院水利部西北水土保持研究所1991(14) 96-103.[4] 王万忠焦菊英郝小品著.黄土高原降雨侵蚀产沙数据图集[M].西安西安地图出版社1998.[5] 焦菊英王万忠李靖.黄土高原林草水土保持有效盖度分析[J].植物生态学报200024(4)608-612.[6] 刘国彬郭忠升王晗生汪有科侯庆春.黄土高原区域植被整体减沙效益初步分析[J].水土保持通报200020(7)44-47.[7] 陈文伟主编.决策支持系统及其开发[M].北京清华大学出版社2000.Decision-making support system for evaluating the benefit of soil erosion reduction due tovegetationSHANGGUAN Zhou-ping1, ZHANG An-bang1, LIU Guo-bin1, LIU Xiao-dong2(1.Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Science, Yangling 712100, China;2.Xi an Jiaotong University, Xi an 710049, China)Abstract: According to the data obtained from small watersheds in Loess Plateau a statistical model for evaluating the benefit of soil erosion reduction due to vegetation is proposed and the database for distribution of vegetation resources is established. On this basis, the decision-making support system (DSS) for evaluating this benefit in the circumstance of Web is established. The system provides the decision maker with suggestion on suitable measure for soil erosion reduction and the probable benefit according to the existing situation. It gives the guidance for construction of ecological environment and the principle of reasonable vegetation planning in Loess Plateau.Key words: benefit of soil erosion reduction; vegetation; decision-making support system; Loess Plateau。
第12卷第4期2001年12月西 北 水 资 源 与 水 工 程Northwest Water Resources & Water EngineeringVol.12No.4Dec.,2001中国西部流域水循环重大科学问题及研究展望Important scientif ic problems and prospect of researchabout basin hydrological cycle in w estern china左其亭1,王中根2(1.郑州大学水利与环境工程学院,河南郑州450002;2.中国科学院地理与资源科学研究所北京100101)摘 要:水的问题是制约西部干旱区社会经济可持续发展的关键因素。
认识水循环规律是研究地球系统水问题的基础。
本文针对西部流域水循环的特点,列出水循环研究的重大科学问题,并展望未来水循环研究的重点内容。
关键词:流域水循环;科学问题;研究展望;中国西部中图分类号:TV211.2 文献标识码:A 文章编号:1008-5858(2001)04-0001-05ZU O Q i-ting1,WANG Zhong2gen2(1.College of W ater Resources and Envi ronment,Zhengz hou U niversity,Zhengz hou,Henan450002,Chi na;2.Instit ute of Geographic Sci2ences and N at ural Resources Research,CA S,Beiji ng100101,Chi na) Abstract:Hydrological cycle is a bridge combining atmosphere with biosphere.Studying the problem of wa2 ter,starting with the response of hydrological cycle under changing conditions,is the scientific foundation which solves the lack of water in west china.This paper,according to the characteristics of basin hydrologi2 cal cycle in western china,introduces the important scientific problems of hydrological cycle study and gives the important contents about future hydrological cycle study.K ey w ords:basin hydrological cycle;scientific problem;prospect of research;western china1 水循环及研究现状水循环是联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带,是认识自然科学规律的重要方面。
