榆林市干旱胁迫下植被易损性评估

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气候变暖背景下,全球面临极端干旱的高风险,由此引发的环境问题亟待研究。榆林市位于黄河中游,植树造林工程在很大程度上改善了生态环境,而愈加频繁的干旱将会对植被生长活动造成不利影响。因此,全面、系统地评估榆林市干旱胁迫下的植被易损性,有助于掌握植被干旱响应特征,也可为区域生态环境治理以及高质量发展提供科学参考。本研究以榆林市为研究对象,基于逐月0.25°×0.25°空间分辨率的降水、土壤湿度和植被覆盖资料,计算了不同时间尺度的标准化降水指数SPI和标准化土壤湿度指数SSMI,分析了各等级干旱的时空演变规律和植被动态变化特征,探究了植被变化对干旱的响应时间,定量评估了不同等级干旱胁迫下的多种植被损失发生的可能性,分析了植被损失发生时的致灾阈值,在此基础上,辨识了榆林市植被干旱易损区域。取得的主要研究成果如下:(1)采用Mann-Kendall趋势检验法和空间插值法,系统地研究了榆林市干旱时空演变特征:榆林市干旱形势严峻。夏季有变干趋势,南部地区具有显著变干趋势;存在超过6个月的长历时降水亏损以及超过12个月的长历时土壤湿度亏损。重旱、特旱频次高值区域出现在榆林北部、南部以及东部边缘;平均干旱烈度以及各等级平均干旱烈度在总体上呈现出与干旱历时一致的分布特征,榆林南部定边县和北部府谷、神木两地平均重旱、特旱历时和烈度较大。(2)采用Mann-Kendall趋势检验法和空间插值法,揭示了榆林市植被覆盖情况的动态变化:榆林市植被覆盖率由东南向西北递减,在春季和冬季较低,夏季和秋季较高;8~10月植被覆盖率有增大趋势;年尺度上全区植被覆盖率具有增大趋势。(3)基于贝叶斯理论和Copula函数构建了植被干旱损失评估模型,定量分析了多种情景组合下的植被易损性:相同植被损失下,随着干旱由轻旱转为特旱,植被损失概率逐渐增大;相同干旱等级胁迫下,植被损失大的情景出现的可能性更小;相比土壤湿度,榆林市在降水发生亏损时的植被损失概率较大;时间分布上,6月和7月植被干旱易损性最高;空间分布上,4月和5月榆林南部地区植被干旱易损性较高,6月、7月、9月和10月榆林南部和东南部地区植被干旱易损性较高,8月榆林北部地区植被干旱易损性较高。(4)在植被干旱损失评估模型的基础上,采用试算法得到了一定植被损失下的致灾阈值区间:各月占比较大的致灾阈值区间所属的干旱等级不同,4月、6月和7月致灾阈值区间主要位于中旱范围内,植被能够抵抗干旱的能力较弱,5月和8月致灾阈值区间主要位于重旱范围内,9月和10月致灾阈值区间主要位于特旱范围内,植被能够抵抗干旱的能力较强;各月植被抵抗干旱能力较弱的地区不同,4月、5月、6月、9月为榆林南部地区,8月为榆林西南部地区,10月为榆林东南部地区,7月为整个榆林市。
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