研究背景:在全球气候变暖日益加剧的背景下,骤旱因发生发展迅速、破坏性强,对社会经济和自然生态系统造成严重破坏,成为当前干旱研究的热点。近年来,由于CO₂排放增加,全球气候变暖趋势日益明显,骤旱的发生强度和频率逐渐增加,未来可能成为“新常态”。当前,骤旱研究主要集中在评价指标、驱动因素及其对生态系统影响等方面,然而,针对骤旱从爆发阶段和恢复阶段分析其演变特征的研究仍较少。爆发阶段和恢复阶段土壤湿度的快速变化对土壤-植被-大气连续体间的热量、水分和CO₂交换具有深远影响。因此,基于土壤湿度数据识别骤旱的爆发与恢复过程,对于农业生产和生态安全具有重要意义。
中国西南地区作为全球最大的喀斯特连片区之一,土层浅薄、保水能力差,尽管地处湿润的亚热带,但因蒸发需求高,季节性干旱频发。加之近年来气温升高、极端气候事件增多,研究该地区骤旱的时空演变特征及恢复概率,对于增强区域气候适应能力和生态保护具有重要现实意义。
研究成果:中国西南地区骤旱时空特征及恢复概率评估
成果作者:冉光艳,胡锋,周旭*,敖杨,饶国峰等
成果简介:全球气候变暖日益加剧,骤旱事件的发生频率和严重性呈上升趋势,目前不同区域骤旱的时空异质性特征和恢复概率仍不明确。该研究以中国西南地区为例,系统评估2000-2020年间所有骤旱事件的频率、强度、爆发阶段和恢复阶段历时的时空演变特征;基于条件Vine Copula模拟方法,选取骤旱恢复阶段历时(recovery time, RT)、强度和恢复阶段的累积降水评估骤旱恢复的概率;并比较不同下垫面分区骤旱恢复概率的差异。结果表明,中国西南地区骤旱爆发阶段的历时呈明显增长趋势,年均增加速率为0.36 d/a,贵州省是骤旱发生的高频热点区。中国西南地区骤旱在春季和冬季的恢复概率偏低,特别是在RT为10~20 d时恢复概率较低,从空间上看,恢复概率低于20%的区域主要分布在贵州省内。不同地貌类型中岩溶槽谷的平均恢复概率最低,在不同地形坡度中,坡度为5°~15°的平均恢复概率最低,而在不同植被类型中耕作植被的平均恢复概率最低,岩溶槽谷、坡度为5°~15°、耕作植被在春季RT为10~20 d时平均恢复概率分别仅为10%、18%、18%。中国西南地区骤旱发生和恢复存在明显的时空异质性,未来灾害应对应特别重视贵州省内的岩溶槽谷-缓坡-耕作植被区。
成果图表:

图1 研究区概况图

图2 2000-2020年骤旱发生面积占比、强度、爆发、恢复阶段历时和平均总历时的变化趋势

图3 爆发阶段不同历时的骤旱事件面积占比和发生季节面积占比的变化趋势。

图4 2000-2020年骤旱频率和平均持续时间、爆发、恢复阶段的持续时间的空间分布。

图5 骤旱恢复概率的空间分布
表1 不同下垫面(地貌、坡度、植被类型)的骤旱平均恢复概率 (%)


图6 多年平均降水和最大骤旱强度的空间分布

图7 2009年秋季至2010年春季骤旱发生频率、恢复阶段历时、强度、降水异常的空间分布
项目资助:该研究得到了国家自然科学基金项目(52209047);国家自然科学基金委员会-贵州省人民政府喀斯特科学研究中心项目(U1812401);贵州省2022年高等学校教学内容和课程体系改革项目(2022044)等的资助。
期刊简介:《农业工程学报》创刊于 1985 年,是由中国科学技术协会主管、中国农业工程学会主办的全国性专业学术期刊。刊稿内容涵盖了农业装备工程与机械化、农业航空工程、农业水土工程、土地保障与生态安全等学科专业领域。学报已成为中国农业工程领域的领军期刊,最具国际影响力的学术期刊,被EI Compendex(核心版)、Scopus、CA、CSA、CAB Abstracts、CSCD、《中文核心期刊要目总览》《中国科技核心期刊目录》等多家国内外权威数据库收录,影响因子、总被引频次、综合评价指标多项位列农业工程类期刊第一名,2024年影响因子为2.785。

第一作者简介: 冉光艳,女,汉族,2001年01月出生,贵州遵义人,中共党员,系贵州师范大学地理与环境科学学院2023级地图学与地理信息系统专业硕士研究生。参与导师多项科研课题,曾获研究生国家奖学金、三好学生、研究生一等学业奖学金等荣誉,主要从事喀斯特生态水文遥感研究。在研期间取得代表性研究成果如下:
[1]冉光艳,胡锋,周旭,等. 中国西南地区骤旱时空特征及恢复概率评估[J]. 农业工程学报,2025,41(13):123-132. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202412164

通讯作者简介: 周旭教授是国家级课程思政教学名师,《遥感原理与应用》国家级课程思政示范课程、教学名师和团队负责人,国家级一流本科课程负责人,贵州省“金师”(教学名师)。主要从事多源遥感数据时空融合、地表水质参数遥感反演、流域生态保护与修复、生态系统碳水循环耦合等研究。针对长时间连续性高分遥感数据缺失,完成了多源遥感数据高时空融合算法适用性研究;针对高原湖泊水体富营养化,提出了面向湖库氮磷削减的多尺度土地利用优化方法;针对喀斯特碳水循环耦合效应,揭示了生态水文因子对水分利用效率的影响机制;针对流域人与水和谐共生,开展了贵阳市市管河流一河一策方案编制;针对课程思政体系建设,建构并落实了遥感课程思政“三难五化易融通”协同育人体系。曾获贵州省自然科学奖一等奖、高等教育教学成果奖二等奖、高校教师教学创新大赛二等奖、教育教学研究成果奖三等奖,以及南充市哲学社会科学优秀成果奖三等奖、黄河水利委员会水利科学技术进步奖一等奖、大禹水利科学技术进步奖一等奖等。曾获“教学名师”、“思贤名师”、“师德标兵”、“优秀教师”、“优秀共产党员”、“优秀青年教师”、“优秀班主任”等荣誉称号。

成果链接:本期推送“中国西南地区骤旱时空特征及恢复概率评估[J]. 农业工程学报,2025,41(13):123-132. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202412164”
原文文章下载:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=iwDheDcO5w53INzQi0OOSWz0x2ehg45VV9HCw_znJTnmYUMzZDH-bICBZ4ASjd2ZYUCI3RTD7-6hTMkDw_1078szsnaY9isFq_TQkzpF3vPEQnYJyJdNDE0IrR_uIGuIEzxrU121md4Ws8wEQURlHfQjlWQHEX-GfFAkVITq4gkNlEtK47S-dg==&uniplatform=NZKPT&language=CHS&anchor=citnet
一审(校):冉光艳;二审(校):张蕾、范艺馨;三审(校):赵翠薇