西南地区干旱预测模型摘要:2010年西南地区遭遇了百年一遇的旱灾,造成了严重的经济损失。
如能加强对干旱现状的分析和监控,适时预报旱情发展趋势,将对于指导农业生产,水利工程抗旱和人工增雨作业有很好的经济效益和社会效益,且具有重要的民生保障意义。
本文所建立干旱模拟模型密切结合水稻生长特点,用数学方法把降水、土壤水、人工灌溉水、地下水相互转化及其与农田蒸发量的作用过程描述出来,以反映水稻的缺水情况,并计算得出旱情指标确定旱情等级,提供干旱信息,为干旱的规划、监测和预报提供依据。
关键词:西南旱情干旱预测模型干旱等级干旱预防措施一、西南旱情简介2010年春季,西南五省包括云南、四川、重庆、广西和贵州地区,遭遇世纪大旱。
在这场百年一遇的大旱中,有5104.9万多同胞受灾,干旱使得农作物受灾面积高达4348.6千公顷,其中绝收面积940.2千公顷。
饮水困难人口1609万人,饮水困难大牲畜1105.5万头,因灾直接经济损失190.2亿。
同时受严重旱情影响,西南地区因灾致贫、因灾返贫人数有较大幅度增加,扶贫形势严峻。
西南五省区市干旱导致的经济损失数据仍在继续上升。
据中国扶贫基金会最新的报告披露,大旱导致西南五省区市除四川之外,至少有218万人返贫,经济损失超350亿元。
西南大旱造成如此严重的旱情,如此广阔的受灾范围及严重的经济损失,如果能提早预测,使得当地相关部门及人民能及早预防,加强防旱、储水工作那么此次旱灾就危害就能大大降低了。
而且由近十年来我国干旱灾害的发展态势来看,在传统的北方旱区旱情加重的同时,南方和东部多雨区旱情也在扩展和加重,此次西南大旱波及中国西南五省市(云南、贵州、广西、四川及重庆)并有蔓延到湖南等省市的趋势。
故加强对干旱现状的分析和监控,适时预报旱情发展趋势,对于指导农业生产,水利工程抗旱和人工增雨作业有很好的经济效益和社会效益,且具有重要的民生保障意义。
二、干旱预测模型构建 2.1分析模型建立思路西南地区为亚热带气候,主要农作物为水稻、玉米、油菜、红苕四种。
西南麦区小麦品种萌发期抗旱性的综合鉴定及评价一、研究背景西南麦区小麦作为一种重要的粮食作物,它的品种的萌发期抗旱性能直接影响着小麦生产的可持续性。
由于西南麦区极易受到干旱的影响,因此对小麦品种的萌发期抗旱性的识别和评价具有重要的意义。
二、研究目的本研究旨在针对西南麦区小麦品种进行萌发期抗旱性的综合鉴定和评价,为西南麦区小麦生产提供有效的抗旱技术支持。
三、研究方法(1)收集西南麦区小麦品种的相关信息。
(2)根据小麦品种的萌发期抗旱性情况采用新陈代谢、细胞差异等方法来识别不同的小麦品种。
(3)采用温度诱导法和水分胁迫法测试小麦品种的萌发期抗旱性。
(4)采用细胞毒性检测法、膜脂复合体检测法等手段对小麦品种的萌发期抗旱性进行综合评价。
四、总结通过分析和研究,本文对西南麦区小麦品种的萌发期抗旱性进行了综合鉴定和评价,为西南麦区小麦生产提供了有效的抗旱技术支持。
五、研究结果(1)小麦品种的新陈代谢和细胞差异分析表明,小麦品种的萌发期抗旱性存在明显的差异。
(2)温度诱导法测试表明,不同小麦品种在不同温度下的萌发期抗旱性存在显著差异。
(3)水分胁迫法测量表明,当处于-0.5MPa水压下,不同小麦品种的萌发期抗旱性差异最明显。
(4)细胞毒性检测和膜脂复合体检测表明,不同的小麦品种的萌发期抗旱性差异很大。
六、研究结论根据上述研究结果,我们得出结论:不同的小麦品种在萌发期抗旱性上存在显著差异,不同品种的抗旱性有所不同。
因此,为了提高小麦生产的可持续性,我们必须在小麦选择上考虑抗旱性能。
七、研究展望本文对西南麦区小麦品种的萌发期抗旱性进行了综合鉴定和评价,而且在萌发期抗旱性的判定和评价中采用了一系列新的技术和方法。
未来,将在研究小麦品种的萌发期抗旱性方面继续努力,以更准确地对小麦品种进行抗旱鉴定。
此外,还可以通过克隆与突变技术,筛选出具有抗旱性优异的小麦新品种,以提高小麦生产的抗旱性能。
八、总结本文针对西南麦区小麦品种的萌发期抗旱性进行了综合鉴定和评价,利用新陈代谢、细胞差异、温度诱导法和水分胁迫法等方法来识别小麦品种,并采用细胞毒性检测法、膜脂复合体检测法等手段进行小麦品种的综合评价。
我国西南干旱研究最新进展综述我国西南干旱研究最新进展综述摘要:本文综述了我国西南干旱研究的最新进展。
西南地区是我国最严重的干旱地区之一,干旱对该地区的生态环境和经济发展造成了严重影响。
近年来,研究人员通过实地观测、遥感技术和数值模拟等手段,开展了一系列研究,以深入了解西南地区干旱的成因、演变规律和对策。
本文主要介绍了西南地区干旱的地理特点、气候变化与干旱关系、干旱指数、干旱机理和干旱对农业、水资源和生态环境的影响。
此外,本文还总结了目前西南地区干旱研究的主要成果,并提出了今后需要加强研究的方向。
关键词:干旱、西南地区、气候变化、农业、水资源、生态环境1. 引言西南地区是我国重要的生态脆弱区,干旱是其常见的气象灾害之一。
干旱不仅直接影响该地区的农业生产和人民生活,还对水资源和生态环境产生严重影响。
