宁蒙灌区气象、土壤干旱和水分利用效率的时空动态及滞后响应
钱佳霖1
冯雄1
卜灵心1
张疏桐1
冯克鹏2
1.宁夏大学,银川 7500212.宁夏大学,银川 750021;旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心,银川 750021;宁夏
摘要：[目的]探究宁蒙灌区尺度气象干旱、土壤干旱及水分利用效率(WUE)的时空动态变化规律,揭示农田生态系统对气象干旱和土壤干旱的响应特征.[方法]采用趋势分析、Pearson相关系数分析等方法,基于GLASS、SPEI-GD和GLEAMv3.5 等数据集,开展 1989-2018 年宁蒙灌区水分利用效率(WUE)、总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和土壤水分异常指数(SMAI)的时空变化以及WUE对干旱指数的响应研究.[结果]①1 个月尺度的SPEI(SPEI-1)波动大,反映短期干旱不稳定性;3 个月尺度的SPEI(SPEI-3)波动趋势与SPEI-1接近但更为平缓;SPEI-12能突出总体干旱趋势,在研究区呈下降趋势;SMAI波动大且呈上升趋势;②WUE总体均值分布为灌区中部较高、灌区边缘较低,宁夏灌区GPP和ET均值高于内蒙古灌区,但GPP增长速率高于ET,WUE均值也更高;③年尺度上,SPEI与WUE显著负相关,SMAI与WUE显著正相关,说明气象干旱会促进水分利用效率上升,而土壤干旱则会抑制水分利用效率增加.月尺度上,SPEI与WUE相关性复杂,5 月二者显著正相关,7、9 月二者显著负相关,SMAI与WUE显著正相关;④WUE对SPEI-1 的响应滞后时间集中在 7 个月,且二者相关性较高;WUE对SMAI的响应滞后时间集中在 5～7 个月,且二者相关性较低.然而,在内蒙古灌区部分区域,WUE 对 SPEI-1 的响应滞后时间可以延长至 12 个月,并且二者表现为负相关.说明气象干旱对研究区WUE影响更大,土壤干旱对研究区影响较小.[结论]综上可知,气象干旱是主导宁蒙灌区WUE变化的核心因子,其通过强滞后效应(7 个月)显著促进WUE提升;土壤干旱影响较弱且响应复杂.
关键词：宁蒙灌区水分利用效率干旱指数时滞效应
分类号：S275(农田水利)
资助基金：宁夏自然科学基金重点项目(2022AAC02007)国家重点研发计划(2021YFD1900600)宁夏高等学校一流学科建设项目(NXYLXK2021A03)宁夏大学研究生创新项目(CXXM2025048)
论文发表日期：2025-12-30
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 82-92 )
英文信息