表征生态状况的综合干旱指数构建及干旱风险分析

联合标准化降水指数、标准化土壤湿度指数、标准化地下水指数和标准化生态缺水指数,基于熵权法和相关系数赋权法分别构建了西北地区综合干旱指数CDI＿E和CDI＿C,分析了CDI＿E、CDI＿C与标准化叶绿素荧光指数(SSIF)、自适应帕尔默干旱指数(scPDSI)间的相关性,评估了CDI＿E、CDI＿C对植被状况的表征以及综合干旱的监测能力,并选取典型干旱事件进行验证。利用游程理论分析了1986—2015年西北地区的综合干旱特征及暴露度、脆弱性、恢复力3个风险因子,采用等权法计算综合干旱风险,依据10 a滑动窗口分析干旱风险的变化趋势。结果表明：CDI＿C考虑了干旱与植被的响应关系,且与scPDSI的相关性较强,能较好地反映西北地区的综合干旱情况;CDI＿C可以同时监测到气象、农业、地下水和生态干旱,且反映的干旱与实际情况一致;CDI＿C显示研究时段内西北大部分地区呈变湿趋势;综合干旱在新疆、青海等干旱半干旱区的发生频率较高且干旱风险较大,各区干旱风险呈先增后减的趋势。     

西北地区陆地生态系统未来生态需水量预估EI北大核心CSCD

采用偏差校正空间分解(BCSD)法对CMIP6的5个GCMs数据进行降尺度处理,基于考虑CO_(2)浓度影响的Penman-Monteith公式与有效降水计算方法,结合单作物系数法与saxton方程,预估了中等强迫(SSP2-4.5)和高强迫(SSP5-8.5)气候情景下西北地区生态需水量与生态缺水量的变化。结果表明:西北地区未来生态需水量在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下分别以3.83亿、6.95亿m^(3)/a的趋势上升;21世纪末期(2070—2100年)SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下年生态需水量均值分别为5679亿、5881亿m^(3),年有效降水量均值分别为3985亿、4106亿m^(3),年生态缺水量均值分别为1732亿、1798亿m^(3);西北地区整体上处于水分亏缺状态,缺水格点占比为60.2%,主要分布在新疆北部和西部、青海中部以及陕西、甘肃、宁夏的绝大部分区域。     

西北地区生态干旱脆弱性评估

为了解西北地区生态干旱脆弱性的空间分布和演变趋势,从暴露度、敏感性以及影响力三方面提出了生态干旱脆弱性的概念及定量表征方法,利用熵权法构建生态干旱脆弱性指数,采用莫兰指数评估脆弱性指数的空间相关性和脆弱性局部空间聚集情况,分析了西北地区1985—2014年的生态干旱脆弱性区域分布、脆弱性程度及趋势。结果表明:西北地区生态干旱高脆弱区主要分布在天山山脉、青海南部、青海湖附近、甘肃中部、陕北以及陕西中部等地区,其余地区均处于中等及以下脆弱性等级；生态干旱脆弱性指数局部空间分布相对聚集,呈现出“大聚集、小分散”的空间分布格局；生态干旱脆弱性在研究时段呈现先升高后降低的趋势,伊犁盆地、吐鲁番盆地和河西走廊地区脆弱性改善效果明显,但青海南部、陕北等局部地区脆弱性仍有升高趋势,未来需要加强这些地区的生态保护工作。