因此,研究西南地区的干旱成因、演变规律和对策具有重要意义。
2. 西南地区干旱的地理特点西南地区干旱主要分布在四川盆地、云贵高原和西藏高原等地,其主要特点有:高海拔、降水稀少、土地退化、蒸散发强烈等。
3. 气候变化与西南干旱关系气候变化是西南地区干旱的主要原因之一。
近年来,该地区的气温上升、降水减少等气候变化现象加剧了干旱的程度。
4. 西南地区干旱指数干旱指数是评价干旱程度的重要指标。
研究人员采用了多种干旱指数,如PMI指数、SPI指数和NDVI指数等,以揭示西南地区的干旱特点和演变规律。
5. 西南地区干旱机理西南地区干旱的机理涉及到气候和地理因素。
研究表明,降水不足、蒸散发强烈和土地退化是导致该地区干旱的重要原因。
6. 干旱对农业的影响干旱对西南地区的农业生产造成了严重损失。
干旱导致作物减产、水资源短缺、土地退化等问题,严重威胁着农业的可持续发展。
7. 干旱对水资源的影响西南地区的水资源主要来自降水和地表水,干旱使得水资源短缺。
研究人员通过实地观测和数值模拟等手段,分析了西南地区干旱对水资源的影响和其对策。
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(10): 1880−1890/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01880西南“旱三熟”地区不同保护性耕作措施对农田土壤生态效应及生产效益的影响王龙昌1,*邹聪明1,2张云兰1,3张赛1张晓雨1周航飞1罗海秀11 西南大学农学与生物科技学院 / 三峡库区生态环境教育部重点实验室 / 南方山地农业教育部工程研究中心, 重庆 400716;2 De-partment of Plant & Soil Sciences, University of Kentucky, Kentucky 40503, USA; 3广西财经学院经济与贸易学院, 广西南宁530003摘要: 针对我国西南地区旱作农田土层浅薄、水土流失严重、季节性干旱多发等问题, 以常规平作(T)、垄作(R)、平作+秸秆覆盖(TS)、垄作+秸秆覆盖(RS)、平作+秸秆覆盖+腐熟剂(TSD)、垄作+秸秆覆盖+腐熟剂(RSD) 6种措施作为处理, 连续2年进行大田对比试验, 研究不同保护性耕作措施对西南“旱三熟”种植区农田土壤生态要素、产量和水分利用效率的影响。
结果表明, 保护性耕作措施可以有效地改善土壤有机质和养分状况, 且对酸性土壤有一定的改良作用, 其中有秸秆覆盖的4个处理显著增加了土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量; 可改善土壤水分状况, 增强作物的抗旱节水能力, 各处理0~80 cm土层2年平均贮水量排序为: RSD (258.82 mm) > TSD (252.40 mm) > RS (250.19 mm) > TS (246.66 mm) > R (239.19 mm) > T (235.87 mm); 可降低7月份表层土壤温度, 缓解夏季高温对玉米后期生长发育造成的伤害, 其中有秸秆覆盖的4个处理对5 cm和10 cm土层温度有显著降低效应; 可抑制杂草生长, 具有良好的控草效应, 其中TS、RS、TSD、RSD处理的杂草高度、密度和生物量均比T和R有极显著下降; 可促进蚯蚓的繁殖和生长, 使农田生态环境得到明显改善。
运用MODIS 对我国西南地区极端干旱情况监测与评估研究——以2009~2010年遥感数据为例张小强1,冯 彬1,王云燕2(1. 江苏省环境科学研究院 江苏省环境工程重点实验室,江苏 南京 210036;2. 河海大学环境学院,江苏 南京 210036)摘 要: 文章利用中分辨率成像光谱仪(MODIS )反演的干旱胁迫指数(DSI )来监测我国西南地区2009~2010年极端干旱的持续时间、发生强度和空间分布等特征,进而评估DSI 的干旱监测能力,并验证其精度。
结果表明:我国西南地区在2009年11月至2010年3月期间遭遇了极端干旱。
作物受灾面积占研究区总面积的74%,其中中度干旱、严重干旱和极端干旱面积占总面积的20%、12.7%和13.2%。
空间分布上,云南东部、贵州西部和广西西部地区均遭受了持续干旱,干旱期间强度从轻度到极端。
将DSI 和标准化降水指数(SPI )进行皮尔逊相关分析,以评估DSI 的监测结果。
结果表明:DSI 与SPI 的变化趋势在时间尺度较为一致,DSI 和时间尺度为3个月的SPI 的相关性系数最高(r =0.58),农业气象干旱的监测资料也验证了这一点。
研究表明,DSI 具有监测我国西南地区或全球其他类似地区极端干旱的能力。
关键词: 干旱;干旱胁迫指数;标准化降水指数;MODIS ;西南地区中图分类号: X321 文献标志码: A DOI :10.16803/ki.issn.1004 − 6216.2020.01.024Monitoring and Evaluation of Extreme Drought in Southwest China Based the MODIS——A Case Study Based on 2009 ~ 2010 Remote Sensing DataZHANG Xiaoqiang 1,FENG Bin 1,WANG Yunyan 2(1. