山西省农业干旱时空变化特征及其与气象因子的响应研究

摘要

农业干旱是由于水分供应不平衡造成土壤缺水，影响农作物的生长发育，直接导致粮食减产，严重时影响粮食安全和社会稳定。干旱季节容易诱发各种其他自然灾害，如森林火灾、蝗灾、农作物减产、水资源短缺、土地沙漠化、地下水位下降等。准确监测农业干旱，长期以来都是学者们关注的重点，研究并掌握其发展特征是国家预防农业干旱及其他灾情发生的重中之重。本文在传统农业干旱监测及遥感干旱监测模型基础上，对地表温度(Land Surface Temperature,LST)进行数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和纬度校正得到修正后的LST，结合归一化植被指数(Normalized Difference VegetationIndex,NDVI)初步构建温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)模型；在此基础上进行拟合干边改进，形成具有区域特色的山西省农业干旱TVDI遥感监测模型。将其应用于研究区，得到1984-2016年山西省农业干旱监测结果，探讨并分析研究区33年间的干旱特征和演变特征，以及农业干旱动态变化与气候变化之间的响应。
　　通过研究，得到以下主要结论：
　　1.与改进前的模型相比，改进后的TVDI模型不仅修正了地区之间由于纬度差异带来的干旱监测误差，而且对提高高海拔地区的农业干旱监测精度效果显著。
　　2.山西省农业干旱总体上呈减缓趋势，历年均有干旱发生，旱情由西到北呈现无旱到轻旱再到中旱的垂直分带现象；全省农业干旱普遍态势表现为2-4月北部重旱，其余地区轻旱或无旱，5-9旱情减缓，10月-次年1月区域内大部地区为轻旱或中旱；全省季际旱情除春季旱情呈现加重趋势外，其余三季均呈现出减缓趋势。
　　3.1984-2016年间，山西省农业干旱的空间空间分布特征为：中旱或重旱区由西北部蔓延至西部，再到东部和中部，最后到西北地区；轻旱区由中部蔓延至中部和东部，最后到除中旱或重旱区的大多数区域。无旱区以运城大部为主，夏季面积达到最大。秋季旱情与DEM高程分布呈现出显著相关。
　　4.分析TVDI与温度、降水的关系发现：年均TVDI与温度相关性不显著，正、负相关关系面积比例均衡，分别占全省总面积的57.3％和43.7%，相关系数绝对值东部高于西部；全省大部年均TVDI与降水呈现显著负相关关系，研究区内79%以上区域呈现负相关，60%以上范围相关系数绝对值达到0.5以上，且以吕梁山为界，东部相关性高于西部。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景和研究意义

1.2农业干旱的研究进展

1.3研究内容与技术路线

第二章 研究区概况与实验数据

2.1研究区概况

2.2实验数据

2.3数据预处理

第三章 农业干旱监测模型的构建

3.1农业干旱监测模型的选取

3.2 TVDI模型的原理与构建

3.3 TVDI模型的改进

3.4改进后模型的验证

第四章 山西省农业干旱时空变化分析

4.1 山西省农业干旱遥感监测

4.2 1984-2016年山西省农业干旱变化特征

4.3山西省农业干旱空间格局变化特征

4.4 1984-2016年旱情演变规律

第五章 农业干旱与气象因子的相关性分析

5.1农业干旱与温度的关系

5.2农业干旱与降水的关系

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2不足与展望

参考文献

致谢

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