基于雨养指示线的灌溉概率指数计算与验证

来源：农业工程学报杂志2022年第2期北京时间：

作者：朱秀芳,刘莹,徐昆,

摘要：发展物理意义明确、指示意义强的灌溉特征参量有助于提高灌溉耕地制图精度。基于灌溉可以减缓或者抑制气象干旱向农业干旱演变的原理，该研究提出了雨养指示线的概念，并基于此发展了灌溉概率指数。选择有良好灌溉数据基础的美国内布拉斯加州为研究区，利用降水、实际蒸散发和潜在蒸散发数据计算的气象干旱指数和农业干旱指数来表征研究区的气象干旱情况和农业干旱情况。基于气象干旱情况一致时，耕地的农业干旱情况主要与灌溉因素有关的前提，将研究区内耕地像元的气象干旱指数作为横坐标、农业干旱指数作为纵坐标构成二维特征空间，提取特征空间中所有耕地像元散点的上包络线作为雨养指示线，每个耕地像元沿纵坐标方向到雨养指示线的距离作为灌溉概率指数。分析了灌溉概率指数与真实灌溉面积、活跃灌溉水井数量、灌溉设施作用面积、河流分布之间的关系。结果显示，内布拉斯加州灌溉概率指数整体上呈现东部高、西部低的趋势。县级灌溉概率指数总和与真实灌溉面积的相关系数最高，为0.62，与灌溉设施作用面积的相关系数次之，为0.55，与活跃灌溉水井数量的相关系数最低，为0.51。但三个相关系数均通过了0.05显著水平的测试，说明灌溉概率指数可以有效地表征耕地受灌溉的可能性大小。相比偏湿润区，灌溉概率指数在气候适宜区和偏干旱区对灌溉的表征能力更好。该研究可为灌溉耕地制图提供能够直接表征耕地受灌溉可能性大小的可选特征参量。

关键词：灌溉, 耕地, 干旱, 制图, 灌溉特征