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Environmental Engineering, Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science,Nanjing 210036, China ;2. College of Environment, Hohai University, Nanjing 210036, China )Abstract : This article investigated whether Drought Severity Index (DSI) derived from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) had the capability of detecting the regional drought in the subtropical southwest China. The monthly remote sensing data based DSI were used to characterize the extent, duration, and severity of the drought from 2000 to 2010. The results showed that southwest China suffered an extreme drought from November 2009 to March 2010 (referred to as the “drought period ”). The area affected by the drought occupied approximately 74% of the total area of the study region, in which a moderate drought, severe drought, and an extreme drought accounted for 20%, 12.7% and 13.2% of the total area, respectively. Spatially,eastern Yunnan, western Guizhou and Guangxi suffered a persistent drought ranged from mild to extreme during the drought period.Pearson correlation analyses were performed between DSI and the in-situ meteorological station-based Standardized Precipitation Index (SPI) for validating the monitoring results. The results showed that the DSI corresponded favorably with the temporal change trend of the SPI. Furthermore, similar spatial patterns and temporal variations were found between the DSI and the 3-month SPI with the highest correlation (mean: r=0.58), as well as the agro-meteorological drought observation data. The analysis proved that the DSI could monitor the extreme drought with a fine resolution across subtropical southwest China, or other similar regions.Keywords : Drought ;Drought Severity Index ;SPI ;MODIS ;Southwest China CLC number : X321在各类农业气象灾害中,农业干旱造成的损失十分严重,是对农业生产威胁最大的灾害之一。
我国固沙植物抗旱性及基于水量平衡的沙地造林合理密度研究进展蒋德明;张娜;阿拉木萨;李雪华;周全来;押田敏雄;郭守业【摘要】针对我国部分地区固沙成林出现早衰甚至枯死问题,本文对沙地典型固沙植物抗旱性特征、固沙林地水分平衡特征和基于水分平衡的沙地合理造林密度研究进行了论述,明确了沙地植被恢复中,应根据植物的抗旱性特征,对水分循环规律进行量化研究,并参照其地带性植被的特征和立地条件的空间异质性,进行植物种类和密度的规划确定,以期为建立稳定的人工固沙植被提供依据.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2013(028)006【总页数】9页(P75-83)【关键词】干旱半干旱区;固沙植被;耐旱性;水分平衡;造林密度【作者】蒋德明;张娜;阿拉木萨;李雪华;周全来;押田敏雄;郭守业【作者单位】中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;中国科学院大学,北京100049;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;日本麻布大学兽医学部,日本相模原252-5201;翁牛特旗林业局,内蒙古赤峰024500【正文语种】中文【中图分类】S727.22我国在沙地治理过程中广泛使用生物固沙方法,建立了大面积的人工固沙植被,有效的遏制了沙漠化的扩大。
生物固沙方法以其效果好、成本低、实施方便等优点得到了广泛的应用,有效的控制了沙地的外侵趋势。
