Page 114 - 2023年第54卷第7期
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M
                                                            ∑  DD i
                                                            i =1
                                                       Pr =                                             (4)
                                                              TD
                                                            1  M
                                                       Sm =   ∑  S i                                    (5)
                                                            M i =1
                                                              M
                                                       Ds =                                             (6)
                                                            M
                                                           ∑  DD i
                                                            i =1
                                               Cs = wPr + wSm + w (1 - Ds)                              (7)
                                                    1  0  2   0  3      0
              式中:Pr侧重反映研究区干旱的总时长,该值越大干旱综合强度越大;TD为研究时段的总长度;DD
                                                                                                           i
              为第 i场干旱事件的历时;M为干旱事件次数;Sm为研究时段内 M 场干旱事件的平均干旱烈度,该
              值越大干旱综合强度越大;S为第 i场生态干旱的烈度值;Ds为干旱事件的平均历时的倒数,该值越
                                        i
              小干旱综合强度越大。Cs为研究时段内生态干旱的综合强度;Pr、Sm 和 Ds分别为归一化后的 Pr、
                                                                                     0
                                                                          0
                                                                                0
              Sm和 Ds;w、w和 w分别为 Pr、Sm 和 Ds的权重,本文均取 1?3。
                         1
                                            0
                                                 0
                              2
                                  3
                                                       0
              3 计算与分析结果
              3.1 2022年夏秋季干旱对陆地生态系统的影响 图 3为 2022年 6—11月 SEWDI的空间分布特征,反
              映生态干旱的严重程度。由于归一化差异植被指数( NDVI)可以反映植被的生物量大小和活力水平                                           [18] ,
              因此计算相同时段的 NDVI距平指数反映生态植被的受旱程度(图 4)。可以看出,6月为干旱的起始
              阶段,SEWDI均值为 - 0.43 ,中旱及以上区域面积占比为 53.20%。相应地,NDVI距平指数为 - 19.78 ,
              43.7%的区域 NDVI距平指数超过研究区均值。生态干旱重旱区域和植被受旱严重区均分布在四川东
              部、重庆和湖北西部等长江中上游地区。
                  7—9月为干旱的发展阶段,生态干旱程度不断增加,SEWDI均值分别减小至- 0.68、- 0.73和- 0.75;
              中、重旱面积分别增加至 60.71%、67.15%和 66.3%,且中旱、重旱区域不断扩张。例如,重庆市 8月
              中旱、重旱区的面积占比由 66.41%增加到 74.47%,江西省的中旱、重旱面积由 6月的 10.64%增加至
              62.37%。在此影响下,研究区 7—8月 NDVI距平指数均值分别减小至- 25.71和- 26.30,9月达到最低
              值- 41.63,且重庆、湖北、湖南、安徽和江西距平为负的区域面积占比均超过 90%。Seleiman等                                    [29] 的
              研究表明当缺水程度和时间不断增加,产生的缺水累积效应会显著减少植被生物量、降低生长活力,
              这也是 9月 NDVI距平值陡然降低的主要原因。
                  10—11月为干旱的缓解阶段,SEWDI均值分别减小至 - 0.41和 - 0.38 ,六省(市)中、重旱面积大
              范围减小,其中江西省中、重旱面积占比环比减少最大,由最高时的 69.47%减小至 11月的 7.51%。
              相应地,NDVI距平指数开始增加,10月和 11月分别为- 31.63 和- 19.00 ,其中湖北、江西和湖南环比
              增幅超过 50%。一方面是由于植被进入生长后期使需水量减小,另一方面湖南、湖北和江西出现降雨
              过程使供水量增加,导致生态缺水量降低,生态植被恢复。
                  总体而言,SEWDI能较好地反映干旱缺水对陆地生态系统产生的影响,其中 2022年重庆市生态
              干旱重旱区的面积占比最大,安徽省最小,且重旱区大都分布在林草覆盖度较高的区域。
              3.2 2022年夏秋季干旱对水域生态系统的影响  为直观体现干旱对水域生态系统的影响,以六省
              (市)中鄱阳湖和洞庭湖为例,提取 1982—2022年 6—11月的水体面积,对比 2022年与历史同时期水
              体面积的差异(图 5)。6月鄱阳湖区水体面积与历史同期大体持平,6月 23日鄱阳湖水位(星子站)达
                                  [2]
              到年最高水位 17.52m ;7—11月随着气象干旱不断发展,水体面积不断减小,其中 8月水体面积环
                                                                                                  2
              比减少最大(环比减少 54.16%),10月水体面积相较于历史同期减小最大(减小 3166.27km ),11月
                                                              2
              鄱阳湖水体面积减小至 2022年最小值,仅为 225km 。11月 10日鄱阳湖水位降到 4.75m,创下 1950
              年以来历史最低纪录          [2] 。在此影响下,鄱阳湖区生态系统严重受损,例如沉水植被没有成熟就全部死

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