随着生物固沙植物生长时间的延续,固沙植被区出现土壤水分状况恶化现象,部分植被区土壤水分低于植物凋萎湿度,固沙植被出现生长衰退甚至死亡现象,导致现有固沙植被的稳定性受到威胁,部分已经固定的沙丘有退化的趋势。
这些问题产生的根本原因在于土壤水分供给能力和植被耗水量之间的失衡,虽然造林初期多栽一些树木可以早日起到固沙作用,但是后期会导致林木水分营养面积不足,土壤水分持续严重亏缺,引起林分衰退,甚至死亡[1-4]。
第34卷第4期2014年8月水土保持通报Bulletin of Soil and Water ConservationVol.34,No.4Aug.,2014 收稿日期:2013-11-20 修回日期:2014-01-01 资助项目:国家自然科学基金项目“云南省典型植被的水分适应性及其生态需水与区域旱灾的关系(31460191)”,“云南省典型人工植被的时空演变及其生态需水与区域性干旱的关系”(31270751),“桉树—紫茎泽兰复合系统的形成机理与生态效应”(31160155);云南大学“中青年骨干教师培养计划”(XT412003) 作者简介:黄新会(1979—),女(汉族),河南省内乡县人,讲师,硕士,主要从事区域生态与水土保持领域的教学与研究工作。
E-mail:yl-hxh2001@163.com。
通信作者:于福科(1976—),男(汉族),甘肃省灵台县人,博士,主要从事入侵植物生态、区域植被生态等科学研究工作。
E-mail:ylyfk2005@aliyun.com。
区域植被水分适宜性研究:基于中国西南季节性旱灾的评述黄新会1,李小英1,穆兴民2,袁华1,梁启斌1,姚平1,于福科3(1.西南林业大学环境科学与工程学院,云南昆明650224;2.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100;3.云南大学生态学与环境学院环境科学与生态修复研究所,云南昆明650091)摘 要:基于近年中国西南频发的季节性旱灾事件,探讨了区域植被的水分适宜性。
分析了区域性旱灾事件中蕴藏的重要科学问题———具有高耗水特性的桉树(Eucalyptus spp.)、橡胶树(Heveaspp.)人工林的生态需水是否适应于区域降水条件(或能否打破区域生态用水的供需平衡)进而导致旱害。
同时分析了植被水分适宜性研究的现状与发展趋势,认为以植被生态需水计算为基础的植被水分适宜性研究进展缓慢且成果缺乏,作为水分适宜性评价基础的植被生态需水研究也存在一些问题。
据此提出对云南省典型植被的水分适宜性及其生态需水与区域干旱的关系开展专项研究的建议。
关键词:区域植被;水分适宜性;生态需水;中国西南;季节性旱灾文献标识码:A 文章编号:1000-288X(2014)04-0301-07 中图分类号:P339Research on Water Suitability of Regional Vegetation:Perspectives fromSeasonal Drought Disaster Occurred Frequently in Southwest ChinaHUANG Xin-hui 1,LI Xiao-ying1,MU Xing-min2,YUAN Hua1,LIANG Qi-bin1,YAO Ping1,YU Fu-ke3(1.College of Environmental Science and Engineering,Southwest Forestry University,Kunming,Yunnan 650224,China;2.Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy ofSciences and Ministry of Water Resources,Yangling,Shaanxi 712100,China;3.Institute of Environmental Sciencesand Ecological Restoration,College of Ecology and Environmental Sciences,Yunnan University,Kunming,Yunnan 650091,China)Abstract:On the basis of drought disaster occurred frequently in Southwest China in recent years,watersuitability of regional vegetation was discussed.An important scientific issue concerned with the seasonaldrought disaster was analyzed.The issue was whether could ecological water demand of Eucalyptus planta-tion and Hevea plantation be adapted to regional precipitation condition,or whether could ecological waterdemand of Eucalyptus plantation and Hevea plantation break the balance of supply and demand of regionalecological water use,and even lead to regional drought disaster.Research status and development trends inwater suitability of regional vegetation were analyzed.It was pointed out that no great progress and no sym-bolic achievement was gotten in research related to water suitability of vegetation that based on the calcula-tion of ecological water demand of vegetation.As for research on ecological water demand of vegetation,thebasis for assessment of water suitability of vegetation,there are some problems left.Water suitability of typ-ical vegetation in Yunnan Province and relationship between ecological water demand of regional vegetationand regional drought disaster should be investigated.Keywords:regional vegetation;water suitability;ecological water demand;Southwest China;seasonal droughtdisasterDOI:10.13961/ki.stbctb.2014.04.072 自2010年以来,中国西南地区频发的季节性旱灾,不仅给灾区社会经济和群众生活造成严重影响,而且留给人们无尽的思考与启发,已成为学术界广泛关注和不懈探索的重大科学命题[1-2]。
尤其是2010年在云南、贵州、广西、重庆、四川5省(区、市)发生的历史罕见,跨季节,持续性特大旱灾震撼华夏,惊动世界。
在旱灾发生、发展期间,乃至旱灾结束以后,针对旱灾成因的讨论和争议从未间断,其中,关于旱灾是“天灾”还是“人祸”的争论尤为激烈。
在“人祸”论中,有学者指出:桉树(Eucalyptus spp.)、橡胶树(Heveaspp.)的种植是导致旱灾的“罪魁祸首”[3-4]。
实际上,此前已有学者[5-8]认识到桉树、橡胶树种植对生态环境的一些不良影响,也早有桉树、橡胶树是“抽水机”等观点盛传。
然而,这些观点更多的是一些专家、学者的感性认识或个人见解,尚且缺乏实验验证和统计数据的广泛支持[9]。
分析桉树和橡胶树,二者均为速生性经济树种,都具有水分需求量大的生物学特点。
因此,人们迫切需要回答这样一个科学问题:具有高耗水特性的桉树、橡胶树,其在种植区的水分适宜性如何,进一步讲,其人工林的生态需水是否适应于区域降水条件(或能否打破区域生态用水的供需平衡)进而导致区域旱灾。
换言之,区域降水条件是否满足桉树、橡胶人工林的生态需水(或能否维持区域水分收支平衡)从而规避旱灾。
鉴于近年中国西南地区频发的季节性旱灾中蕴藏的重要科学问题,并结合该地区生态环境可持续发展的战略考量与科技需求,本文主要探讨该区域植被水分适宜性,重点分析其研究现状与发展趋势,并提出研究建议与主攻方向,以期为未来的植被水分适宜性研究提供指导。
植被水分适宜性研究是以植被生态需水为基础评价植被生长环境的主要手段。
植被生态需水为自然界或人工生态系统的重要需水类型,指为维持植被正常生长或维持植被生态系统健康所需要的水量[10],是水分适宜性研究的前提和基础,也是生态需水研究的重要内容。
1 植被(植物)水分适宜性研究概述水分适宜性是从环境适宜性或气候适宜性[11]研究中衍生出来的一个专业名词。
其主要表征植被(植物)对环境水分条件的适宜程度,同时也反映环境水分条件对植被(植物)生态需水的满足程度[12]。
在国内,水分适宜性研究可追溯到20世纪80年代我国旱作区作物的水分利用研究和生长环境评价。
粗略估计,我国对植被(植物)的水分适宜性研究已有大约30a的发展历程。
这期间,我国学者针对旱作区作物的水分适宜性开展了一些研究。
如姚小英等[12]、杨小利等[13]分别指出陇东地区种植玉米、苹果的水分条件比较优越,年均水分适宜度均在0.5以上;蒲金涌等[14]的研究显示,1971—2008年甘肃省河东地区夏秋作物水分适宜度均较低;杨东等[15]研究发现,在陇南地区不适宜种植棉花,适宜种植大豆、玉米、小麦,但种植小麦需在其生长中后期进行适量的人工灌溉补水等[16-19]。
可是,此类研究成果并不多见。
检索结果表明,自1990年至今,国内专业学术刊物发表的以水分适宜性(包括水分适应性)为主题的研究论文不足50篇,国外针对水分适宜性(包括水分适应性)的研究论文更为罕见。
因此,从整体发展看,水分适宜性研究一直处于“徘徊”状态,其仍然属于植物水分利用和抗旱生理研究的一个方向,而没有发展成为一个独立研究领域。
进一步分析现有的研究成果发现,目前水分适宜性研究的对象、范围、方法等均比较单一。
以国内为例,水分适宜性研究目前仅涉及甘肃、陕西、宁夏、山西等地区的主栽作物(如小麦、玉米)[12,14-15]及少数经济林物种(如苹果、杏、桃)[13,16-17]等,研究方法局限于模型计算,即根据大气降水量和植物生理需水量的大小关系选择相应的数学公式计算水分适宜度[12-14,16-17]或采用模糊数学方法构建水分适宜度隶属函数进而计算函数值[15,18-19](表1)。